Гидрокинетическая турбина использует энергию потока реки

При правильном размещении турбин, электростанция может эффективно извлекать кинетическую энергию без ущерба для геоморфологического равновесия реки и структурной безопасности фундаментов турбин

Развертывание потоковых преобразователей энергии в реках - это возможность расширить портфель возобновляемых источников энергии. Однако вопросы производительности и срока службы устройств, сохранения окружающей среды и безопасности речных сообществ препятствуют этому.

В частности, необходимо понять, как несколько погруженных гидрокинетических турбин взаимодействуют с донным слоем и могут ли существующие технологии быть применены в морфодинамических активных природных реках.

В то время как потенциал для систем сбора энергии в потоке уже был продемонстрирован в реках с неподвижными пластами, теперь исследователи произвели масштабную демонстрацию гидрокинетической энергии, генерируемой в русле реки с песчаным руслом.

Их выводы подробно изложены и опубликованы в журнале Nature Energy. Они показали, что смоделированная гидрокинетическая электростанция может генерировать энергию эффективно и без ущерба для стабильности речной геоморфологической среды.

По мере того, как глобальный интерес к продвижению технологий устойчивой и возобновляемой энергии продолжает расти, ученые подсчитали, что неиспользованная кинетическая энергия, которая может быть извлечена из водного потока ручьев, рек и приливов, может производить до 10 процентов всей электроэнергии, например, такой страны, как США.

Основная идея состоит в том, чтобы установить в русле водного пути массивы осевых и поперечных турбин, очень похожих на «подводные ветряные электростанции», чтобы использовать кинетическую энергию для генерации электричества, без необходимости строить плотины, как при традиционной гидроэнергетике.

В контролируемых лабораторных условиях, имитирующих крупные песчаные реки. Они установили несколько погруженных гидрокинетических турбин в канал длиной 85 метров и шириной 2,75 метра. Канал воспроизводил гидравлические параметры, перенос наносов и диапазон морфодинамического масштабирования естественной реки в контролируемых лабораторных условиях, что позволило исследователям контролировать расход наносов.

Исследование показало, что при правильном размещении турбин, электростанция может эффективно извлекать кинетическую энергию без ущерба для геоморфологического равновесия реки и структурной безопасности фундаментов турбин, даже в присутствии крупных мигрирующих песчаных дюн.

«Работа показывает, что можно использовать гидрокинетическую энергию из песчаных рек, не нарушая структурную целостность турбин и не нарушая речную среду. Песчаные реки распространены в природе, и поэтому полученные результаты могут повлиять на производство возобновляемой электроэнергии по всему миру».

 

Источник: Stony Brook University