Плот Коккереля. Примером преобразователей энергии является контурный плот Коккереля, испытания которого были проведены в проливе Солент рядом с городом Саутгемптоном. Вариант создания ВЭС по принципу плота Коккереля был осуществлен в проекте «Волновая ферма» фирмой Pelamis Wave Power.

Устройство имеет четыре секции, соединенные шарнирно, которые изгибаются под воздействием волн, от чего приходят в действие гидроцилиндры, перекачивающие масло на гидромоторы привода генераторов. Генерируемая электроэнергия по кабелю, находящемуся на дне, передается на берег.

Испытания данной модели плота в лаборатории в масштабе 1/100 показали, что эффективность его приравнивается к 45%. Это меньше, чем у «утки» Солтера, но у плота есть другое достоинство: близость конструкции к обычным судостроительным.

Преобразователи Pelamis

Необычные качающиеся волновые электростанции находятся от северного побережья Португалии всего в пяти километрах. Огромные красные конверты Pelamis Р-750, которые по размеру походят на железнодорожный состав и весят 750 тонн, прозванные «морскими змеями», снабжают местных жителей электроэнергией. Идея подобной волновой электростанции принадлежит специалистам из Шотландии из компании «Океанское энергоснабжение» в Эдинбурге.

Pelamis – полузатопленное сооружение, которое состоит из четырех секций в форме цилиндров, связанных соединениями по типу шарниров.

Волны вынуждают плавающую «змею» изгибаться, за счет чего внутри – в местах, где секции соединяются – гидравлические поршни перемещаются и прокачивают масло через гидравлические двигатели, которые, в то же время заставляют вращаться электрогенераторы.

Полученное электричество поступает в кабель, проходящий с поплавка на дно. Несколько подобных «змей» могу быть объединены электрически – общая мощность передается на берег по одному кабелю. Есть предположение, что итоговая мощность волновой электростанции Португалии составит 21 мегаватт. Этого достаточно для 15 тысяч домов.

Кроме того, фирма Pelamis Wave Power» планирует расположить такие же комплексы вблизи Оркнейских островов, а также у побережья Корнуолла.

Недостатки данных преобразователей:

Среднегодовой коэффициент применения мощности не превышает 0,4;

Высокая материалоемкость;

Повышенный уровень удельных капитальных затрат (примерно 6000 долларов США за один кВт на время установки первых агрегатов).

Водяной столб

Следующий вид волновых установок – установки, оснащенные пневматическим преобразователем – они применяет энергию колеблющегося водяного столба.

Здесь следующий принцип действия. Когда волна набегает на открытую под водой полость, которая частично погружена, столб жидкости в полости начинает колебаться, изменяя давление в газе над жидкостью. Данная полость может быть связана посредством турбины с атмосферой. Поток регулируется таким образом, чтобы он мог проходить через турбину в одном направлении.

Как вариант – применяется турбина Уэльса. Это воздушная турбина низкого давления, обладающая аэродинамической симметричной поверхностью лопаток, которая позволяет им вращаться постоянно в одну сторону, что не зависит от направления потока жидкости или воздуха. Это возможно благодаря тому, что рабочее тело, оказываясь на лопатке, разделяется непропорционально – всегда отклонение в одну сторону превышает отклонение в другую. Принцип работы турбины Уэльса походит на принцип подъема крыла самолета.

Основное преимущество устройств, созданных на принципе колеблющегося водяного столба, заключается в том, что скорость потока воздуха непосредственно перед турбиной может быть многократно увеличена за счет сокращения проходного сечения канала. Это дает возможность сочетать медленное движение волн и высокочастотное вращение турбины. Наряду с этим, здесь появляется возможность убрать генерирующее устройство из области непосредственного влияния соленой морской воды.

Существуют минимум два примера коммерческого применения устройств на данном принципе – специальные буи, используемые в Великобритании и в Японии.

Более масштабное и впервые вошедшее в электросеть устройство построено в Норвегии, в Тофтестоллене. Водяной столб здесь используется в 500-киловаттной установке, обустроенной на краю отвесной скалы.

Электрическая национальная лаборатория Великобритании предлагает конструкцию, предназначенную для установки непосредственно на дне моря.

К недостаткам данных преобразователей относится низкий КПД и высокая материалоемкость.