Энергия волн для Соловьева В.Г.. Энергия волн

• Название: Энергия волн
• Дата: 18.09.2022
• Размер: 1.13 Mb.
• Имя файла: Энергия волн для Соловьева В.Г..docx
• Тип: Документы; #683836

ЭНЕРГИЯ ВОЛН

12.1. Введение

Огромные количества энергии можно получить от морских волн. Мощность, переносимая волнами на глубокой воде, про­порциональна квадрату их амплитуды и периоду. Поэтому наи­больший интерес представляют длиннопериодные (Т=10 с) вол­ны большой амплитуды (а =2 м), позволяющие снимать с едини­цы длины гребня в среднем от 50 до 70 кВт/м.

Возможность преобразования энергии волн в электроэнергию доказана уже давно. Существует множество технических реше­ний, позволяющих реализовать эту возможность. В последние годы интерес к волновой энергетике резко усилился, особенно в Японии, Великобритании, странах Скандинавии, в результате чего эксперименты переросли в стадию реализации проектов. Современная тенденция разработки таких установок, как и вообще установок на возобновляемых видах энергии, ориенти­руется на единичные модули умеренной мощности (около 1 МВт) размером порядка 50 м вдоль фронта волны. Подобные устрой­ства уже сейчас могут принести определенные экономические выгоды в случае замены дизельных генераторов, снабжающих энергией удаленные поселки, особенно на островах.

Развитие волновой энергетики сопряжено со значительны­ми трудностями. Их подробный анализ дан ниже, но в основном они сводятся к следующему.

1. Волны нерегулярны по амплитуде, фазе и направлению движения. Проектировать же устройства для эффективного извлечения энергии в широком диапазоне варьирующихся ве­личин не просто.

2. Всегда есть вероятность возникновения экстремальных штормов и ураганов, во время которых образуются волны очень большой интенсивности. Конструкции волноэнергетическнх устройств должны, разумеется, им противостоять. Примерно раз в 50 лет возникают волны, амплитуда которых в 10 раз пре­вышает среднюю. Следовательно, во время штормов конструк­ции должны выдерживать нагрузки, примерно в 100 раз большие, чем при нормальной работе.

3. Подобные пиковые величины мощности присущи главным образом именно волнам на глубокой воде, проходящим со сто­роны открытого моря. Трудности, связанные с созданием энер­гетических устройств для таких волновых режимов, их обслу­живанием, удержанием в заданном положении, передачей энер­гии на берег, вызывают опасения.

4. Обычно период волн Т=5-10 с (частота порядка 0,1 Гц). Достаточно трудно приспособить это нерегулярное медленное движение к генерированию электроэнергии промышленной частоты, которая в 500 раз выше.

5. Выбрать подходящий тип устройства для преобразования энергии из всего их многообразия - сложная, часто просто непосильная задача.

6. Привычка мыслить категориями крупномасштабной энер­гетики промышленно развитых районов ведет к искушению со­здавать лишь крупные волновые электростанции в местах с вы­сокими волновыми потенциалами. При этом существует тенден­ция игнорировать зоны умеренных потенциалов, где зачастую использование волновой энергии оказывается экономически более оправданным.

Преимущества волновой энергии состоят в том, что она до­статочно сильно сконцентрирована, доступна для преобразования и на любой момент времени может прогнозироваться в зависи­мости от погодных условий. Создаваясь под действием ветра, волны хорошо сохраняют свой энергетический потенциал, рас­пространяясь на значительные расстояния. Например, крупные волны, достигающие побережья Европы, зарождаются во время штормов в центре Атлантики и даже в Карибском море.

12.2. Волновое движение

Наибольшее число волновых энергетических устройств разра­батывается для извлечения энергии из волн на глубокой воде. Это наиболее общий тип волн, существующий при условии, что средняя глубина моря Dпревышает величину половины длины волны λ/2. Например, при характерной длине волны λ 100 м и амплитуде а м волна ведет себя как на глубокой воде при глу­бине моря, превышающей 30 м. На рис. 12.1, а показано, как движутся частицы жидкости в волне на глубокой воде. Ампли­туда кругового движения с глубиной уменьшается экспонен­циально и становится пренебрежимо малой при D>λ/2. В волне на мелководье (рис. 12.1, б) частицы движутся по эллиптиче­ским орбитам, движение охватывает придонный слой, приводя к диссипации энергии волны.



Поверхностные волны на глубокой воде имеют характерные особенности.

1) Волны являются неразрушающимися синусоидальными с нерегулярной длиной, фазой и направлением прихода.

2) Движение каждой частицы жидкости в волне является круговым. В то время как изменяющиеся очертания волн сви­детельствуют о распространении волнового движения, сами по себе частицы не связаны с этим движением и не перемещаются в его направлении.

3) Поверхностный слой жидкости остается на поверхности.

4) Амплитуда движения частиц жидкости экспоненциально уменьшается с глубиной. На глубине λ/2π от среднего положения уровня поверхности амплитуда кругового движения частиц уменьшается в е раз (е = 2,72 — основание натуральных лога­рифмов). На глубине λ/2 перемещение частиц жидкости ста­новится пренебрежимо малым, составляя менее 5% поверхност­ного.

5) Существенно, что амплитуда волны а не зависит от ее длины λ, скорости распространения с, периода Т, а зависит лишь от характера предшествовавшего взаимодействия ветра с морской поверхностью. В то же время редко создаются усло­вия, при которых амплитуда достигает значения λ/10.

6) Разрушение волны в виде белого буруна происходит, когда наклон ее поверхности составит примерно 1:7. Энергети­ческий потенциал волны при этом рассеивается.

Для волн на глубокой воде силы трения, поверхностного натяжения и инерции малы по сравнению с двумя доминирую­щими силами — гравитационной и вращательной, поэтому вод­ная поверхность всегда принимает такую форму, чтобы каса­тельная к ней в любой точке была перпендикулярна направ­лению действия результирующей этих двух сил (рис. 12.2).



Очень важно понимать, что в волнах на глубокой воде нет поступательного движения жидкости (имеется в виду общий горизонтальный перенос массы). Движение взвешенных в воде частиц на рис. 12.1 подтверждает это. На этом же рисунке сравнивается движение частиц в волнах на глубокой и мелкой воде.

В подповерхностном слое жидкости ее частицы совершают круговое движение с радиусом орбиты а, равным амплитуде волны (рис. 12.3).



Высота волны Н от вершины гребня до осно­вания равна ее удвоенной амплитуде (Н = 2а). Угловая скорость движения частиц ω измеряется в радианах в секунду. Изменение формы волновой поверхности таково, что наблюдается поступа­тельное движение, хотя сама вода, как уже отмечалось, не пере­мещается в направлении распространения волны (слева напра­во). Это кажущееся перемещение есть результат наблюдения фаз смещения последовательно расположенных частиц жидкости; как только одна частица в гребне опускается, другая занимает ее место, обеспечивая сохранение формы гребня и распростра­нение волнового движения вперед.

Результирующая сила F, действующая на поверхностную частицу массой т, показана па рис. 12.4.



Под действием суммы подобных сил водная поверхность принимает такую форму, при которой касательная в любой точке ее перпендикулярна F. При подъеме на гребень (положение Р1) частица подвергается действию центробежной силы mаω². В следующий момент части­ца падает вниз, и ее место занимает соседняя, вращающаяся с задержкой по фазе. В положении Р2 частица оказывается на среднем уровне жидкости, и поверхность ориентируется пер­пендикулярно результирующей силе F. Во впадине, положение РЗ, направленная вниз сила имеет максимум (центробежная и гравитационная силы складываются). К положению Р4 частица практически полностью завершает цикл движения.

Изменение ускорения поверхностной частицы показано на рис. 12.5, б.



В начальный момент времени частица находится в среднем положении, а затем ее фазовый угол изменяется по закону

, (12.1)

, (12.2)

так как практически для неразрушенной волны g много больше aω²(напри­мер, а = 2 м, Т = 8 с, aω²=1,2 м/с² и g=9,8 м/с²). Пусть h - текущее значение подъема над средним уровнем. Наклон каса­тельной к поверхности волны определяется выражением (см. рис. 12.5, а):

, (12.3)

Из соотношений (12.1) — (12.3) следует, что:

, (12.4)

По диаграмме рис. 12.5, в вертикальная скорость частицы (проекция вектора скорости на вертикальную ось):

, (12.5)

Решая систему дифференциальных уравнений (12.4) и (12.5), получаем:

(12.6)

Основное уравнение распро­странения волны длиной λ и скоростью с:

, (12.7)

где k = 2π/λ — волновое число. Сравнивая уравнение волны (жидкости) с основным уравнением распространения волны, видим, что:

, (12.8)

Это соотношение устанавливает зависимость между частотой, и длиной для поверхностной волны на глубокой воде.

Период движения волны (с учетом (12.8)):

, (12.9)

Скорость частицы жидкости в гребне волны (с учетом (12.8)):

, (12.10)

С учетом (12.8) найдем скорость перемещения поверхности волны в направлении х:

, (12.11)

Скорость c называют фазовой скоростью распространения волн, создаваемых на поверхности жидкости. Следует отметить, что эта величина не зависит от амплитуды волны и неявным образом связана со скоростью движения частиц жидкости в волне.

12.3. Энергия и мощность волны

Основные соотношения. Элементарная теория волн на глубо­кой воде основана на допущениях о свойствах единичной регу­лярной волны. Частицы жидкости в такой волне движутся по круговым орбитам с переменной фазой в направлении распрост­ранении волны. Амплитуда этого движения в вертикальной пло­скости равна половине расстояния от гребня до впадины волны и экспоненциально уменьшается с глубиной. Движение частиц остается круговым при глубине моря D>0,5λ. На таких глуби­нах перемещения частиц вблизи дна пренебрежимо малы. Для этих условий (рис. 12.6) для частицы, находящейся на расстоя­нии z от среднего положения уровня поверхности, радиус круго­вой орбиты r = ae^kz . (12.13)



Для положения ниже среднего уровня поверхности z — отрица­тельная величина.

Выделим элементарный слой единичной ширины в направлении вдоль фронта волны с координатами (x,z). Элемент объема в этом слое (см. рис. 12.6 б, в):

dV=dxdz, (12.14)

а элемент массы при плотности ρ:

dm =ρdV=ρdxdz. (12.15)

Пусть E_k — полная кинетическая энергия волнового движения этого слоя на единицу длины в направлении х. Соответственно полная кинетическая энергия на длине δх есть E_kδх. Каждый элемент этого слоя высотой δz и длиной δx находится в круговом движении с постоянной угловой скоростью ω, радиус круговой орбиты равен r, а линейная скорость v=rω (рис. 12.6, б). Вклад каждого элемента в полную кинетическую энергию составляет δE_kδх, причем c учетом (12.15):

, (12.16)

Следовательно, . (12.17)

Наиболее просто предположить, что в начальный момент времени такой элемент находится в каком-то среднем положении по от­ношению к слою, а все другие элементы этого слоя движутся вер­тикально в фазе с ним в направлении z (рис. 12.6, в).

Так как радиус круговой орбиты в волне r = ae^kz (z ниже по­верхности отрицательно), то (12.17) преобразуется к виду:

, (12.18)

и полная кинетическая энергия всего этого вертикального слоя на длине δx равна:

, (12.19)

Так как k = 2π/λ, с учетом (12.8):

, (12.20)

Таким образом, полная кинетическая энергия на единицу ширины волнового фронта и единицу длины вдоль направления распрост­ранения волны равна:

(12.21)

Нормированная потенциальная энергия волны равна в точности такой же величине (выводим по аналогии):

;

;

;

- уравнение движения волновой поверхности, без учета изменения ее формы во времени;

,

- среднее значение функции;

;

(12.22)

Равенство кинетической и потенциальной составляющих энергии — свойство гармонического движения.

Приведенный способ нормирования - нор­мирование на единицу площади поверхности волны. Полная энергия на единицу площади поверхности волны равна сумме кинетической и потенциальной энергий:

E = E_k + E_p = ρa²g/2. (12.23)

Выражение для энергии на единицу ширины волнового фронта и на единицу длины волны вдоль направления его распространения запишем в виде:

, (12.25)

С учетом (12.8) имеем , (12.26)

Или, так как T=2π/ω, . (12.27)

Отбор мощности от волн. Предположим, что единичный элемент или частица жидкости находится ниже среднего уровня поверхности (рис. 12.7). Для поверхностной волны с амплитудой а и волновым числом k радиус движения части в подповерхностном слое определяется уже известным выражением

r = ае^кz. (12.28)

Вертикальное перемещение Δу (рис 12.7, б)



из среднего положе­ния описывается выражением:

. (12.29)

Горизонтальная составляющая скорости частицы определяется соотношением (см. рис. 12.7, б): . (12.30)

Из рис. 12.7, а следует, что мощность, переносимая волной в на­правлении х на единицу ширины волнового фронта, в любой момент равна:

, (12.31)

где р₁ и р₂ — давления, действующие на элемент высотой dz единичной ширины в направлении вдоль волнового фронта. В свою очередь (р₁ - р₂) — разность давлений, испытываемая элементом жидкости в горизонтальном направлении. Единствен­ная составляющая энергии, не обращающаяся в нуль при про­хождении элементом положения среднего уровня поверхности, связана с изменением потенциальной энергии в результате вра­щения частиц по круговым орбитам:

. (12.32)

Подставляя вместо Δу его выражение из (12.29), получаем:

. (12.33)

С использованием (12.30) и (12.33) выражение (12.31) приобре­тает вид:

. (12.34)

Осреднение по времени за несколько периодов дает для sin²ωt значение 1/2, так что:

(12.35)

Фазовая скорость волны:

(12.36)

С учетом (12.36) выражение для мощности (12.35), переносимой в на­правлении распространения волны на единицу ширины волнового фронта, приобретает вид:

(12.37)

С учетом (12.23) и (12.37) мощность равна полной энергии (кинетическая и потенциальная) Е в волне на единицу площади поверхности, умноженной на величину u=с/2 - групповую ско­рость волн на глубокой воде, с которой волны переносят энергию. С учетом выражения для групповой скорости:

(12.38)

Из (12.8): , (12.39)

Следовательно с учетом (12.36): (12.40)

Различие между групповой и волновой (фазовой) скоростя­ми является общим для любых волновых процессов, для кото­рых фазовая скорость зависит от длины волны (дисперсия).

Подставляя в (12.37) фазовую скорость в виде (12.40), получаем известное соотношение:

, (12.41)

Следовательно, мощность, переносимая волнами, увеличивается прямо пропорционально квадрату амплитуды и периоду. Именно поэтому для специалистов по океанской энергетике особенно привлекательны длиннопериодные волны океанской зыби, обла­дающие значительной амплитудой.

12.4. Описание реальных волн

На практике волны оказываются совсем не такими идеализи­рованно синусоидальными, как это подразумевалось выше. Лишь случайно естественные или искусственно созданные в результа­те дифракции или движения в каналах волны становятся близ­кими к идеальным. Обычно же в море наблюдаются нерегуляр­ные волны с переменными частотой, направлением и амплиту­дой. Под воздействием превалирующего ветра движение волн может приобретать преимущественное направление (например, юго-западное или северо-восточное для волн, набегающих на по­бережье Британских островов), а период стать достаточно боль­шим — наблюдаются волны океанской зыби. Более нестабильные ветры вызывают нерегулярное движение вод с характерным более коротким периодом — штормовые волны. При глубине моря порядка 30 м и менее возможны фокусирующие и направ­ляющие эффекты, в отдельных местах они могут привести к появлению более регулярных или более мощных волн. Волновые энергетические устройства должны противостоять широкому спектру природных условий, должны быть предназначены для извлечения максимума мощности в среднем за достаточно дли­тельный период и независимо от района размещения. При проек­тировании подобных устройств необходимо в первую очередь понимать возможность значительного усиления воли по сравне­нию с типичными для данного района по крайней мере раз в 50 лет.

Высота волн в заданной точке наблюдения обычно регистри­руется с помощью аналоговых волнографов. Для получения све­дений о направлении прихода волн требуются специальные из­мерения. Представление о записи волнографа даст рис. 12.8.



Кривая фиксирует вертикальное перемещение уровня во вре­мени. Современные волнографы используют цифровые методы регистрации с последующей обработкой на ЭВМ больших мас­сивов данных. Если величина Н от измерения к измерению су­щественно изменяется, то приходится использовать различные методы вычисления статистически обоснованных значений, наи­лучшим образом отражающих суть явления.

Основными переменными величинами, которые измеряются обычно в течение достаточно длительного времени, являются:



где — корень квадратный из среднего квадрата перемещения волной поверхности от положения среднего уровня поверхности, рассчитанный по n измерениям, выполненным за одинаковые интервалы времени, позволяет избежать погрешностей измере­ния за счет записи волнового процесса на частоте, в 2 раза меньшей, чем максимальная. Измеренная или наиболее вероят­ная максимальная высота волн Н_max 1 раз в 50 лет может при­нять значение, равное 50Н_s. Именно это значение закладывает­ся в расчеты при проектировании морских сооружений. Средний период колебаний по минимумам Т_z определяется как продол­жительность промежутка времени между минимумами, пересе­кающими линию среднего положения уровня поверхности на волнограмме. На рис. 12.8 Т_z=τ/3. Средний период колебаний по гребням Т_с определяется продолжительностью временного периода τ волнограммы, деленной на число гребней. На рис. 12.8 Т_c =τ/10; на практике N очень велико, так что погрешность в определении Т_с мала. Параметр уширения спектра ε, характе­ризующий число составляющих колебаний в волне, можно найти из соотношения:



В случае монохроматической волны Т_с=Т_z, так что ε = 0. В рас­сматриваемом примере ε = [ 1 — (0,3)²]^1/2 = 0,9, что указывает на смешение нескольких частот. Полные данные о вкладе отдельных составляющих волнового движения дает Фурье-анализ энерге­тического спектра волнения (см., например, рис. 12.9).



Согласно (12.41) мощность на единицу ширины волнового фронта в чисто синусоидальной волне на глубокой воде

где Н = 2а. Так как среднеквадратическое смещение для чисто синусоидальной волны , то (12.44) можно преобразо­вать к виду (заменив a на ):

На практике морские волны не являются сину­соидальными и монохроматическими. Поэтому мощность на еди­ницу ширины волнового фронта необходимо находить через характерную высоту волн Н_s определяемую из (12.42), подставляя ее в (12.45):



Здесь фигурирует так называемый энергетический период Т_с, определяемый как период наиболее представительной моды колебаний в энергетическом спектре волны (см. рис. 12.9). Для многих морей:



До последних исследований в волновой энергетике Р' примерно можно определить по данным волнографа следующим образом:

(12.48)

однако использование новейшего оборудовании и анализ данных на ЭВМ позволяют получать надежные значения и, следовательно, H_s , а также Т_с и Т_z , и рассчитать:



Так как результирующее волнение чаще всего нельзя пред­ставить суммой волн, действующих в одном направлении, то мощность, извлекаемая преобразователями направленного дейст­вия, будет значительно ниже той, которую переносят волны.

Данные о волнении регистрируются и детально обрабаты­ваются морскими метеостанциями. Вероятно, наиболее важным документом об их деятельности являются диаграммы распреде­ления числа наблюдений волн для заданного района моря за год, составленные в координатах характерная высота — период по впадинам (рис. 12.10). Зная, что период связан с длиной волны (12.9), можно нанести на такую диаграмму и линии равных отношений высоты волн к их длине (градиенты волн).



Здесь же обозначаются контуры равных величин за год.

По этим данным можно рассчитать максимальные, средние, минимальные и другие величины мощностей и энергий, связан­ных с волновыми процессами. Соответствующие цифры можно занести на карты, например, для средних значений за год, как это сделано для планеты в целом и для северо-западной части морей, омывающих Европу (рис. 12.11 и 12.12).




12.5. Устройства для преобразования энергии волн

В результате волнового движения жидкости в волне одно­временно с изменением положения уровня и наклона поверхности происходит изменение кинетической и потенциальной энергии, изменение давления под волной. На основе использования од­ного характерного признака волнового движения или их комби­нации уже создано большое число различных устройств, погло­щающих и преобразующих волновую энергию. Сюда же входят и устройства, улавливающие воду с гребней волн и возвра­щающие ее на средний уровень или к подножию волн после преобразования потенциальной энергии. Кроме того, можно ис­пользовать самые разнообразные сооружения для увеличения интенсивности волнового движения в местах размещения преоб­разователей за счет дифракционных и канальных эффектов.

Устройства, отслеживающие профиль волны. Стефан Солтер из Эдинбургского университета разработал устройство, которое назвал «уткой». Форма ее обеспечивала максимальное извлече­ние мощности (рис. 12.13).



Волны, поступающие слева, застав­ляют утку колебаться. Цилиндрическая форма противоположной поверхности обеспечивает отсутствие распространения волны на­право при колебаниях утки вокруг оси О. Мощность может быть снята с оси колебательной системы с таким расчетом, чтобы обеспечить минимум отражения энергии. Отражая и про­пуская лишь незначительную часть энергии волн (примерно 5%), это устройство обладает весьма высокой эффективностью преобразования в широком диапазоне частот возбуждающих колебаний (рис. 12.14).

Дальнейшие разработки Солтера направлены на то, чтобы обеспечить утке способность противостоять ударам максималь­ных волн и создать заякоренную гирлянду преобразователей в виде достаточно гибкой линии. Предполагается, что характер­ный размер реальной утки будет равен примерно 0,1λ, что для 100-метровых атлантических волн соответствует 10 м. Нить из уток протяженностью несколько километров предполагается установить в районе с наиболее интенсивным волнением запад­нее Гебридских островов, мощность всей станции будет пример­но 100 МВт. Проектируются и индивидуальные утки, устанав­ливаемые в заякоренных плотах и предназначаемые для работы на меньших глубинах (примерно 20 м).

Любые волновые преобразователи имеют какие-то недостат­ки, но для уток наиболее серьезными оказываются следующие:

1) необходимость передачи медленного колебательного движения на привод генератора (Солтер работает над применением в качестве генераторов встроенных гироскопов, которые должны выдавать в сеть мощность, пропорциональную медленному вращению корпусов уток на волнении);

2) необходимость снятия мощности с плавающего на значи­тельной глубине устройства большой протяженности.

Другой характерный тип устройства данного класса — лан­кастерский «моллюск», использующий тот же «геометрический» принцип Солтера. Здесь клювообразный поплавок соединен с несколькими податливыми воздушными оболочками, заполнен­ными воздухом, сжимаемым под действием волн. Сжатый воз­дух перегоняется из одной оболочки в другую по мере того, как волна поворачивает «клюв». Осциллирующий воздушный поток приводит в действие турбину Уэлса, отличающуюся тем, что направление ее вращения не зависит от направления потока воздуха. Турбина связана с электрогенератором.

Колеблющийся водяной столб. При набегании волны на час­тично погруженную полость, открытую под водой, столб жид­кости в полости колеблется, вызывая изменения давления в газе над жидкостью. Полость может быть связана с атмосферой че­рез турбину. Поток может регулироваться так, чтобы проходить через турбину в одном направлении, или может быть исполь­зована турбина Уэлса. Уже известны по крайней мере два при­мера коммерческого использования устройств на этом принци­пе— сигнальные буи, внедренные в Японии Масудой и в Ве­ликобритании сотрудниками Королевского университета Белфас­та. Более крупное и впервые включенное в энергосеть устрой­ство построено в Тофтестоллене (Норвегия) фирмой Kvaernor Вrug A/S (рис. 12.15).


Основной принцип действия колеблющегося столба показан на рис. 12.16.



В Тофтестоллене он исполь­зуется в 500-киловаттной установке, построенной на краю от­весной скалы. Кроме того, национальная электрическая лабора­тория (NEL) Великобритании предлагает конструкцию, устанав­ливаемую непосредственно на морском дне.

Главное преимущество устройств на принципе водяного ко­леблющегося столба состоит в том, что скорость воздуха перед турбиной может быть значительно увеличена за счет уменьшения проходного сечения канала. Это позволяет сочетать медленное волновое движение с высокочастотным вращением турбины. Кроме того, здесь создается возможность удалить генерирую­щее устройство из зоны непосредственного воздействия соле­ной морской воды.

Подводные устройства. Преимущества подводных устройств состоят в том, что эти устройства позволяют избежать штор­мового воздействия на преобразователи. Однако при их исполь­зовании увеличиваются трудности, связанные с извлечением энергии и обслуживанием. Для примера можно предложить так называемый «бристольский цилиндр», представляющий собой наполненный воздухом плавучий корпус, закрепленный под во­дой на опорах, установленных на грунте. Цилиндр находится под воздействием подповерхностного движения вод и изменения гидростатического давления. Вмонтированные в опоры гидрав­лические насосы преобразуют энергию движения цилиндра. Перекачиваемая ими жидкость может подаваться на генератор­ную станцию, единую для нескольких цилиндров, по трубопро­водам.

Системы, улавливающие волны. Схемы подобных устройств используют явление, часто наблюдаемое в природных лагунах. Волна разбивается на откосе дамбы (вариант естественного рифа), и вода забрасывается на высоту, превышающую средний уровень моря, заполняя бассейн. Вода может быть возвращена обратно в море через низконапорную турбину. На рис. 12.17 приведена схема, детально прорабатываемая для условий остро­ва Маврикий и предназначенная для обеспечения генерирования 20 МВт электрической мощности.



При удельной величине мощ­ности волн 22 кВт/м эффективность такого устройства будет не ниже 30% (имеется в виду преобразование кинетической энер­гии воли в потенциальную энергию жидкости в бассейне). Не­обходимая длина морской дамбы равна примерно 5 км. Первая в мире коммерческая станция на этом принципе построена в Норвегии в районе с естественной фокусировкой волн.