На осциллограмме рис. 7 после второго импульса можно увидеть еще два импульса малой амплитуды; их происхождение, возможно, связано с отраженными от берега волнами.
Во время проведения экспериментов отмечено влияние собственной частоты колебаний плиты на генерируемую мощность.
При более строгом анализе процесса преобразования энергии необходимо также учесть так называемую пондеро-моторную силу (или силу Ампера). Она вызвана взаимодействием индуцированного тока в обмотках с магнитным полем возбуждающих магнитов. Пондеромоторную силу можно оценить по формуле
Fa=1,02BlI10 7 кг,
где В — магнитная индукция в зазоре, Гс; I— суммарная длина провода обмотки, см; / — ток через обмотку, А. Расчет показывает, что в нашем случае значение силы Fa не превосходит 0,25 кг, поэтому в ориентировочном расчете ею можно пренебречь. Незначительность этой величины свидетельствует, в частности, о том, что у преобразователя имеются значительные возможности в смысле увеличения генерируемой мощности. Этого можно достигнуть различными путями.
Например, для увеличения генерируемой мощности в 10 раз можно увеличить магнитный поток в \/10, т. е. примерно в 3,16 раза; для этого потребуются два магнита РЗМ площадью по 6 J см2. При выполнении этого условия легко получить мощность в 30—40 Вт. Такой мощности вполне достаточно для обеспечения энергоснабжения навигационного буя или буя для передачи информации о гидрофизических параметрах океана. Для увеличения мощности в 100 раз, т. е. для получения 300—400 Вт, магнитный поток при всех остальных неизменных данных потребуется увеличить в 10 раз; этого можно добиться применением нескольких пар магнитов РЗМ вместо одной. Такой способ удобнее, так как позволяет ввести автоматическую компенсацию силы статического притяжения магнитов, что облегчит условия работы преобразователя и позволит говорить о создании генераторов такого типа мощностью до нескольких десятков киловатт.
Вопрос стоит о цене киловатта в зависимости от размеров установки. Преобразователи этого типа отличаются простотой, но дорога основная часть — магниты РЗМ. Возможная область их применения — малая энергетика, т. е. небольшие силовые установки для отдельных ферм, рыбозаводов или совхозов, расположенных вблизи побережья.
Основное преимущество устройств подобного типа —предельная простота устройства. Они вполне соответствуют второму типу преобразователей приведенной выше классификации. Преобразование идет по короткой схеме: волны — механический приемник энергии волн—генератор электрической энергии; эта схема отличается от идеальной (схемы I) введением лишь одного элемента — приемника энергии в виде плиты.
Одна из особенностей преобразователей с колебательным движением заключается в необходимости применения постоянных магнитов типа РЗМ (с другими известными ныне типами постоянных магнитов нужного эффекта не получится из-за недостаточности их остаточной индукции), но РЗМ — относительно дороги и дефицитны, что скажется на их применении.
Для нормальной работы преобразователей рассмотренного типа необходимо иметь неподвижное основание, на чем можно было бы укрепить раму, поддерживающую горизонтальную ось, относительно которой колеблется плита со штангой и магнитами. Подобное требование не всегда
можно выполнить в условиях открытого моря, однако имеются способы обойти это затруднение. Первый из них заключается в применении якоря. Он может обеспечить достаточную неподвижность одной из частей преобразователя, относительно которой будет колебаться вторая часть, несущая магниты или обмотки. В этом случае конструкция преобразователя должна несколько измениться. Еще лучше вместо якоря использовать стабилизированный буй (типа «вехи Фрудл») с достаточной плавучестью. Можно решить эту задачу н на принципиально ином физическом принципе, использовав силы инерции вместо прямого давления волн на плиту.
Описанный преобразователь динамоэлектрического типа в колебательном режиме дает переменный ток, частота которого колеблется так же, как и его эффективное значение. Непосредственная подача такого тока потребителям вряд ли окажется приемлемой, поэтому перед подачей его параметры должны быть улучшены. Проще всего это сделать с помощью аккумулятора того или иного типа.
§2.4.ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Неоспорима роль энергии в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы – прямо или косвенно – больше энергии, чем ее могут дать мускулы человека.
Потребление энергии – важный показатель жизненного уровня. В те времена, когда человек добывал пищу, собирая лесные плоды и охотясь на животных, ему требовалось в сутки около 8 МДж энергии. После овладения огнем эта величина возросла до 16 МДж: в примитивном сельскохозяйственном обществе она составляла 50 МДж, а в более развитом – 100 МДж.
За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан.
Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного «корма».
Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство на энергетическом рынке нефти.
И вот новый виток в наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже.
В погоне за избытком энергии человек все глубже погружался в стихийный мир природных явлений и до какой-то поры не очень задумывался о последствиях своих дел и поступков.
Но времена изменились. Сейчас, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика «щадящая». Построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит. Заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы.
Несомненно, в будущем параллельно с линией интенсивного развития энергетики получат широкие права гражданства и линия экстенсивная: рассредоточенные источники энергии не слишком большой мощности, но зато с высоким КПД, экологически чистые, удобные в обращении.
Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает в себя все самые новейшие идей, изобретения, достижения науки. Это и понятно: энергетика связана буквально со Всем, и Все тянется к энергетике, зависит от нее.
Лабиринты энергетики. Таинственные переходы, узкие, извилистые тропки. Полные загадок, препятствий, неожиданных озарений, воплей печали и поражений, кликов радости и побед. Тернист, непрост, непрям энергетический путь человечества. Но мы верим, что мы на пути к Эре Энергетического Изобилия и что все препоны, преграды и трудности будут преодолены.
Рассказ об энергии может быть бесконечен, неисчислимы альтернативные формы ее использования при условии, что мы должны разработать для этого эффективные и экономичные методы. Не так важно, каково ваше мнение о нуждах энергетики, об источниках энергии, ее качестве, и себестоимости. Нам, по-видимому. следует лишь согласиться с тем, что сказал ученый мудрец, имя которого осталось неизвестным: «Нет простых решений, есть только разумный выбор».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Баланчевадзе В. И., Барановский А. И. и др.; Под ред. А. Ф. Дьякова. Энергетика сегодня и завтра. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 344 с.
2. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра 2 издание.., перераб, и доп. Энергоатомиздат.
3. Шейдлин А. Е. Новая энергетика. – М.: Наука, 1987. – 463 с.
4. Юдасин Л. С.. Энергетика: проблемы и надежды. – М.: Просвещение, 1990. – 207с.
5. Вершинский Н. В. Энергия океана – М. Наука, 1986 – 144с.
6. Шулейкин В. В. Физика моря – М. ОНТИ, 1938 – 314с.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
§1.1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
§1.2. ВЕТЕР КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ
§1.3. ПРИНЦИПЫ ПРЕОБРАЗОВАНИИ ЭНЕРГИИ И РАБОТЫ ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ
ГЛАВА 2 ВИДЫ ЭНЕРГИИ МИРОВОГО ОКЕАНА
§2.1ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОКЕАНСКОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
§2.2ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ОКЕАНА
ИДЕЯ Д'АРСОНВАЛЯ И РАБОТЫ КЛОДА
§2.3.ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
С КОЛЕБЛЮЩИМИСЯ МАГНИТАМИ
§2.4.ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.