Качающиеся на волнах

В Национальных лабораториях Сандиа при Министерстве энергетики США разрабатываются оригинальные волновые генераторы. Учёные Сандиа испытывают прототипы энергоустановки и параллельно моделируют её работу на компьютерах.

Основная идея разработки в том, чтобы волновой генератор настраивался на характер волн и входил в резонанс, позволяющий собрать максимум энергии. Для этого используются многочисленные датчики, адаптивные следящие системы и другие решения из робототехники.

По замыслу учёных, буй массой 1 т, нашпигованный сенсорами и моторами, будет раскачиваться на волнах. Бортовой компьютер должен подбирать для буя оптимальный режим качания. Волновой парк из десятков и сотен таких буёв, расположенный в море на удалении от побережья, будет соединён подводными кабелями с донной подстанцией, а она - с электрической сетью на берегу. О том, как механическая энергия качания преобразуется в электрическую, не сообщается.

Инженер лабораторий Джорджио Бацелли объясняет принцип работы установки: «Сенсоры внутри буя отслеживают его положение, скорость и силы давления на корпус, чтобы подать сигналы для моторов, которые создадут дополнительный импульс для движения вверх-вниз или наклона корпуса буя. Система динамически видоизменяет отклик буя таким образом, чтобы он вошёл в резонанс с волнами, что позволит собрать максимум энергии».

Результаты численного компьютерного моделирования показали хороший потенциал, а потому учёные перешли к экспериментам. Уменьшенный в 17 раз прототип генератора был испытан на закрытом полигоне ВМС США в Кардероке (шт. Мэриленд). Волновая установка этого полигона позволяет выдерживать параметры колебаний с высокой точностью, обеспечивая воспроизводимые результаты экспериментов.

В настоящее время команда исследователей пробует различные алгоритмы управления. Поскольку резонанс создаёт дополнительные нагрузки на буй, способные сократить срок службы волнового преобразователя, нужно найти компромиссный оптимальный режим.