10 Иновации В Хидроенергетиката

{h1}

Иновациите в хидроенергията означава много повече от просто язовири. Научете за 10 иновации в хидроенергията в WordsSideKick.com.

Когато мислите за Източната река в Ню Йорк, възобновяемата енергия вероятно не е първото нещо, което ви идва на ум. И все пак реката, някога изгребна яма и сметище за случайно тяло, се озова в челните редици на движението за зелена енергия. През септември 2012 г. Трей Тейлър, собственик на Verdant Power, потопи специална електрическа турбина с три лопатки във водния път, който протича по източната страна на Манхатън. Тейлър проектира турбината, която прилича на модерен вентилатор, прикрепен към тялото с форма на торпеда, за да генерира електричество от натискането и издърпването на бързащите течения на реката [източник: McGeehan].

До 2017 г. 30 от тези турбини можеха да пресекат реката, като всяка единица генерира 35 киловата електроенергия. При успех проектът би могъл да осигури достатъчно енергия за захранване на стотици домове. Изработени от пластмаса и слоести фибростъкло, приливните турбини на Източна река са едно от няколкото технологични иновации, разтърсващи хидроелектрическия свят [източник: McGeehan].

От единия край на планетата до другия, учените и инженерите работят върху различни концепции - някои реални, други въображаеми - които ще помогнат да се превърне този много древен източник на енергия в още по-важен модерен. Днес 6 процента от американската електроенергия идва от хидроенергия (това е 70 процента от възобновяемата електроенергия, генерирана в САЩ) [източник: САЩ DOE]. Снабдяването е неограничено, въпреки че не всяка област е добро място за изграждане на хидроелектрически проект.

10. Рибни стълби

10 Иновации в хидроенергетиката: иновации

Февруари 2011 г.: Изглед към рибната стълба в Longview, Wash., Където стоманени глави плуват нагоре. С любезност на изображенията Тес Макбрайд / USFWS (под CC от лиценз 2.0)

Ако сте сладководна риба като пъстърва, последното нещо, което искате да видите, е язовир. Язовирите предотвратяват движението на младите риби нагоре по течението до водите, където те ще хвърлят хайвера си и ще преживеят остатъка от дните си. Природозащитниците отдавна са вдигнали хаоса на язовирите. Въведете рибни стълби.

Една от най-модерните технологични стълби за риба е в Монтана при водноелектрическата централа Томпсън Фолс на река Кларк Вилица. Това е първата риба стълба в цяла дължина в континенталния САЩ, създадена специално за бик пъстърва, застрашен вид. Високата стълба от 22 милиона долара с височина 72 фута (22 метра) има 48 стъпала, по които рибата може да се изкачи [източници: Holyoak, PPL Монтана].

Рибите, плуващи нагоре, са привлечени от малкия отвор в основата на стълбата чрез изпускана вода. Те започват изкачването си нагоре по стоманените и бетонни рибни стълби, борейки се с бързаща вода всяка стъпка по пътя. Всяка от 48-те стъпала или басейни е с ширина около 1,5 фута и дължина от 1,8 до 3 метра и има отвори в горната и долната част. В крайна сметка рибата достига до 17-метров (5-метров) събирателен басейн и след това задържащ резервоар. След като влязат в резервоара, учените изследват и маркират рибите, които след това се освобождават над язовира [източници: Holyoak, PPL Монтана].

Рибните стълби не винаги работят толкова добре, колкото са проектирани. Отделно проучване на университета в Масачузетс Амхерст установи, че само малък процент от рибните популации преминават безопасно през наблюдаваните язовири [източник: Адамс].

9. Helicoid Penstocks

10 Иновации в хидроенергетиката: река

На тази илюстрация можете да видите всички части на типична водноелектрическа централа, включително тръбите на penstock. © WordsSideKick.com

Природата знае нещо или две. Всичко, което трябва да направите, е да погледнете. Когато хидроенергийният инженер и медицинският учен слагат краката си заедно в края на 20 век, те измислят нов начин да увеличат мощността на съществуващите водноелектрически станции с близо 10 процента [източник: Piesold и Caro]. Всичко, което направиха, беше да приложат спираловидна конструкция на човешки кръвоносни съдове, за да създадат подобна форма тръба penstock.

Хеликоидният пясъчник е подобен на цев на пушка, която има вдлъбнати спираловидни канали. Бързащата вода тече през хеликоидния запас и като куршум през пушка цев започва да се върти. Тръбите фокусират потока на водата директно върху електрическата турбина, подобрявайки работата на турбината [източник: Piesold и Caro].

8. Хидросфера

10 Иновации в хидроенергетиката: източник

Изобретателят Рик Диксън е вдъхновен да създаде своята хидросфера, след като чете за натуралиста и изследователя д-р Чарлз Уилям Бийб (на снимката тук), който заля дълбините на океана в батисфера още през 30-те години. Keystone / Гети изображения

Изглежда добре на хартия, но изобретателят Рик Диксън казва, че идеята му може да работи, когато бъде поставена на изпитание. Диксън говори за хидроелектрически генератор, който се възползва от огромните разлики в налягането в дълбоките води на езера или океани. Нарича го а хидросфера и вярва, че може да генерира до 500 мегавата непрекъсната възобновяема енергия [източник: Scoop].

Въпреки че той все още не е изградил прототип или е обезпечил патент, хидросферата на Диксън е вид затворен, цилиндричен хидроелектрически язовир, който работи при различното налягане на океанската или езерната вода [източник: Scoop].

7. Генератор на гравитация въздух-вода

10 Иновации в хидроенергетиката: енергия

Другото изобретение на Диксън не прилича точно на тази икона на хидроенергията - язовир Хувър. iStockphoto / Thinkstock

Хидросферата доведе Диксън до друго изобретение, а именно Генератор гравитация въздух-вода, която според него е водноелектрическата централа на бъдещето. AWG е голям, кух цилиндър, изпълнен с въздух и закотвен към морското дъно на различна дълбочина. Вътре в цилиндъра е разположен електрически генератор. За да генерира мощност, клапан пуска вода в устройството под голямо налягане. Течащата вода влиза във вакуумна камера и принуждава буталото да се изкачи a статор, неподвижната част на генератора, върху която се върти ротор. Докато буталото се придвижва нагоре по статора, той генерира електричество [източник: Free Press Release].

Когато буталото достигне метален стоп в горната част на статора, той освобождава клапан, свързан с куха тръба за шнорхел в основата на цилиндъра. Тръбата се отваря, което позволява на въздуха да се декомпресира. Това принуждава ротора да свали статора, като отново генерира електричество. Водата също се изтласква от цилиндъра с голяма сила и извежда тръбата за шнорхел към повърхността на океана. Водата изстрелва от върха на тръбата като гейзер. След това освобождаващият клапан се затваря, приемът на вода се отваря отново и цикълът се повтаря. В зависимост от размера си и дълбочината, на която е поставен в океана, AWG може да произведе до половин гигавата непрекъсната мощност [източници: Free Press Release, Beyond Fossil Fuels]. Устройството не е било прототипирано или патентовано към момента на публикуването.

6. Вълнова мощност

10 Иновации в хидроенергетиката: енергия

Електрически генератор, основан на вълновата мощност, е разположен край бреговете на Португалия през 2008 г. Технически проблем принуди вълновата енергийна ферма офлайн след два месеца. Използваше плаващи тръби, чието движение с бобинг помпаше хидравлична течност за задвижване на генератори. Жоао Абреу Миранда / AFP / Гети Имиджис

Ехото от вълни, които се блъскат по скалист бряг или пясъчен плаж, е успокояващ звук. Знаете ли, че това е и енергичен звук? Кинетичната енергия е енергията на движението и бързащата вода е препълнена с нея. Това е така, защото движението на вълната се подхранва от вятъра и океанската геология [източник: Съюз на заинтересованите учени].

Инженери и учени създадоха различни устройства, които да използват хидрокинетичната енергия, генерирана от вълни. Всъщност учените казват, че ако можем да извлечем само 15 процента от енергията по брега на САЩ (по-специално на Западното крайбрежие), Съединените щати биха могли да генерират толкова електричество, колкото всички водноелектрически язовири в нацията [източник: Съюз на заинтересованите учени],

5. Сила на приливите и отливите

10 Иновации в хидроенергетиката: река

TidGen генераторният агрегат на TidGen на Ocean Renewable Power се подготвя за инсталиране в сайта на проекта за приливна енергия на Cobscook Bay

Говорейки за хидрокинетична енергия, ходили ли сте някога да плувате в океана? Излитащият прилив ли те отвлече от брега? Приливите и отливите са мощен удар и можем да ги използваме за генериране на електричество.

През 2012 г. един от първите енергийни проекти в Съединените щати започна да доставя енергия в електрическата мрежа. Проектът, подводна турбина край бреговете на Мейн, е построен от Ocean Renewable Power Co. Турбината наподобява старомодна косачка, но по същество е вид подводни вятърни мелници. Фолиите на турбината се въртят, когато приливът се втурва навътре и извън залива Cobscook близо до Eastport. Приливите и отливите в района са едни от най-високите в Мейн и достигат до 6 фута. Генераторът на стойност 21 милиона долара може да захрани 25 до 30 жилища [източници: Sharp, Woodard].

4. Речна мощност

10 Иновации в хидроенергетиката: река

Система на RiverStar ще включва поставяне на модули по воден път (като на величествената река Колорадо, изобразена тук), а не да я заглушава на едно конкретно място. iStockphoto / Thinkstock

Да се ​​забие река за производство на електричество е 20 век. Язовирите не само променят пейзажа, но могат да засегнат и дивата природа (спомняте ли си онези рибни стълби, които споменахме?). Ами ако бихме могли да използваме силата на реката, без да изграждаме язовири и резервоари? Базираната в Калифорния компания, наречена Bourne Energy, вярва, че е намерила отговора [източник: Bourne Energy].

Системата RiverStar на компанията събира кинетична енергия по цяла река, а не на едно място, както правят язовирите. Ето как работи: Инженерите поставят редица „модули“ през река. Всеки модул е ​​съставен от турбина, стабилизатор, швартова система и система за преобразуване на енергия. Стоманените кабели с високо напрежение държат всеки блок на място и се свързват един към друг в масив. Течаща вода преминава през турбините и докато те се въртят, те събират енергията на реката, която задвижва генератор. Властите на Борн твърдят, че RiverStar може да генерира 50 киловата в река със скорост на водата от 4 възела. Компанията добавя, че RiverStar не влияе на миграционните модели на рибата или не затруднява речния трафик.

3. Вихрова мощност

10 Иновации в хидроенергетиката: енергия

VIVACE може да намери своя първи дом в река Детройт. iStockphoto / Thinkstock

През 2007 г. Майкъл Бернитас, професор в Мичиганския университет, намери начин да използва кинетичната енергия на течаща река, като гледа как рибите се движат през водата. Той създаде устройство, на което се обажда VIVACE, което е кратко за индуцираната от Vortex вибрация за чиста водна енергия [източници: Vortex Energy, Lafay].

Както всеки рибар на пъстърва може да ви каже, когато училище за риба се движи по вода, рибите извиват телата си и създават малки вихри. Рибите изтласкват телата си от вихрите, за да се движат напред. VIVACE работи по същия начин. Инженерите поставят серия цилиндри на речното или океанското дъно. Пропускащият ток тече през цилиндрите, създавайки вихри, които движат цилиндрите нагоре и надолу. Вътре във всеки цилиндър е магнит, който се движи над метална намотка, генерира електрически постоянен ток. След това VIVACE приема постоянен ток и го преобразува в променлив ток. За разлика от други хидрокинетични технологии, изобретението на Берницас може да използва енергия от бавно движещи се реки [източници: Vortex Energy, Lafay].

2. Мощност на тръбата

10 Иновации в хидроенергетиката: иновации

Турбините са навсякъде, където се превръщате в хидроенергия. В океана. В реката. В тръби. Тази, една от най-големите подводни турбини в света, е представена на 19 октомври 2011 г. в залива Brehec в Плоезец, Западна Франция. Fred Tannea / AFP / Гети Имидж

Канализационни линии, сладководни канали, тръби за канализация и водопроводи - почти във всеки град има някаква водопроводна тръба, която се промъква през нея. Ами ако имаше начин да се използва силата на бързаща вода, преминаваща през общински тръби? Ново изобретение направи точно това.

Израелска компания, наречена Leviathan, е създала водна турбина, която може да бъде затворена в тръба. Когато водата се влива през турбината, тя генерира електричество. Устройството, наречено турбина Benkatina, работи на водата, преминаваща през затворени водопроводи, канализационни тръби, канали и тръби, които отстраняват отпадните води от фабриките [източник: Leviathan Energy].

1. Извършване на пръскане

10 Иновации в хидроенергетиката: река

Можете да създадете водна централа в къщата си с кран и няколко други части. iStockphoto / Thinkstock

Представете си, че превърнете дома си в мини водноелектрическа централа. Точно това има предвид Fulton Innovation. Базираната в Мичиган компания е създала хидроелектрически технологии Lilliputian, които могат да захранват електрически радиостанции, високоговорители, часовници и телевизори, използвайки водата, излизаща от кран за баня.

В основата на Splashpower технологията на Fulton е устройство, наречено Миниатюрен хидроелектрически генератор. Такива генератори произвеждат електричество, използвайки водния поток в къща или сграда. Всеки път, когато пускате водата с мини генератор Splashpower, можете да захранвате спринклерни системи, аварийно осветление, омекотител за вода и дори осветление на лагера на открито. Мини-хидроелектрическите устройства могат да се използват и за зареждане на батерии [източник: Splashpower].

Смъртният проблем на въглищния пепел

Смъртният проблем на въглищния пепел

Изхвърлянето и съхраняването на въглищна пепел е сложно и е необходим един малък спусък, за да предизвика катастрофа. HowStuffWork разглежда въглищния пепел и околната среда.


Бележка на автора: 10 иновации в хидроенергията

Замисляли ли сте се защо повечето хора живеят в близост до водни тела? Водата улесни стигането до едно място до друго. Източниците на вода са били използвани за земеделие. В допълнение, хидроенергията е била енергията на избора от векове. Историята на хидроенергията по същество е историята на човечеството. Древните гърци използвали мускула си, за да мелят брашно на ръка. След това измислили едно от първите водни колела, което направи работата толкова по-лесна. Те и други прилагаха тази технология при производството на текстил, дървообработването и други цели. През вековете сме измислили нови и по-добри начини да използваме силата на бързащата вода, като тези в тази статия.


Видео Добавка: .




Изследване


Как Да Си Направите Слънчев Преглед За Затъмнение (Ако Не Можете Да Получите Очила За Затъмнение)
Как Да Си Направите Слънчев Преглед За Затъмнение (Ако Не Можете Да Получите Очила За Затъмнение)

Снимки: 33 Зашеметяващи Места, Където Е Заснет 'Game Of Thrones'
Снимки: 33 Зашеметяващи Места, Където Е Заснет 'Game Of Thrones'

Наука Новини


Goo На Смъртта Помага Да Се Реши Мистерията На Трупа Без Глава
Goo На Смъртта Помага Да Се Реши Мистерията На Трупа Без Глава

Пиене На Захарни Напитки, Свързани С Ранната Смърт
Пиене На Захарни Напитки, Свързани С Ранната Смърт

Земното Ядро, Покрито С Течна Скала, Експериментът Предполага
Земното Ядро, Покрито С Течна Скала, Експериментът Предполага

Въпроси И Отговори: Мамограмите Причиняват Ли Рак?
Въпроси И Отговори: Мамограмите Причиняват Ли Рак?

Цивилизацията На Маите Беше Ултравиолентна, Дори Преди Нейния Крах
Цивилизацията На Маите Беше Ултравиолентна, Дори Преди Нейния Крах


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com