малі - створюють перешкоди судноплавству. Саме географічні фактори не дозволяють зараз говорити про будівництво ОГЕС у відкритому океані, де несуть свої води найбільш потужні течії. При середніх і малих глибинах, особливо в місцях утворення приливних течій, важливу роль відіграє топографія дна.
В якості недоліків перетворювачів енергії океанських течій слід зазначити необхідність створювати і обслуговувати гігантські конструкції в морській воді, схильність цих конструкцій обрастанию і корозії, труднощі передачі енергії.
За аналогією з ВЕУ існуючі перетворювачі енергії течій можна умовно розділити на дві групи. До першої доцільно віднести ті з них, в основу яких покладено принцип перетворення швидкісного напору в обертальний рух турбін. До другої, менш численною, групи відносять перетворювачі, засновані на інших фізичних принципах (об'ємні насоси, пружні перетворювачі та ін.).
Для характеристики схем установки перетворювачів можна виділити дві основні схеми - споруд, що закріплюються на морському дні, і споруд, що плавають у товщі води і заякоренних до дну.
Родоначальником пристроїв першої групи по праву вважають водяне колесо (малюнок 10, а). У вдосконаленні водяного колеса спостерігаються дві основні тенденції. Одна - власне поліпшення показників колеса (за рахунок оптимізації конструкції ферм, лопатей, механізмів передачі енергії, розташування по відношенню до потоку, застосування сучасних матеріалів і т.п.), інша - принципова зміна уявлень про колесі.
а - колесо-прототип; б - стрічкове колесо на плавучому підставі; в - стрічкове колесо в товщі потоку; г - стрічкове колесо зі складними лопатями.
Малюнок 10. Еволюція водяного колеса
Стрічкове колесо (малюнок 10, б) виявляється більш компактним, вимагає менше матеріалів, менш схильне впливу атмосфери. Подібний пристрій може бути встановлено в потоці на понтонах з таким розрахунком, щоб нижні лопаті входили у воду, а верхні залишалися сухими raquo ;. Ефективність перетворення швидкісного напору підвищується за рахунок того, що відразу декілька лопатей опиняються під впливом потоку. Однак, просте збільшення числа лопатей стрічкового колеса не призведе до суттєвого збільшення моменту на валах.
На базі стрічкового колеса створені пристрої, повністю занурюються в товщу потоків (рисунок 10, в, г). Для таких пристроїв пропонується кілька способів зменшення опору руху стрічки під час холостого ходу. Це і спорудження повітряної камери над колесом і застосування різних варіантів механізмів складання лопатей.
Найбільші надії гідроенергетики, що займаються розробкою перетворювачів енергетики океанських течій, пов'язують з агрегатами, за допомогою яких можуть бути отримані значні одиничні потужності. Як варіанти таких пристроїв розглядаються робоче колесо у вигляді вільного пропелера, пропелера в насадці, водяний аналог турбіни Дарині, системи з управляємо крилом (малюнок 11, а-в). У всіх цих конструкціях, так само як і у перспективних вітрових турбін, головний перетворюючий елемент - Крилової профіль, обтікання якого потоком створює гідродинамічну силу, що змушує турбіни обертатися.
Найкращими показниками володіє турбіна, виконана у вигляді робочого колеса з горизонтальною віссю в насадці. Це пояснюється тим, що таке робоче колесо менше обурює потік, не так сильно, як вільне, залучаючи рідина в обертальний рух.
Насадок ніби відокремлює обурену частина потоку від невозмущенной і в той же час забезпечує деяку концентрацію енергії. Форму насадка вибирають з такого розрахунку, щоб забезпечити плавне безвідривна протягом потоку на підході до турбіни, зробити всю систему стійкою на потоці, максимально знизити завихореність потоку на виході з неї.
а - вільний ротор; б - ротор в насадці; в - ротор, встановлюваний поперек потоку.
Малюнок 11. Варіанти схем перспективних турбін для ОГЕС
Збільшення потужності одного такого агрегату можна досягти за рахунок подовження крила. У порівнянні з вітровими перетворювачами океанські турбіни в цьому плані мають перевагу: критичний розмір крила, при якому в ньому досягається межа міцності матеріалів для такої турбіни вище. Але є обмеження і у воді: при занадто великій довжині крила на зміну изгибающим моментам, створюваним під впливом сили тяжіння, приходять моменти, створювані силою тиску потоку.
Інше обмеження діаметра робочого колеса пов'язано з технологічними труднощами при споруді і установці настільки громіздких споруд в океані. Фахівці сходяться на думці, що діаметр турбін в насадках навряд чи перевищить 200. Накопичений до теперішнього часу досвід будівництва експлуатаційних платформ для видобу...
