Vindbølger

Vindbølger skabes på grund af vindvirkningen (bevægelse af luftmasser) på vandoverfladen, det vil sige injektion. Årsagen til bølgernes oscillerende bevægelser bliver let forstået, hvis man bemærker virkningen af ​​den samme vind på overfladen af ​​en hvedemark. Inkonsistensen af ​​vindstrømme, som skaber bølger, er tydeligt synlig.

På grund af det faktum, at vand er et stof, der er tættere end luft (ca. 800 gange), er vands reaktion på vindens påvirkning noget "sen", og krusningerne bliver først til bølger efter en vis afstand og tid, forudsat at vinden er konstant udsat. Hvis vi tager højde for sådanne parametre som vindstrømmens konstanthed, dens retning, hastighed, indflydelsesområde såvel som den tidligere tilstand af oscillationen af ​​overfladen af ​​vandoverfladen, får vi retningen af bølge, højden af ​​bølgen, frekvensen af ​​bølgen, pålæggelse af flere oscillationsretninger på samme område vandoverflade. Det skal bemærkes, at bølgeretningen ikke altid er sammenfaldende med vindens retning. Dette er især bemærkelsesværdigt, når du ændrer vindretningen, blander forskellige luftstrømme, ændrer betingelserne for påvirkningsmiljøet (åbent hav, havn, land,bugt eller en hvilken som helst anden krop, der er stor nok til at ændre tendensen til påvirkning og bølgedannelse); det betyder, at vinden nogle gange dæmper bølgerne. I dybhavet bestemmes bølgernes størrelse og bølgernes karakter af vindens hastighed, varigheden af ​​dens virkning, vindfeltets struktur og kystlinjens konfiguration samt afstanden fra lækysten i vindens retning til observationspunktet [1] .

Lodret bevægelse af bølger

I modsætning til konstante strømninger i floder, der går i næsten samme retning, er bølgernes energi indeholdt i deres lodrette svingninger og delvist vandret på lave dybder. Bølgens højde, eller rettere dens fordeling, anses for at være 2/3 over vandets gennemsnitlige overflade og kun 1/3 i dybden. Tilnærmelsesvis det samme forhold noteres i bølgens hastighed op og ned. Sandsynligvis er denne forskel forårsaget af den forskellige karakter af de kræfter, der påvirker bølgens bevægelse: Når vandmassen stiger, er det hovedsageligt tryk, der virker (bølgen presses bogstaveligt talt ud af havet af det øgede vandtryk i dette område og det relativt lave modstand-lufttryk). Når bølgen bevæger sig ned, virker tyngdekraften , væskens viskositet og vindtrykket på overfladen hovedsageligt. Som modvirker denne proces er: inertien af ​​vandets tidligere bevægelse, havets indre tryk (vandet giver langsomt efter for den faldende bølge - flytter trykket til nærliggende vandområder), vandets tæthed, den sandsynlige opadgående luftstrømme (bobler), der opstår når bølgetoppen vælter mv.

Bølger som en vedvarende energikilde

Det er især vigtigt at bemærke, at vindbølger er koncentreret vindenergi. Bølger transmitteres over lange afstande og bevarer energipotentialet i lang tid. Så man kan ofte observere havets begejstring efter en storm eller storm, når vinden længe har lagt sig, eller havets begejstring under stilhed. Dette giver bølger en stor fordel som en vedvarende energikilde på grund af deres relative vedholdenhed og forudsigelighed, da bølger opstår med lille forsinkelse efter vindens begyndelse og fortsætter med at eksistere længe efter den, bevæger sig over lange afstande, hvilket gør at der genereres elektricitet fra bølger. mere omkostningseffektiv sammenlignet med vindmøller . Hertil skal lægges konstanten af ​​havbølger, uanset tidspunkt på dagen eller overskyethed, hvilket gør bølgegeneratorer mere omkostningseffektive sammenlignet med solpaneler , da solpaneler kun genererer elektricitet om dagen og helst i klart sommervejr - i vinter, falder procentdelen af ​​produktiviteten til 5 % af den anslåede batterikapacitet.

Udsving i vandoverfladen er resultatet af solaktivitet. Solen opvarmer planetens overflade (og ujævnt - jorden opvarmes hurtigere end havet), en stigning i overfladetemperaturen fører til en stigning i lufttemperaturen - og dette fører igen til luftudvidelsen, hvilket betyder et fald i pres. Forskellen i lufttryk i forskellige områder af atmosfæren er sammen med Coriolis-kraften de vigtigste faktorer i dannelsen af ​​vind . Og vinden blæser bølgerne. Det skal bemærkes, at dette fænomen også fungerer godt i den modsatte retning, når planetens overflade afkøles ujævnt.

Hvis vi tager højde for muligheden for at øge koncentrationen af ​​energi pr. kvadratmeter overflade ved at reducere dybden af ​​bunden og (eller) skabe bølge "penne" - lodrette barrierer, så bliver opnåelse af elektricitet fra bølgeoscillationer af vandoverfladen en meget rentabelt forslag. Det anslås, at når man kun bruger 2-5 % af verdenshavenes bølgeenergi, er menneskeheden i stand til at dække alle sine nuværende behov for elektricitet på globalt plan med 5 gange .

Kompleksiteten ved at omsætte bølgegeneratorer til virkelighed ligger i selve vandmiljøet og dets flygtighed. Der er kendte tilfælde af bølgehøjder på 30 meter eller mere. Bølger eller høj energikoncentration af bølger er stærke i områder tættere på polerne (gennemsnit 60-70 kW/m²). Denne kendsgerning stiller opfindere, der arbejder på nordlige breddegrader, opgaven med at sikre enhedens korrekte pålidelighed og ikke effektivitetsniveauet . Og omvendt - i Middelhavet og Sortehavet, hvor energiintensiteten af ​​bølger i gennemsnit er omkring 10 kWh / m², er designere, ud over installationens overlevelsesevne under ugunstige forhold, tvunget til at lede efter måder at øge installationens effektivitet (COP), hvilket uvægerligt vil føre til, at sidstnævnte skaber mere omkostningseffektive installationer. Et eksempel er det australske projekt Oceanlinx .

I Den Russiske Føderation er denne niche af elproduktion endnu ikke blevet udfyldt, på trods af de praktisk talt ubegrænsede vandområder med forskellig energiintensitet, fra Baikal, Det Kaspiske Hav, Sortehavet og slutter med Stillehavet og andre nordlige vandområder (i perioden af ikke-frysning), men russiske virksomheder arbejder allerede på deres egne bølgegeneratorer, der er i stand til at udvinde elektrisk energi fra bølger. Et eksempel er OceanRusEnergy fra Jekaterinburg.

Hertil kommer, at hvor bølger omdannes til elektricitet, bliver livet i havet rigere på grund af, at bunden ikke udsættes for ødelæggende påvirkninger under en storm.

Se også

Noter

  1. ↑ Havbølger // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 bind]  / kap. udg. A. M. Prokhorov . - 3. udg. - M .  : Sovjetisk encyklopædi, 1969-1978.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier