Приливные турбины: возобновляемая энергия океанских приливов

Посмотрите курс "Основы гидродинамики":    / @fluidmechanics101   На канале Эйдана вы также можете найти полную, неотредактированную версию этого интервью:    • Fluid Mechanics 101 Podcast - Tidal Stream...   ---------------------------------------------------------------------------------------- В этом видео мы взяли интервью у Эйдана Уимшурста, который защитил докторскую диссертацию в Оксфордском университете (Великобритания) по теме "Приливная генерация электроэнергии". Концепция Приливные течения возникают из-за приливов: по мере изменения уровня воды вода течет из одной области в другую. Когда воде нужно пройти через узкий канал или двигаться вдоль определенных береговых линий, скорость потока может быть довольно высокой. Эти потоки очень предсказуемы, что значительно упрощает интеграцию производимой ими энергии в энергосеть. Общая идея заключается в том, чтобы взять типичную трехлопастную ветряную турбину и поместить ее под воду. Однако существует ряд ключевых отличий ветротурбин, которые делают приливные турбины уникальными. Вихрь на законцовке крыла В самолете воздух в зоне высокого давления под крылом стремится переместиться в зону низкого давления в верхней части крыла сбоку (на законцовке крыла). Это создает закручивающееся движение, называемое вихрем на законцовке крыла. На турбине этот вихрь также существует, но он оставляет спиральный след вместо линейного. И эта повышенная завихренность и турбулентность могут влиять на турбины, расположенные дальше по потоку. Это также приводит к потерям эффективности самой турбины, поэтому некоторые лопасти (ветротурбин) оснащены винглетами. Кавитация Если давление падает ниже давления пара, начинают образовываться пузырьки. Когда они схлопываются, они могут нанести серьезный ущерб лопастям, конструкции и т. д. Риск кавитации снижается, когда гидростатическое давление высокое, близко к морскому дну. Но близко к поверхности это гидростатическое давление намного ниже, что увеличивает риск кавитации. Таким образом, риск кавитации меняется на протяжении одного оборота. Схемы размещения турбин Для заданного участка земли цель состоит в максимизации выработки энергии и, следовательно, в размещении как можно большего количества турбин. Но если разместить их слишком близко друг к другу, турбулентный след одной турбины снизит эффективность и срок службы других турбин, поэтому необходимо найти оптимум. В случае приливной энергетики ориентация потока всегда одинакова, меняется только направление между приливами. Поэтому турбины обычно размещаются в виде массива. Поток вокруг турбины ускоряется, а это означает, что турбина, размещенная в этом ускоренном потоке, будет вырабатывать больше энергии, и исходная турбина также будет работать лучше. Это называется конструктивной интерференцией. Это будет проанализировано в проекте MeyGen. Тенденции в размерах По сравнению с ветровыми турбинами, ограничения для приливной энергетики отличаются. Глубина воды обычно составляет от 20 до 50 метров, что ограничивает размер ротора. Кроме того, сдвиг скорости (разница между скоростью на дне и свободной поверхностью воды) создает сильные изгибающие нагрузки на ротор. Подходящие места Приливная энергия никогда не сможет полностью удовлетворить энергетические потребности страны, но она может внести ценный вклад. Она также очень полезна для удаленных мест, которые обычно представляют собой острова, поскольку у них затруднен доступ к другим источникам энергии. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- Видеоролики AirShaper охватывают основы аэродинамики (аэродинамическое сопротивление, коэффициенты сопротивления и подъемной силы, теория пограничного слоя, отрыв потока, число Рейнольдса...), аспекты моделирования (вычислительная гидродинамика, построение сетки CFD...) и аэродинамические испытания (испытания в аэродинамической трубе, визуализация потока...). Затем мы используем эти базовые знания для объяснения аэродинамики (гоночных) автомобилей (аэродинамическая эффективность электромобилей, аэродинамическое сопротивление, прижимная сила, аэродинамические карты, аэродинамика Формулы-1 и т. д.), дронов и самолетов (пропеллеры, аэродинамические профили, электрическая авиация, eVTOLS и т. д.), мотоциклов (ветровая нагрузка, аэродинамика MotoGP и т. д.) и многого другого! Для получения дополнительной информации посетите сайт www.airshaper.com