Wie faul Technologie könnte die Zukunft macht

Anmerkung der Redaktion: Jeden Mittwoch LiveScience untersucht die Lebensfähigkeit der neuen Energietechnologien – die Kraft der Zukunft.

Denken Sie wie ein Fisch nicht wie ein Vogel, sagen Forscher versuchen zu ernten
Energie aus Wasserströmung. Ihre neue Fisch-inspirierten Stromerzeuger können
Arbeiten im zäh fließenden Ströme, wo herkömmliche Turbinen weniger sind,
wirksam.

Gezeitenströme und bewegende Flüsse in den Vereinigten Staaten könnte generieren
140 Milliarden Kilowattstunden pro Jahr oder rund 3,5 Prozent von der
landesweit Stromnachfrage nach Electric Power Research
Institute (EPRI).

Die meisten der Versuche, dieses Potenzial zu erschließen sind Unterwasser Windmühlen eingesetzt. Diese sogenannte Gezeiten-Turbinen nutzen die Kraft der Aufzug Schlüsselbart drehen.

"Wir leben in Luft damit wir Hubflaechen gewohnt sind, die unterstützen
Vögel, Segelboote und Flugzeuge,"sagte Michael Bernitsas von der
University of Michigan.

Im Wasser hat Natur jedoch eine andere Strategie entwickelt. Natürlichste Schwimmer – aus winzigen Spermien zu riesigen Walen – Wirbel (oder kleine Whirlpools) zu erstellen, dass sie aus der schieben, um sich vorwärts zu treiben.

Bernitsas erkannte, dass diese gleichen Wirbel verwendet werden könnten zu fahren ein
Generator. Er und seine Kollegen haben eine Maschine namens VIVACE geschaffen.
(Vortex induzierte Schwingungen für aquatische saubere Energie), dessen Zylinder
rauf und runter schwingen Sie im Wasser bewegen.

"Dieses Gerät funktioniert natürlich in die Meeresumwelt zu schützen," sagte Bernitsas LiveScience.

Eine Beschreibung der VIVACE erscheint in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift für Offshore-Mechanik und Arctic Engineering.

Wirbel zu vergießen

Bernitsas Gruppe baute einen Prototyp in ihrem Labor. Die
Frühling-gestützte Zylinder wippt auf und ab in einem Tank bewegen
Wasser.

Der Mechanismus, der treibt VIVACE heißt Wirbel zu vergießen.

Wie Wasser in den Zylinder Beigeschmack, baut die induzierte Turbulenz
in einen Strudel, das schließlich vom hinten rollt, so dass des Zylinders eine
kleinen Schubs wie es geht. Die nächsten Wirbel, den spin-Formen in umgekehrter Reihenfolge
und geben einen Push in die entgegengesetzte Richtung.

Diese gegensätzlichen Kräfte dazu führen, dass den Zylinder auf und ab schwingen.
Ähnliche Wirbel-induzierten Schwingungen können mit einem Fahnenmast oder einem Auto gesehen
Antenne als Wind rauscht vorbei, aber Sie wäre nicht in der Lage, viel Extrakt
Energie aus diesem schütteln, weil die Luft zu dünn ist.

Die hohe Dichte des Wassers, macht auf der anderen Seite die Schwingungen
etwa 800 Mal mehr Energie, als sie in der Luft in das gleiche wäre
Geschwindigkeit. Aus diesem Grund kann das VIVACE System drei bis 10mal extrahieren
mehr Energie aus einem gegebenen Volumen von bewegtem Wasser als Gezeiten-Turbinen,
Bernitsas sagte.

Es kann auch in Strömen so langsam wie 2 Knoten (etwa 2 km/h) arbeiten. In
Kontrast, Gezeiten-Turbinen nicht wirtschaftlich sind in Gezeiten, die tun
erreichen Sie 5 bis 7 Knoten nicht. Dies basiert auf einem kürzlich veröffentlichten Bericht der EPRI,
die verfügbare Technologie bewertet.

"Wie die Kosten ankommt und wie die Kosten für fossile Brennstoffe nach oben geht,
langsamer Gezeiten Passagen werden ökonomisch,"sagte Roger Bedard
EPRI Ozean Marktführer in Sachen Energie.

Etwas faul

Die Wirbel, die Fische
gehen durch das Wasser kommen aus dem eigenen Körper oder von
ein weiterer Fisch neben ihnen. In der Tat können Fischschwärme schneller bewegen
als einzelner Fisch Dank dieses "teilen" der Wirbel.

Das VIVACE Design versucht nicht, diese "Schule" Verhalten zu imitieren – der
Zylinder sind weit genug auseinander gehalten, so dass ihre Wirbel nicht
gegenseitig stören.

"Fisch wissen besser", sagte Bernitsas. "sie können die Wirbel erzeugt durch die Fische vor ihnen nutzbar zu machen. "Ich bin nicht so schlau."

Jedoch Bernitsas und seine Mitarbeiter haben versucht, replizieren die
Rauheit der Fisch Schuppen auf ihren Zylindern. Fanden sie, dass eine grobe
Zylinderoberfläche konnte die Leistung um 40 bis 70 Prozent erhöhen.
im Vergleich zu einer glatten Oberfläche.

"Die Rauheit hilft, mehr von der kinetischen Energie des Wassers in Vortex Energie umzuwandeln", erklärt Bernitsas.

Fischschwänzen können auch kopieren sich lohnen. Das Team hat damit begonnen
Experimentieren Sie mit passiven Schwänzen, die Wirbel von störenden halten konnte
mit einander.

Der Fang des Tages

Bernitsas Gruppe arbeitet mit der US-Navy, zwei VIVACE zu installieren
Systeme im nächsten Jahr: in den Detroit River und in eine
Meeresumwelt irgendwo.

Der vorgeschlagene Entwurf fordert Module mit mehreren Zylindern gruppiert
zusammen, wie Sprossen auf der Leiter. Obwohl die Größe variiert werden kann, die
Zylinder für den Detroit River-Projekt werden wahrscheinlich über einen Fuß in
Durchmesser und 20 Fuß in der Länge. Die Forscher planen, 3 bis 5 zu generieren
Kilowatt vom Fluss langsam (1,5-Knoten).

Obwohl eine kommerzielle Anlage noch ein langer Weg, die Forscher ist
haben geschätzt, dass die Kosten für Strom aus einem Reifen VIVACE
Installation wäre etwa 5,5 Cent pro Kilowattstunde, was ist
ähnlich wie bei den aktuellen Preis von Windkraftanlagen.

"Ich habe keinen Kommentar über ihr Design anders als, sagen wir es
das Wasser und versuchen Sie es und verwenden Sie eine unabhängige Organisation zur Überprüfung der
die Testergebnisse,"sagte Bedard.

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