NAU Harvester System
Методика визначення потужності морської хвильової електростанції з гнучким енергопоглинальним елементом
Наукові журнали Національного Авіаційного Університету
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
Методика визначення потужності морської хвильової електростанції з гнучким енергопоглинальним елементом
Методика определения мощности морской волновой электростанции с гибким энергопоглощающим элементом Methodology of determining water energy converter output for converters with flexible power take-off element |
|
| Creator |
Капітанчук, Костянтин Іванович; Національний авіаційний університет, Київ, Україна
Андріїшин, Mихайло Петрович; Національний авіаційний університет, Київ, Україна |
|
| Subject |
Екологія, хімічна технологія, біотехнології та біоінженерія
: морська хвильова електростанція, енергопоглинальний елемент, композитні матеріали УДК 551.466.6.001.57 Экология, химическая технология, биотехнологии и биоинженерия морская волновая электростанция, энергопоглощающий элемент, композитные материалы УДК 551.466.6.001.57 Ecology, chemical technology, biotechnologies and bioengineering wave energy converter, flexible power take-off element, composite materials UDC 551.466.6.001.57 |
|
| Description |
Енергія морських хвиль – найбільш розповсюджена відновлювальна енергія, яка представлена природою в найбільш сконцентрованому вигляді. Спроможність реалізувати енергію морської хвилі шляхом перетворення механічної роботи з переміщення в любий інший вид роботи для відтворення нетрадиційного джерела енергії – задача найважливіша. Спільними зусиллями науковців Національного авіаційного університету, Національного університету кораблебудування ім. адмірала Макарова та Інституту гідромеханіки НАН України за ініціативою НВФ «Крок-1» (м. Київ) створена, виготовлена та випробувана конструкція хвильової електростанції з гнучким енергопоглинальний елементом, яка принципово відрізняється від всіх сучасних аналогів. Енергія морської хвилі, впливаючи на поверхню, яка розташована на еластичній площині, здатна виконувати механічну роботу з переміщення її у максимально можливе вертикальне положення, тобто виконувати роботу з піднімання тіла на інтервалі довжини хвилі. Під дією потенційної сили на поверхню проходить переміщення на висоту хвилі за половину періоду. У зв’язку з цим можна оцінити питому потужність хвилі, як енергію, яка здатна перемістити одиницю поверхні на висоту хвилі. Представлено результати розрахунку величини питомої потужності хвилі. Визначено, що потужність, яку створює поверхня енергопоглинального елементу на розрахунковому режимі, залежить від радіусу в кубі та від величини b/R в квадраті. При значенні b/R ≥0,5 потужність, яку створює поверхня енергопоглинального елементу на розрахунковому режимі, значно зменшується. Як приклад. на рис. 10 представлено розрахунок змінення потужності морської станції довжиною 9 м та R/b=2 при проектуванні її на хвилі з діапазоном змінення амплітуди до а=1,5 м. Представлено результати розрахунку розрахунок змінення потужності морської станції довжиною 9 м та R/b=2 при проектуванні її на хвилі з діапазоном змінення амплітуди до а=1,5 м.
Энергия морских волн – наиболее распространенная нетрадиционная энергия, которая представлена природой в наиболее сконцентрированном виде. Возможность реализовать энергию морской волны путем преобразования механической работы при перемещении в любой другой вид работы для создания нетрадиционного источника энергии – задача первостепенной важности. Совместными усилиями ученых Национального авиационного университета, Национального университета кораблестроения им. адмирала Макарова и Института гидромеханики НАН Украины создана, изготовлена и испытана конструкция волновой электростанции с гибким энергопоглощающим элементом, которая принципиально отличается от всех современных аналогов. Энергия морской волны, воздействуя на поверхность, которая расположена на эластичной площади, способна выполнить механическую работу по перемещению ее в максимально возможное вертикальное положение, то есть выполнить работу по подъёму тела в интервале длины волны. Под действием потенциальной силы на поверхность происходит перемещение на высоту волны за половину периода. У связи с этим можно оценить удельную мощность волны, как энергию, которая способна переместить единицу поверхности на высоту волны. Определено, что мощность, которую создает поверхность энергопоглощающего элемента на расчетном режиме, зависит от радиуса в кубе и от величины b/R в квадрате. При значении b/R ≥0,5 мощность, которую создает поверхность энергопоглощающего элемента на расчетном режиме, значительно уменьшается. Представлено результаты расчета изменения мощности морской станции длиной 9 м и R/b=2 при проектировании ее на волны с диапазоном изменения амплитуды до а=1,5 м Marine energy is most abundant source of non-traditional energy. It is vital to collect this clean energy by converting mechanical movement of energy converter structural element to any other form of power and create device to harvest the most concentrated source of raw energy provided by nature. With combined effort from members of National Aviation University, Admiral Makarov National University of Shipbuilding and Institute of Hydromechanics of NAS Ukraine a breakthrough version of water energy converter was successfully designed, created and tested in a field. Designing a marine energy converter that will be durable, efficient and easy to install\maintain has been the ultimate goal of research teams across the globe for a while. Marine energy applied on flexible surface will apply mechanical force to move physical body in maximum length of wave amplitude. Thus that is possible to determine power density as a value of energy that is required to move a unit of surface to wave height. This specific design of marine energy converter can be used both on surface and submerged states and power output that is provided by energy converter can be calculated for any requested set up by following algorithm provided in article. Authors pointed out that power of water energy converter will be subjected by take-off element unit area to radius ratio and will drastically drop with b/R≥0.5. Article offers calculations and graphs for water energy converter with of 9m length and power take-off element unit area to radius ratio b/R=2 that are designed for wave amplitude of a=1,5m. Taking presented graphs for power output in mind, geometrical dimensions of energy converter can be calculated for specific wave amplitude. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2020-04-30
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/SBT/article/view/14574
10.18372/2310-5461.45.14574 |
|
| Source |
Наукоємні технології; Том 45, № 1 (2020); 78-84
Science-based technologies; Том 45, № 1 (2020); 78-84 Наукоемкие технологии; Том 45, № 1 (2020); 78-84 |
|
| Language |
uk
|
|