Авангардни методи за възобновяема морска енергия разработват учени от БАН

Три уникални технологии за преобразуване на природна енергия разработват учените от  Центъра по хидро- и аеродинамика към Института по металознание, съоръжения и технологии на БАН. Разработките са резултат от изследвания, насочени към ефективно използване на огромния природен ресурс и декарбонизацията на морския транспорт.

Нови преобразуватели на вълнова енергия

Целта на технологията е да се използват пасивни методи за помощна пропулсия, която ще снижи значително разходите на гориво и вредните емисии на кораби с конвенционални двигатели с вътрешно горене.

Основната идея е да се използва привнесената от вълните енергия на вертикалните колебания на кораба при движение на вълнение за генериране на допълнителна пропулсия и/или на електрическа енергия.

Използването на вълнова енергия за генериране на електричество не е нова идея. Иновативността на тази разработка се състои в това, че вместо да се строят нови специализирани плаващи структури за производство на енергия, технологията може да се използва при конвенционални кораби, което ще улесни приложението й. Учените предлагат използване на помпен тип решение за директно конвертиране на хилядите тонове инерционни сили, възникващи при вертикалните колебания на кораба, в хоризонтална сила на задвижване. Този подход би спестил загубите за преобразуване на механичната енергия на клатене в електричество, а след това обратно в механична енергия на задвижване. Решението на българските учени не включва подвижни или стърчащи извън корпуса на кораба структури, което улеснява проектирането, изработката и поддръжката му. Идеята е да се използват криви и отворени към морето отсеци на кораба, изградени в краищата на корпуса, които да отклоняват събраното вследствие вертикалните колебания на отсека количество вода в хоризонтална посока. Това генерира хоризонтални сили, подобно на силите, които създава водата в кривки на водопроводни тръби. Разликата тук е, че голяма маса вода осцилира вътре в „кривката“ вследствие на вълновите движения на кораба. Анализът на показаната опростена „кривка“, валидиран с експерименти, дава надежда, че отсек с около 3% от подводния обем на кораба (водоизместване), може да създаде пропулсивни сили, компенсиращи добавеното съпротивление при движение на вълнение. Това би спестило значително количество енергия, тъй като добавеното съпротивление понякога достига над 50% от съпротивлението на кораба на тиха вода.

Нови преобразуватели на енергия от реки и океански течения

Пространствени структури, съставени от удължени елементи, изложени на океански и речни течения, предизвикват завихряне на потока и знакопроменливо откъсване на вихри, което пък създава осцилираща напречна сила. Досега това явление (наричано често „флатер“) се считаше за нежелателно и се предприемаха мерки за подтискането или премахването му. Новата идея е да се използва ефекта за предизвикване на принудени вибрации на цилиндрични елементи с еластично окачване. Енергията на тези вибрации може да се използва ефективно, тъй като значителни амплитуди на колебанията могат да се постигнат дори при ниски скорости на обтичане. Това позволява извличане на енергия, без да са необходими значителни инвестиции и прави метода по-екологичен от стандартно използваната технология във водно-електрическите централи. Концентрацията на енергията е подобна или дори по-добра от тази на конкурентни възобновяеми източници на енергия  от течения, вълни и вятър.

Патентована разработка на Мичигънския университет показва, че вибрациите на потопена в поток група от цилиндри може ефективно да се използва за генерация на енергия. Разработката предполага, че под въздействието на потока цилиндрите се движат независимо един от друг. Българските учени предлагат нов метод за значително увеличение (10%-20%) на ефективността чрез въвеждане на еластични връзки между съседни цилиндри. В метода цилиндрите вече не се движат независимо. Целта е да се използват вибрациите на даден цилиндър за усилване на вибрациите на други цилиндри, чрез въвеждане на случайна „нестабилност“ в еластичността на системата.

Квантово задвижване

Иновативни квантови технологии се разработват бурно в областта на комуникациите, изчисленията и сензорите. Проектът на учените от Центъра по хидро- и аеродинамика има за цел да разшири приложението на квантовата технология в областта на пропулсията (задвижването). Квантовата пропулсия се предвижда да работи във всякакви среди – вода, въздух и вакуум. Тя разчита на уникалната азотна инверсия на амоняк (NH3) – феномен, който в миналото е бил използван в първите атомни часовници (1949г.) и мазерите (1953г.). Азотната инверсия е квантов тунелен процес, при който газовите NHмолекули спонтанно променят формата си милиарди пъти в секунда. Пълнен с амоняк компактен контейнер  може да съдържа 1020 такива молекулни „бутала“. Освен това, NH3 молекулите са полярни и могат да бъдат организирани с помощта на външни електрически полета и/или лазери, дори при стайни температури. Работните цикли на всяко молекулно бутало биха били както следва: ориентация-инверсия-ориентация-инверсия… Учените ще ориентират квантовите тунелни преходи на относително тежкия азотен атом в NHв избрана от тях посока. Ориентираните “бутала” биха повлияли на молекулярните сблъсъци, създавайки динамични разлики в налягането по стените на контейнера, и съответна задвижваща сила на макро ниво. Скорошни експерименти с амоняк в електрическо поле демонстрират концепцията с бавно транслационно и ротационно движение на 1-килограмов контейнер.

В нов тригодишен проект ще се оптимизира квантовото задвижване и ще се направи оценка на неговата ефективност чрез прилагане на алтернативни лазерни резонансни и нерезонансни подходи за ориентация на амонячните молекули. В рамките на проекта българските учени ще работят  съвместно с  партньори от Лондонския университет (UCL) и лазерни институти в Унгария и Швейцария. Оптималните теоретични решения се очаква да бъдат валидирани в лабораторни условия. На финала ще се проведе пилотен демо тест с мащабиран модел на кораб, каквито обикновено се използват за проектиране на конвенционално задвижване.

Последни новини

БМФ инвестира 128 млн. долара за още четири нови „супер еко“ кораба

"Параходство Български морски флот" АД инвестира 128 млн. долара за строителство на още четири нови "супер еко" 32 000-тонни бълкера, съобщи "TradeWinds". Новите кораби ще бъдат построени в китайската корабостроителница
Прочетете

Варна върху карта на Конте ди Отомано Фредучи от 1538 година

Карта на източното Средиземноморие и Черно море, Лист 3. Конте ди Отомано Фредучи, 1538 г. (отсечка). Карта на източното Средиземноморие и Черно море, Лист 3. Конте ди Отомано Фредучи, 1538 г. Отсечка с Варна (barna). Конте ди
Прочетете

Кап. I ранг, проф. Калин Калинов: Шанс за малките университети е да сме адекватни на огромния…

(Продължение) - Имаме сериозен проблем и той е, че професиите, за които обучаваме студентите още не съществуват - сподели веднъж в тесен кръг моят началник, флот. адм., проф. Боян Медникаров. Знаем ли, какви професии ще има след пет
Прочетете

Продадоха Lloyd’s List

Частната инвестиционна компания Montagu обяви, че е придобила Lloyd's List Intelligence от компанията майка Informa. Бизнесът се състои от бюро за морски данни и анализи, правни справочни източници и услуги за информация,
Прочетете

Украйна отвори и пристанище Южни

Плаващият под флага на Либерия бълкер SACURA отплава днес от украинското пристанище Южни, съобщи Администрацията на морските пристанища (АМПУ). Корабът ще превози 60 хил. тона зърно за Италия. Общо 8 кораба са преминали до момента
Прочетете

Първи кораб влезе в украинско пристанище от началото на войната

Плаващият под флага на Барбадос кораб за генерални товари FULMAR S (IMO: 9370082) е първи плавателен съд, влязъл в украинско черноморско пристанище от 24 февруари, когато започна военната операция на Руската федерация в Украйна.
Прочетете

Ремонтират пропадналия кей на рибарско пристанище Варна

Снимката е илюстративна. 91 280 лева от общинския бюджет ще бъдат отпуснати за ремонта на Рибарско пристанище „Варна” в Аспарухово, решиха членовете на правната комисията към Варненския общински съвет, предаде БНР Варна. Кейовата
Прочетете

ВМС унищожиха противопехотна мина в залива на Царево, откриха стартови двигател на ракета край Шабла

Военнослужещи от Военноморските сили унищожиха противопехотна мина, открита в залива на град Царево. Сигналът за металния предмет, наподобяващ боеприпас, е подаден на 6 август. Специализираният екип от ВМС извърши обследване на
Прочетете

Два бълкера се сблъскаха край Истанбул

Два бълкера се сблъскаха край Инстанбул в късните часове в петък, съобщиха медии в Турция. Инцидентът е станал с кораби PHILIPP OLDENDORFF (IMO: 9540869) и SSI PROVIDENCE (IMO: 9883065). Плаващият под флага на Либерия PHILIPP
Прочетете

ТУ – Варна стартира магистърска програма за яхтената индустрия

Нова магистърска програма, насочена към яхтената индустрия ще започне скоро в Техническия университет във Варна. Вече е подписан договор за сътрудничество между висшето учебно заведение и българското представителство на компанията
Прочетете

Последни новини

Кап. I ранг, проф. Калин Калинов: Шанс за малките университети е да сме адекватни на огромния комплекс предизвикателства

(Продължение) - Имаме сериозен проблем и той е, че професиите, за които обучаваме студентите още не съществуват - сподели веднъж в тесен кръг моят началник, флот. адм.,

Продадоха Lloyd’s List

Частната инвестиционна компания Montagu обяви, че е придобила Lloyd's List Intelligence от компанията майка Informa. Бизнесът се състои от бюро за морски данни и анализи,

ВМС унищожиха противопехотна мина в залива на Царево, откриха стартови двигател на ракета край Шабла

Военнослужещи от Военноморските сили унищожиха противопехотна мина, открита в залива на град Царево. Сигналът за металния предмет, наподобяващ боеприпас, е подаден на 6

Най-четени през месеца

Имейл абонамент
Имейл абонамент
Получавайте новините на Maritime.bg директно и във Вашата електронна поща!
Винаги може да спрете Вашия имейл абонамент