Представяме на вашето внимание диаграма Генератор на шуманова вълнана базата на универсален таймер NE 555. Конструкцията на генератора е проста и не изисква специални настройки. Специална характеристика на веригата е отпечатана бифилярна намотка.

От страниците на Уикипедия за резонанса на Шуман наречен феномен на образованието стоящи електромагнитни вълниниски и свръхниски честоти между земната повърхност и йоносферата.

Този глобален електромагнитен резонансен феномен е кръстен на физика Винфрид Ото Шуман, който го предсказа математически през 1952 г. Резонансът на Шуман възниква, защото пространството между повърхността на Земята и йоносферата действа като затворен резонаторен вълновод за вълни с ниска и ултраниска честота. Смята се, че мълниеносните разряди са основният естествен източник на възбуждане на резонанса на Шуман. Пиковете се наблюдават най-ясно при честоти от приблизително 8, 14, 20, 26, 32 Hz.Основен Резонансната честота на Шуман е 7,83 Hz.

В момента на пазара има много устройства, които генерират резонансни честоти на Шуман. Смята се, че вълните на Шуман имат благоприятен ефект върху човешкия организъмhttp://udalov-boris.narod2.ru/volni_shumana_i_mozg/ , а хората също използват този генератор като допълнителна „добавка“ към своите музикални системи, за да подобрят възприемането на музикално произведение. Както каза един приятел, „улеснява включването в музиката“, но в този случай трябва да експериментирате с разположението на устройството.

Фиг. 1 Схема на генератора

Настройката на честотата се извършва по елементи R 1, R 2, C 1. По-добре е да използвате тример резисторР 2 с номинална стойност 100K. С негова помощ честотата се настройва на 7,83 Hz. Резистор R3- ограничаване на тока.

Фиг.2 PCBустройства

В долната дясна част на фиг. 2 е схемата за захранване на ценеровия диод 7805.

Фиг.3 Общ изглед

Фиг.4 Цялостно устройство

Днес има голям брой различни източнициенергии, които човек използва. Основните са, разбира се, въглища и въглища, но те ще свършат някой ден. За съжаление на мнозина, не са останали толкова много запаси от тези въглеводороди. Според груби изчисления на учените газът и петролът на нашата планета ще свършат след 50 години, а въглищата след 400-500. Разбира се, такива прогнози се правят, като се има предвид фактът, че няма да бъдат открити нови находища, но все пак си струва да се замислим, какво ще стане, ако това се случи?!

Разбира се, вълновите електроцентрали, чиято ефективност е доста значителна, имат редица предимства, които ги правят по-обещаващи пред въглеводородите. Основното нещо се счита за коефициент на ефективност, който има висока производителност. Също така си струва да се отбележи, че електроцентралата с плаващи вълни може да служи и като абсорбатор на вълни. Благодарение на тази употреба е възможно да се защитят бреговете на резервоари, които имат силни приливи и отливи. Освен това вълновите могат да защитават морските граници на държавата, но това ще изисква леко подобрение.

Изграждане на вятърен парк

При изграждането на вятърен парк е необходимо да се вземат предвид следните фактори за получаване на електрическа енергия:

• Необходимо е да се вземе предвид кинетичната енергия на вълните. Ако попадне в тръба вълнова електроцентралаводата оказва натиск върху намиращата се вътре, която се задвижва и произвежда енергия. Този процес може да се извърши и с помощта на налягане, което е водата, която изтласква въздуха от кухата камера.
• Енергията, получена от търкалящата се повърхност. В такива случаи на повърхността на водата се монтират специални сензори, наречени поплавъци. Те проследяват профилите на всяка вълна и преобразуват замаха в електрическа енергия.

За щастие дизайнът на PVPP е прост, така че не е нужно да харчите пари за изграждане и стартиране. големи средства, докато ефективността на приливната електроцентрала позволява да се използва дори за големи градовебряг.

Заключение

Разбира се, като другите алтернативни начинидобив на електрическа енергия, този метод не е напълно проучен и развит, но процесът се развива с много добри темпове. Към днешна дата дори преобразуването не може да се конкурира при равни условия с източниците на въглеводороди, но всички трябва да продължат да бъдат изследвани алтернативни методи. Русия неотдавна започна да разработва проект за получаване на енергия от вятърни паркове, но страната има голям потенциал и възможности, които само трябва да бъдат реализирани на 100%.

В нашата страна интересът към вълновите преобразуватели възниква през 20-30-те години. ХХ век. През 1935г нашият велик сънародник К.Е. Циолковски публикува статия „Разбивачът и извличането на енергия от морските вълни“, в която описва електрически схемитри типа устройства и в момента класифицирани като най-обещаващите. В тях можем лесно да разпознаем (фиг. 2.1) аналози на бъдещи устройства, разработени от Masuda, Kaiser и Cockerell. Руският учен К.Е. Циолковски вярваше, че първите две системи не са оригинални, но не се съмняваше в новостта на последната - контурния сал.

ориз. 2.1.

описано от K.E. Циолковски: a, b - пневматичен; c - контурен сал.

През 70-те години на миналия век в Черно море е тестван модел на сал с вълни. Имаше дължина 12 m, ширина на поплавъците 0,4 m На вълни с височина 0,5 m и дължина 10 - 15 m, инсталацията развиваше мощност от 150 kW. (фиг.2.2)

ориз. 2.2. Опция за контурния сал Cockerell: 1 - осцилираща секция; 2 - конвертор; 3 - сцепление; 4 - панта.

Подробни лабораторни тестове на модел на сала в мащаб 1/100 показаха, че ефективността му е около 45%. Това е по-ниско от това на „патицата“ на Солтър, но салът привлича друго предимство: близостта на дизайна до традиционните корабостроителни такива.

IN съвременна РусияИма много разработки на вълнови електроцентрали, всички те са внедрени в една или друга степен. Един от тези проекти е съвместното развитие на компанията OJSC "OceanRusEnergy" и Ural федерален университет(Уралски федерален университет, Екатеринбург).

ориз. 2.3.

Когато създава вълново движение в горната и долната точка на преминаване на вълната, махалото извършва възвратно-постъпателни движения, натрупвайки потенциална енергия в пружината. Когато валът на генератора се върти, той произвежда AC. Да създаваш DCпредвидени са малки токоизправители (например по схемата на Ларионов), което позволява зареждане на батерията (акумулаторна батерия).

Диаграмата на влиянието на вълната върху поплавъчния микромодул на вълнов микро ES (WGES) е показана на фиг. 2.4.

вълнова електроцентрала поплавъчен микромодул

ориз. 2.4

При тестване на модула VGES вълновото движение на Баренцово море беше симулирано с период на трептене на вълната от 1 до 3,5 секунди, средна годишна скорост на вятъра от 7-9 m/s, изчислена гарантирана амплитуда на трептене (височина на вълната) от 20 см и 30 см. За симулиране на вълни е използван колянов механизъм (манивела) с надлъжно движение на крайната връзка - прът. Преобразувателят на коляновия вал преобразува въртенето на вала на двигателя в възвратно-постъпателно движение на тягата. Избраното устройство беше асинхронен двигателмощност Р=1 kW и скорост на въртене n0 не по-малко от 3000 об./мин. Скоростната кутия е избрана въз основа на предавателно число Z=25.

Използването на режими на вълнова симулация с амплитуда A = 20, A = 30 и период на трептене T = 2, 3, 3,5 s в изследването направи възможно получаването на необходимите електрически стойности и характеристики за оценка на генерираната мощност и определяне оптималните и ефективни режими на работа на изследваната плаваща водноелектрическа централа.

Тестовете на стенда са извършени в лабораторията за вълнова енергия на Евро-азиатския център за възобновяема енергия на UrFU. Тестваната VGES проба е показана на фиг. 2.5.

ориз. 2.5.

Пример за електрически параметри на генераторен модул при постоянен ток (DC) е представен на графиката.

Графика на индикатора за мощност на ВЕЦ с амплитуда на трептене 0,2 m и период 1 s.

Резултатите от експерименти със симулиране на вълни с различни амплитуди и периоди на трептене на Т вълни показаха, че генерираната мощност на един VGES модул е ​​15-60 W. Увеличаването на мощността до ниво от няколко kW се решава чрез използването на няколко VGES микромодула, комбинирани в един клъстер (фиг. 2.6)

ориз. 2.6.

По-нататъшното увеличаване на мощността на ВЕЦ до няколко десетки и стотици kW може да се осъществи чрез сглобяване на по-голям брой микромодули в ВЕИ клъстери на базата на вълнови микромодули (фиг. 2.7).

ориз. 2.7.

Заключение

В случай на директно използване на електроенергия, генерирана от вълнова станция за стопански нужди, тя не може да се разглежда като независим източник. Несъответствието във времето и пространството, сезонният характер на самия ресурс изисква наличието на допълнителен източник на електроенергия в резерв или свързване на вълновата електроцентрала към електрическата мрежа, което позволява чрез източници на трети страни да компенсира намаляването на мощността поради намаляване на вълните или, накрая, използване на съхранение на енергия.

Друга трудност при създаването на вълнови преобразуватели е осигуряването на тяхната жизнеспособност в случай на екстремни вълнови натоварвания, които значително надвишават проектните работни условия. Средната стойност на мощността за Северния Атлантик е приблизително 50 kW/m. По време на силна буря тази стойност може да достигне стойност от 2 MW/m при височина на вълната от 15 m. Максималните вълни, наблюдавани в същия район (т.нар. „петдесетгодишни вълни”) са с височина до. 34 m. За тази област се счита за целесъобразно да се разработят устройства, предназначени за нормална работа в диапазона мощности 50--150 kW/m. По този начин, за да издържат на умерени бури, преобразувателите на вълнова енергия трябва да имат инсталиран капацитет, значително по-висок от средния. Това не ги предпазва от силни бури. Тук се предлагат няколко опции за защита. Например, в случай на такава буря, конверторът може да бъде наводнен. Друг вариант е преобразувателите да се проектират така, че с увеличаване на вълните над оптималното ниво ефективността им да намалява. Във всеки случай обаче възникват сериозни трудности по време на поддръжката, преноса на енергия и закотвянето. Дори възникват напълно нови проблеми. Например, счупването на арматурата на един от точковите преобразуватели може да доведе до разрушаване на устройства, съседни на него. Изхвърлянето на аварийни устройства на брега може да доведе до опасност от разрушаване на крайбрежните структури.

Трудностите при създаването на енергия въз основа на преобразуването на вълновата енергия са доста големи. Преодоляването им ще изисква много повече усилия от разработчици и учени. В момента около 400 автономни навигационни буйове, използващи водна енергия, вече работят по целия свят. Въпреки това, още през този век се прогнозира, че е възможно да се получат поне 10 GW мощност от океанските вълни (капацитетът на водноелектрическата централа в Красноярск е около 12 GW).

Предимствата на вълновата енергия са, че тя е доста силно концентрирана, достъпна за трансформация и във всеки един момент може да бъде предвидена в зависимост от климатичните условия. Създадени от вятъра, вълните запазват своя енергиен потенциал добре, разпространявайки се на значителни разстояния. Например големи вълни, които достигат бреговете на Европа, се генерират по време на бури в центъра на Атлантика и дори в Карибско море.

Първата приливна електроцентрала е построена през 1913 г. близо до Ливърпул в залива Дий, нейната мощност достига 635 kW.

За да работи електроцентралата, е необходимо разликата в нивата между отлив и прилив да е повече от четири метра.

Тъй като разликата във височината на водата се увеличава, производството на електроенергия от приливната електроцентрала се увеличава. Повечето подходящо мястоЗа да се използва енергията на приливите и отливите, е необходимо да се вземе предвид място на морския бряг, където приливите обикновено имат амплитуда от 4 до 19 m, а крайбрежната топография позволява минимални разходисъздайте голям закрит басейн.

Удобно място за изграждане на приливна електроцентрала е тесен морски залив, който е отрязан от океана от язовир по време на изграждането на приливна електроцентрала. В отворите на язовира са разположени хидравлични турбини с генератори. Генераторът и турбината са затворени в опростена капсула. Основното предимство на такива капсулни единици е тяхната универсалност. Те са способни не само да генерират електрическа енергия, когато морската вода се движи през тях, но и да изпълняват функциите на помпи. В този случай производството на електроенергия се извършва както по време на прилив, така и по време на отлив.

Режимът на работа на приливна електроцентрала обикновено се състои от няколко цикъла. Четири преходни цикъла (периода): празни турбини, по 1-2 часа всяка, периоди на началото на прилива и края му. След това четири работни цикъла с продължителност 4-5 часа, периоди на прилив или отлив, работещи с пълна сила. По време на прилив басейнът на приливната електроцентрала се пълни с вода. Движението на водата завърта колелата на капсулните единици, а електроцентралата генерира ток. По време на отлив водата, напускаща басейна в океана, също завърта работните колела, но обратна страна. Между прилив и отлив колелата спират. Приливната електроцентрала трябва да бъде свързана към мрежата.

В Русия първата приливна станция е построена в залива Кислая Губа, на 90 км от Мурманск през 1968 г., мощност на турбината 400 kW. За първи път по време на монтажа му е използвана плаваща строителна технология, когато блоковете се правят на дока, след което се преместват с плаване до мястото на монтаж, монтират се и бетонират. Същата технология впоследствие е използвана при изграждането на язовир в Санкт Петербург. В момента на станцията е инсталиран нов тип агрегат.

В Русия, след завършване на проектни проучвания, са идентифицирани няколко основни места за възможно разполагане на приливни електроцентрали в Северно море: ТЕЦ Мезен - 8 GW, Северно море, около 10 m прилив; Северна ТЕЦ – 12 GW, Баренцово море, височина на прилива около 4 m; Penzhinskaya ТЕЦ - 88 GW, Охотско море, височина на прилива 11 m; Тугурская ТЕЦ – 8 GW, Охотско море, височина на прилива 9 m позиция на ТЕЦ на картата.

Трябва да се помни, че общият капацитет на топлоелектрическите централи в Русия днес е около 150 GW. Поради отдалеченото местоположение на потребителите на електроенергия се разглежда възможността за производство на водород в близост до ПЕС с последващо транспортиране до потребителите. Водят се преговори с Русия за изграждането на международна електроцентрала в Източна Русия. PES енергията е най-евтината.

За използване в ПЧП в Русия са разработени лесни за производство и следователно евтини ортогонални роторни турбини, състоящи се от няколко нива и имащи ефективност. на ниво 70...80%. Те имат редица предимства пред аксиалните машини, въпреки че тяхната ефективност е малко по-малко.

Най-мощната днес е Сихвинската ТЕЦ с мощност 252 MW ( Южна Корея), въведен в експлоатация през 2013г.

Вълнови електроцентрали

Използват се и вълнови електроцентрали. Има поне няколко десетки конструктивни реализации на вълнови електроцентрали. Този раздел представя три доста оригинални дизайна.

Oceanlinx е електроцентрала, в която работната течност е въздух. Друго име е осцилиращ воден стълб (OWC). Аксиалната турбина, произведена от Denniss-Auld turbine, е разположена хоризонтално в надземната част на платформата. Каналът, в който се намира, е с променливо сечение и се превръща в подводен канал. Променливото ниво на повърхността на вълната води или до изтласкване на въздух от проточната част на турбината, когато вълната се издига, или до всмукване на атмосферен въздух, когато нивото му намалява спрямо средното ниво на водата. Скоростта на въздуха е максимална в близост до работното колело на турбината. Тези променливо насочени въздушни потоци причиняват въртене на турбинното колело. Въпреки противоположните посоки на движение на въздуха, турбината върти генератора в една посока. Това се постига с помощта на механизъм за въртене на лопатките при промяна на посоката на движение на въздуха. С помощта на контролера се извършва променливо във времето регулиране на ъгъла на лопатките спрямо оста на турбината въз основа на посоката на движение на въздуха и неговата скорост, която от своя страна зависи от височината на вълната на морската повърхност. . В един блок е постигната мощност от 2,5 MW, възнамеряват да направят 6-модулен блок с обща мощност 18 MW. Движението на въздуха е придружено от звуци, наречени „Дахание на дракон“.

Searaser, преобразувател на вълнова енергия - помпа за гравитационни вълни (други имена „морски пълнител“, преобразувател на вълнова енергия) е поплавъчна помпа бутална помпас двойно действие, изпомпване на морска вода в басейн (резервоар), разположен на 100...200 m над морското равнище, мощността на един модул може да достигне 250 kW. От горния басейн водата се изпраща към хидравлична турбина, разположена на брега на морето, която произвежда електричество. Принципът на работа на помпата е подобен на велосипедна помпа. Движеща силабуталото е резултат от силите на Архимед и гравитационната сила, действаща върху вертикално движещия се горен поплавък с вътрешно натоварване, дължащо се на енергията на вълните, вижте на руски и. Всъщност тази инсталация е хидравличен акумулатор, който използва вълнова енергия, за да напълни високо разположен резервоар, кула или басейн.

IN Северна Ирландияе монтиран двуроторен агрегат SeaGen с мощност 1,2 MW с лопатки с диаметър 10 m, виж снимката.

Употреба: хидроенергия, преобразуване на вълновата енергия в електрическа. Същността на изобретението: генераторът на вълни съдържа опора, вертикално цилиндрично тяло с капак и дъно, в което е направен отвор за приемане на вълни, възвратен клапани преобразувател на вълнова енергия под формата на вертикален вал, твърдо свързан с капака на корпуса, в долната част на страничната стена на който има вертикални тангенциално разположени шлицови отвори. Новото е, че конструкцията има второ вертикално цилиндрично тяло, електрически генератор, отвори за приемане на вълни, като второто вертикално цилиндрично тяло е подвижно свързано с първото тяло посредством вертикален вал, неподвижно свързан с капака на второто тяло. , а магнитният пръстен ротор на електрическия генератор е твърдо закрепен върху вала, а статорът е твърдо свързан към дъното на първия корпус, който е свързан към опората, а вертикалните тангенциално разположени прорези на втория корпус са насочени в посока, обратна на същите отвори на първия корпус. 3 болен.

Изобретението се отнася до хидроенергетиката и може да се използва във всички отрасли национална икономикада създавам допълнителни източници енергия. Известен е вълнов двигател, съдържащ вертикален корпус с отвор за приемане на вълни, клапан и преобразувател на вълнова енергия, където тялото е цилиндрично с капак и дъно, отворът за приемане на вълни е направен в дъното, клапанът е направен обратен и монтиран в отвора, преобразувателят е вертикален вал и е твърдо свързан с капака на корпуса, докато в долната част на страничната стена на корпуса са направени вертикални тангенциално разположени прорези. Недостатъкът на известния дизайн е ниската ефективност. Техническият резултат от изобретението е повишаване на ефективността. Техническият резултат се постига чрез факта, че в генератор на вълни, съдържащ вертикален цилиндричен корпус с капак и дъно, в който е направен отвор за приемане на вълни, възвратен клапан и преобразувател на вълнова енергия под формата на вертикален вал, твърдо свързан с капака на корпуса, в долната част на страничната стена на който има вертикални тангенциално разположени шлицови отвори, характеризиращ се с това, че съдържа допълнително второ вертикално цилиндрично тяло, електрически генератор, опора, отвори за приемане на вълни и втори вертикално цилиндрично тяло е подвижно свързано с първото тяло с помощта на вертикален вал, твърдо свързан с капака на второто тяло, и е здраво закрепено върху вала на ротора на генератора, а статорът е твърдо свързан с дъното на първия корпус , който е свързан към опората, а вертикалните тангенциално разположени шлицови отвори на втория корпус са насочени в посока, противоположна на същите отвори на първия корпус. Фигура 1 показва генератор на вълни; Фигури 2 и 3 показват съответно разрез на първото и второто цилиндрични тела. Генераторът на вълни съдържа вертикален цилиндричен корпус 1 с капак и дъно, в който има отвор за приемане на вълна 2, възвратен клапан 3 и преобразувател на вълнова енергия под формата на вертикален вал 4, твърдо свързан с капака на корпуса , в долната част на страничната стена на която има вертикални тангенциално разположени прорезни отвори 5. Основните отличителни характеристики са второто вертикално цилиндрично тяло 6, електрическият генератор 7, опората 8, отворите за приемане на вълни 9 и вторият вертикално цилиндрично тяло 6 е подвижно свързано с първото тяло 1 посредством вертикален вал 10, твърдо свързан с капака на второто тяло, а върху вала 10 е твърдо закрепен магнитният пръстеновиден ротор 11 на електрическия генератор 7, и статорът 12 е твърдо свързан с дъното на първия корпус 1, който е свързан с опората 8, а вертикалните тангенциално разположени прорезни отвори 13 на втория корпус 6 са насочени в посока, противоположна на същите отвори 5 на първия жилище 1. Генераторът на вълни е инсталиран на определена дълбочина и работи по следния начин. С увеличаване на хидростатичното налягане се увеличава и налягането във вертикалните корпуси 1 и 6. Чрез възвратни клапани 3, монтирани в отворите за всмукване на вълни 2 и 9, водата се влива в корпусите 1 и 6 и води до намаляване на обема на. въздушни междини, които се образуват, когато генераторът е монтиран на дълбочина и са разположени в горните части на корпусите 1 и 6. Освен това, когато хидростатичното налягане намалява под действието на еластичните сили на сгъстен въздух, водата с реактивна сила се изхвърля през тангенциално насочени слот отвори 5 и 13, което причинява въртеливо движение на корпусите 1 и 6, и следователно, ротора на магнитния пръстен на електрическия генератор 11 и статора 12, и те се въртят в посоки, противоположни една на друга, тъй като. вертикалните тангенциално насочени прорези 5 и 13 на корпусите 1 и 6 са насочени в противоположни посоки един спрямо друг. В този случай линиите на магнитното поле на ротора 11, проникващи в намотката на статора 12, индуцират в тях ЕМП. Ако намотката на статора е затворена през външна верига, тогава в тази верига възниква ток, както и в намотките на статора 12.

Формула на изобретението

Генератор на вълни, съдържащ опора, вертикален цилиндричен корпус с капак и дъно, в което е направен отвор за приемане на вълни, възвратен клапан и преобразувател на вълнова енергия, направен под формата на вертикален вал, твърдо свързан с капака на корпуса, в долната част на страничната стена, на която има вертикални тангенциални прорези, характеризираща се с това, че е снабдена с електрически генератор и второ вертикално цилиндрично тяло с вълнопоемащи и вертикално тангенциално разположени прорези, като второто тяло е свързано подвижно към първия чрез допълнителен вертикален вал, твърдо свързан с капака на второто тяло, магнитен пръстен е твърдо закрепен към ротора на допълнителния вал електрически генератор, чийто статор е свързан към дъното на първия корпус, свързан към опората, докато шлицовите отвори на втория корпус са насочени в посока, противоположна на шлицовите отвори на първия корпус.