WikiDer > Утка Солтерс - Википедия

Утка Солтера, также известный как кивая утка или по официальному названию Эдинбургская утка, это устройство, которое преобразует мощность волны в электричество. Волновой удар вызывает вращение гироскопы расположенная внутри грушевидной «утки», а электрический генератор преобразует это вращение в электричество с общим КПД до 90%. Утка Солтера была изобретена Стивен Солтер в ответ на нехватку нефти в 1970-х годах и был одним из первых генераторов, предложенных для программы волновой энергии в объединенное Королевство. Финансирование проекта было прекращено в начале 1980-х годов после восстановления цен на нефть и отказа правительства Великобритании от альтернативных источников энергии. По состоянию на май 2018 года ни одно устройство с волновой мощностью никогда не выпускалось в массовое производство.^[1]

История

В результате Нефтяной кризис 1973 года, Солтер приступил к созданию источника Альтернативная энергетика. Идея создания утки Солтера возникла в результате его исследований унитаза в цистерне. Эдинбургский университет.^[2] Он изобрел утку Солтера в 1974 году и попытался сделать ее основным предпочтительным устройством для программы волновой энергии в объединенное Королевство. Опытный образец попытки использования устройства был построен в 1976 г. Пляж Дорес. Его предполагалось использовать для «выработки около 20 кВт мощности».^[3] Он был немного изменен по сравнению с оригинальным дизайном, и Университет Ковентри, который помог с дизайном, продолжил использовать отдельный тип, который получил название Sea Clam.^[4]

Из-за Избыток нефти 1980-х годов, предполагаемая потребность в немедленных альтернативных источниках энергии впоследствии снизилась, и в 1982 году программа Wave Energy была закрыта, положив конец надежде на то, что утка Солтера станет опорой в кампании альтернативной энергии.^[5] После более позднего расследования было обнаружено, что при определении стоимости Отдела поддержки энергетических технологий была неверно оценена стоимость постройки утки Солтера более чем в два раза по сравнению с фактической стоимостью. Группа поддержки энергетических технологий^[6] была создана в 1974 году как агентство от имени Министерства энергетики; хотя его функция заключалась в управлении исследовательскими программами по Возобновляемая энергия и энергосбережения, он управлялся Управление по атомной энергии Соединенного Королевства. Соображения стоимости, основанные на выводах, были одними из основных факторов, из-за которых уток не начали массовое производство в рамках программы волновой энергии в конце 1970-х годов. Другим важным фактором было то, что консалтинговая фирма^[ВОЗ?] Задача распределить правительственные гранты перешла к 9,5 миллионам фунтов стерлингов, выделенным на исследования Солтера и улучшение утки Солтера, поэтому на самом деле средства никогда не были предоставлены Солтеру и его группе.^[7] Благодаря этому открытию, а также с увеличением количества исследований альтернативной энергии в 2000-х годах, утка Солтера стала использоваться как часть исследований волновой энергии в Соединенном Королевстве.^[5]

Дизайн

Первоначальный прототип утки Солтера был сделан из «цепочки плавающих лопастей рудиментарных поперечных сечений утки, соединенных центральным стержнем». К самой тетиве прикрепили 12 уток, которые были «шириной 50 см, закреплены на корешке диаметром 27 см и длиной 6 м». Это было сделано в Университет Ковентри, с материалами от Ready Made Concrete и Insituform.^[3] Окончательный дизайн работал с 20-30 утками, соединенными вместе сочлененным позвоночником, при этом каждая утка двигалась вместе с волнами, которые ее ударяют, и передавая энергию удара «шести-десяти насосам» для каждой утки.^[4] Грушевидная форма уток заставляет их смотреть на волны из-за четкой ориентации их позвоночника, так что они качаются и переворачиваются, когда на них ударяет волна. Это заставляет четыре гироскопа внутри двигаться вперед и назад, создавая гидравлическую энергию, которая передается турбине или генератору.^[8]

Энергоэффективность

Чтобы определить эффективность выработки энергии уткой Солтера, в 1975 году ученый Свифт-Хук и другие провели серию тестов. Оптимальный диапазон уток определялся по формуле,

${ displaystyle 0,16 <{ frac {r} { lambda}} <0,2}$

Использование строчной буквы r в этой формуле указывает радиус спины уток. Они также должны были проверить энергию падения (R), выделяемую погруженной поверхностью (ами), формула которой такова:

${ displaystyle { text {R}} , ! = int limits _ {} ^ {} { big (} upsilon _ {n} - { mathit {u_ {n}}} { big )} ^ {2} { text {ds}} , ! Int limits _ {} ^ {} { mathit {u_ {n}}} ^ {2} { text {ds}} , !}$

В этой формуле v означает скорость тела, а u - скорость невозмущенной жидкости, перпендикулярной поверхности. При этом они смогли затем использовать окончательную формулу, которая проверила эффективность поглощения, эта (п),

${ displaystyle eta = { big (} 1 - { mathit {R}} _ {min} { big)} times 1 { big (} { frac {-4 pi d} { lambda }}{большой )}}$

Использование этих трех формул позволило Свифт-Крюку определить, что утка Солтера способна преобразовывать «90% энергии волн в механическую энергию». Однако этот процент был ниже, когда утку тестировали в лаборатории. В различных типах реальных условий эффективность утки сильно различается и часто падает до 50%, поскольку утки чаще используются в ненастную погоду для преобразования достаточной мощности волн. И наоборот, утки бесполезны в безветренную погоду, поскольку у волн не будет достаточно энергии, чтобы эффективно ее преобразовать.^[4]

Рекомендации