Закрытая приливная турбина

Закрытая приливная турбина — один из основных типов турбин (наряду с открытыми), используемых в приливной энергетике^[1]. Турбина заключена в особого рода кожух, или оболочку, создающий вокруг неё среду низкого давления. Такое укрытие позволяет улучшить производительность турбины за счёт увеличения площади сечения, используемой для захвата потока. Заявленные показатели могут быть в 3—4 раза выше, чем у турбины, работающей без кожуха^[2]. Закон Беца сохраняет ограничения по КПД и для закрытых турбин, причём для крупной площади сечения в гораздо большей степени, чем для малой.

Принцип действия

Установка закрытой турбины в рамках проекта Race Rocks Tidal Power Demonstration Project (Канада, пров. Британская Колумбия)

Значительный интерес к устройству со стороны инвесторов обусловлен, в первую очередь, ростом КПД. Оно может работать в неглубоких акваториях с медленным течением, там, где использование крупных турбин затруднено. Расположенные по морскому фарватеру или на участках рек с быстрым течением, турбины кабелем связаны с побережьем, откуда ток поступает в энергосистемы или сразу в населённые пункты. С другой стороны, свойства кожуха, благодаря которым увеличивается скорость потоков^[3], проходящих через турбину, позволяют применять в производстве энергии слабые приливные течения, в прошлом недоступные для коммерческого использования.

Примером данного типа двигателей может служить проект, реализованный канадской компанией Clean Current Power Systems Incorporated. Турбина двунаправленная, с горизонтальной осью вращения, приводит в действие генератор на постоянных магнитах, который, в зависимости от конфигурации, является источником переменного или постоянного тока. Такая турбина была установлена и успешно запущена вблизи от столицы Британской Колумбии, Виктории^[4].

Преимущества и недостатки технологии

Преимущества

• Закрытые турбины производят больше энергии, нежели открытые. Первые более эффективны благодаря «управляемости потока» и ограничению концевых потерь. При равной мощности, закрытые турбины, в сравнении с открытыми, имеют меньшие размеры
• Закрытые турбины менее шумные
• Кожух препятствует контакту плавучего мусора или ныряльщиков с лопастями турбины
• Оболочка предохраняет двигатель от органических наростов, защищая его от солнечных лучей
• Для изготовления кожухов могут использоваться недорогие материалы, что, в свою очередь, позволит повысить эффективность применения закрытых турбин за счёт уменьшения первоначальных затрат^[5]

Недостатки

• Для повышения эффективности работы двигателя (в частности, для сохранения определенного зазора между концами лопастей и кожухом), требуется изготовление и сборка весьма сложных форм, что сказывается на стоимости производства
• Закрытые турбины работают с повышенной частотой вращения, что создаёт дополнительные проблемы вибрации
• Закрытые турбины имеют большее лобовое сопротивление, соответственно, им требуется бо́льшая опора.^[5]

Примечания

1. ↑ Harnessing Ocean Energy by Tidal Current Technologies… — С. 3478
2. ↑ Handbook of Renewable Energy Technology… — С. 458
3. ↑ Harnessing Ocean Energy by Tidal Current Technologies… — С. 3478-3479
4. ↑ The Analysis of Tidal Stream Power… — С. 92—93
5. ↑ ^{1 2} Harnessing Ocean Energy by Tidal Current Technologies… — С. 3479

Литература

• Jack Hardisty. Tidal power technologies // The Analysis of Tidal Stream Power. — First. — Great Britain: John Wiley & Sons, 2009. — 342 с. — ISBN 978-0-470-72451-4  (англ.)

• V. Patel Kiranben and M. Patel Suvin. Ocean and Small Hydro Energy Systems // Handbook of Renewable Energy Technology / Ahmed F. Zobaa, Ramesh Bansal. — Singapore: World Scientific (англ.)русск., 2011. — 851 с. — ISBN 981-4289-06-X  (англ.)

Ссылки

• Harnessing Ocean Energy by Tidal Current Technologies. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology. Архивировано из первоисточника 30 августа 2012. Проверено 30 августа 2012.  (англ.)