Эффективный способ концентрации энергии океанских волн придуман китайскими учёными

Ученые продемонстрировали устройство нового типа, которая эффективно концентрирует экологически чистую энергию движущихся океанских волн. Усовершенствованная технология найдет практическое применение в рамках проектов, посвященных использованию волновой энергии в прибрежных зонах.Инженеры знают несколько способов концентрации энергии волн. Их, например, фокусируют подводные цилиндры, подобно тому, как линза делает это со светом, или направляют вниз, по постепенно сужающемуся каналу. Однако проблема в том, что при использовании этих методов появляется слишком много отраженных колебаний. Китайские ученые во главе с Хуэнайангом Чэнем из Чжэцзянского университета разработали структуру, почти лишенную такого недостатка.

 

Два года назад Чэнь и его коллеги показали, как концентрировать микроволны, используя устройство с рядом тонких металлических листов, расположенных радиальными лучами вокруг цилиндрической оси. В случае с микроволнами промежутки между листами функционировали как волноводы, направляя волны в центр и повышая их амплитуду. Теперь ученые создали устройство похожей конструкции для усиления водных колебаний.

Сначала физики построили на 3D-принтере и протестировали структуру с центральной частью радиусом 35 мм и листами высотой 70 мм. Глубина воды за ее пределами составляла 8 мм и уменьшалась до 6 мм, когда она попадала внутрь. Как и ожидалось амплитуда волн удваивалась, как только они достигали центра. Отраженные волны отсутствовали.Позже команда протестировала структуру с внешним радиусом 43 мм, и оно работало еще эффективнее. Теперь, по словам Чэна, ученые планируют построить крупное устройство, которое подойдет для получения энергии в промышленных масштабах. «Эта работа — большой шаг к реальному использованию в прибрежной зоне, и мы надеемся, что в ближайшем будущем сможем достигнуть намного большего в Сямыне», — сообщил он.

Океанские волны, образующиеся под действием ветра, содержат большое количество энергии, которую можно было бы собрать и использовать. Средняя мощность океанских волн достигает 15 киловатт на метр, что превышает удельную мощность приливов, ветра и солнечного излучения. К сожалению, в настоящее время ученые не умеют эффективно собирать энергию океанских волн — например, волновая электростанция Pelamis Wave Energy Converter, установленная вблизи берегов Португалии в 2008 году, имеет мощность около 750 киловатт и преобразует в электроэнергию около одного процента от энергии волнения.