О преобразовании энергии волн моря в электрическую энергию Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.22:621.314.241

О ПРЕОБРАЗОВАНИИ ЭНЕРГИИ ВОЛН МОРЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ

Скубилин М. Д.

Энергообеспечение автономных необслуживаемых источников информации морского базирования, например буйковых автоматических метеорологических станций, предполагает использование сменных элементов электропитания, что и трудоемко, и экономически невыгодно и экологически небезопасно. Альтернативой сменным гальваническим элементам электропитания или аккумуляторам, нуждающимся в периодической подзарядке, может стать устройство с пьезоэлектрическими преобразователями волнения поверхности моря в электрическую энергию.

Известна энергетическая установка морского базирования, содержащая заякоренное плавучее средство с противовесом, расположенные в корпусе плавучего средства сквозная шахта и турбоэлектрогенератор постоянного тока. Её недостатки - значительные габаритно-весовые характеристики, сложность аппаратурной реализации, высокая себестоимость, необходимость в заякорении, и ограниченная надежность в работе.

Предлагается устройство преобразования энергии волн моря в электрическую энергию, содержащее плавучее, с противовесом, средство, состоящее из двух и более подвижно сопряженных элементов, способных при волнении моря совершать вращательные или возвратно-поступательные колебания друг относительно друга, в элементах плавучего средства - пьезоэлектрические преобразователи, выпрямители тока, соединенные входами с электродами одноименных пьезоэлектрических преобразователей, накопитель электрической энергии, один на всё устройство, соединенный с выходами всех выпрямителей тока, и преобразователи механических колебаний сопряженных элементов плавучего средства в дискретные силовые воздействия на пьезоэлектрические преобразователи, механически контактирующие с сопряженными элементами плавучего средства и одноименными пьезоэлектрическими преобразователями.

В этом устройстве, при волнении поверхности моря, элементы плавучего средства совершают колебания друг относительно друга, которые преобразуются в дискретные силовые воздействия Е(1) на пьезоэлектрические преобразователи, а по каждому воздействию Е(1) генерируется электродвижущая сила Е(1), на выходе выпрямителя протекает ток /(1), а в накопителе накапливается электроэнергия Ж(1). Накопленная в накопителе электроэнергия постоянного тока приемлема для использования потребителями.

Будучи установленным на объекте морского базирования, устройство, даже при коэффициенте полезного действия пьезоэлектрических преобразователей в пределах 0,10^0,20, за счет последовательно во времени генерируемых импульсов тока накапливает электрическую энергию, достаточную для информирования потребителя, на-

1 и с» с» с»

пример информацией о метеорологическом состоянии района пребывания буйковой автоматической метеорологической станции, об опасности района плавания в точке установке буя, или о перемещении плавучего автономного научно-

исследовательского объекта (о координатах пребывания, направлении и скорости, перемещения).

Преимущества использования предлагаемых способа и устройства преобразования энергии волн моря в электрическую энергию состоят в том, что они работоспособны в автономном режиме неограниченно по времени суток и года, просты по применению, реализуемы на современной элементной базе в произвольных условиях их производства, надежны и долговечны в эксплуатации, не нуждаются в обслуживании

2 2

до физического износа, обладают повышенной экологической чистотой, имеют пониженную себестоимость.