¿Pueden las olas generar electricidad?
En 1940, el ingeniero británico Samuel inventó el generador de olas, que utilizaba la potencia del movimiento hacia arriba y hacia abajo de las olas para impulsar una turbina de aire para generar electricidad e iluminar las luces de navegación. Su principio no es complicado: cuando las olas fluctúan hacia arriba y hacia abajo, el cuerpo flotante se mueve hacia arriba y hacia abajo, y el aire en la cámara de aire continúa comprimiéndose y expandiéndose, como un fuelle. El aire comprimido se expulsa desde la boquilla sobre el mar a una velocidad extremadamente rápida y se precipita hacia la turbina, lo que hace que gire rápidamente e impulse el generador para generar electricidad.
Desde entonces, la mayoría de las luces de navegación han adoptado este dispositivo. Ya no es necesario enviar gente a encender balizas.
El ingeniero Muther es un hombre inteligente y bueno pensando. Su villa estaba construida en una montaña y el suministro de agua a menudo estaba cortado, por lo que instaló una piscina en el techo de la villa. Usó una biela para conectar una bomba de pistón doméstica a la puerta de la villa. Cualquiera que empuje la puerta de la casa puede depositar 20 kilogramos de agua en la piscina del tejado. Cuando los invitados llegaron a la villa, se quejaron de que la puerta de la casa de Muertel era demasiado pesada y difícil de abrir. Le sugerí que lo arreglara. Samuel siempre decía con una sonrisa: "No es necesario repararla. Esta puerta es la fuente de energía de la bomba de mi piscina. Tan pronto como empujas la puerta, no tengo que preocuparme por el agua". En la historia, todos elogiaron a Samuel por su grandeza mental. Fue este carácter ingenioso el que convirtió a Muirtell en un inventor con múltiples patentes.
Samuel también es una persona muy persistente. Pase lo que pase, lo logrará.
¿Se puede colocar un huevo sobre una mesa lisa? Esta es una vieja pregunta.
La gente pensaba que era imposible, pero luego encontraron dos soluciones.
Una es la conocida solución Columbus. Golpeó el huevo sobre la mesa. La cáscara se rompió, pero el huevo no se movió. Nadie hizo ni pensó como Colón. Colón lo hizo, encarnando el extraordinario espíritu de innovación y exploración. Éste es el espíritu necesario para descubrir el "nuevo mundo".
El otro es un método más científico e inteligente. Cuando haces girar el huevo, éste también gira.
Durante los siguientes cientos de años, la gente sólo utilizó esta pregunta como un "desafío mental" para evaluar a los niños. Pero algunas personas todavía perseveran en estudiarlo como una propuesta científica. Es decir, ¿puede el huevo mantenerse en pie sin romperlo y girarlo?
Samuel es uno de estos "callejones sin salida". Puso el huevo bajo un microscopio y descubrió que la superficie de la cáscara del huevo era desigual y rugosa: la altura promedio de los puntos altos era de 0,2 mm y el espaciado promedio de los puntos altos era de 0,8 mm en un área tan grande. Como punta de lápiz, había al menos tres puntos culminantes. Según los principios de la física, siempre que la línea vertical del centro de gravedad del huevo pase por el medio de estos tres puntos, el huevo teóricamente puede mantenerse en pie. Después de innumerables experimentos repetidos, Samuel realmente logró que el huevo se mantuviera intacto e inmóvil.
Samuel es un científico con gran sabiduría y una actitud seria de análisis y observación.
Una vez le tocó a Samuel tomar un barco de Inglaterra a Francia. Por la noche, vio a los pilotos conduciendo el barco para reemplazar las baterías de la luz de navegación. Pensó: ¿por qué la fuerza de las olas que caen no favorece la generación de energía ni el suministro de energía para las luces de navegación? A partir de entonces tuvo un vínculo indisoluble con las olas. A menudo se sienta solo en la playa, observa las olas y piensa en cómo convertir la energía de las olas que se mueven hacia arriba y hacia abajo en energía mecánica giratoria de alta velocidad para impulsar el generador y generar electricidad. Una noche se quedó mucho tiempo en la playa hasta que empezó a llover y luego se apresuró a regresar. En el camino, la lluvia se hizo cada vez más intensa y Myrtle se refugió en una herrería. Al observar la mano de la esposa del herrero metiendo y sacando el fuelle, no pudo evitar sentir algo en su corazón. Corrió a casa bajo la lluvia y trabajó en el sótano toda la noche. Después de tres días de lucha, Murtle construyó un dispositivo generador de ondas con pistón de aire similar a un fuelle.
Este dispositivo de generación de energía tiene un cilindro con un diámetro de 60 centímetros y una longitud de 4 metros, con dos cámaras de pistón en él, está hundido verticalmente en el mar y queda parcialmente expuesto al agua, como. una boya. A medida que las ondas suben y bajan, el aire en la cámara del pistón se comprime y expande constantemente, como un fuelle. El aire comprimido se expulsa desde la boquilla sobre el mar a una velocidad extremadamente rápida y se precipita hacia las palas de la turbina, haciéndolas girar rápidamente, impulsando así el generador sobre la boya para generar electricidad. Samuel envió el generador al mar para probarlo. Después de un rato, las luces de la boya realmente se encendieron. Samuel estaba muy feliz. Hizo algunas mejoras en el dispositivo de generación de energía para mejorar el rendimiento de la generación de energía. Un generador puede generar 100 kilovatios de electricidad, suficiente para las luces de navegación.
Ola es el movimiento del agua superficial provocado por el viento en el mar. El tamaño de las olas depende del viento, siendo las olas grandes altas y las pequeñas bajas. En una zona típica del medio del océano, una ola con una altura de 15 metros puede elevarse en un período de ocho segundos, y las grandes olas de tormenta pueden alcanzar hasta 10 metros. Las olas fuertes contienen enormes cantidades de energía. Según las pruebas realizadas por los científicos, el impacto de las olas en la costa puede alcanzar de 20 a 30 toneladas por metro cuadrado, y las olas grandes pueden alcanzar incluso las 60 toneladas. Como un hombre fuerte con fuerza infinita. Puede arrojar rocas que pesan más de 10 toneladas a una altura de 20 a 30 metros, arrastrar los cimientos de un rompeolas de hormigón de miles de toneladas e incluso levantar un barco de 10.000 toneladas hasta la orilla.
En 1 kilómetro cuadrado de la superficie del mar, una ola que cae contiene 200.000 kilovatios de energía. La reserva total de energía de las olas en el mundo es de 109 kilovatios, lo que constituye una enorme fuente de energía inagotable.
Además de la energía del movimiento hacia arriba y hacia abajo, las ondas también tienen la energía del movimiento transversal y de rotación. El éxito de Samuel alimentó el entusiasmo por la energía de las olas. Actualmente, muchos países del mundo han diseñado diferentes dispositivos para probar la energía que se mueve en diferentes direcciones.
El más común es el generador de ondas de pistón de aire inventado por Samuel. La capacidad de generación de energía de un solo generador es limitada, y ahora los científicos han construido un barco impulsado por las olas con muchos dispositivos. Este tipo de barco tiene 80 metros de largo, 12 metros de ancho y pesa 500 toneladas. Está equipado con 20 boyas que pueden generar unos 2.000 kilovatios de electricidad en la superficie de olas de 3 metros de altura.
Actualmente también se están desarrollando dispositivos fijos de generación de energía undimotriz costera. Fija la cámara del pistón de aire en la costa y utiliza la fluctuación de la superficie del agua en la tubería para reemplazar el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la boya, lo que hace que el aire en la cámara del pistón se comprima y expanda repetidamente, convirtiendo así el movimiento lateral. de la energía de las olas en energía mecánica para impulsar el generador y generar electricidad. Cada generador estacionario costero tiene una capacidad de 65.438+0.000 kilovatios.
Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia, Japón y otros países también desarrollaron en los años 1990 un dispositivo de generación de energía más económico: el generador de ondas de airbag. Los científicos hacen flotar bolsas de aire blandas especiales en el mar y luego las conectan en serie con ejes de cadena, como mangueras del mismo grosor a través del mar. Las ondas golpearon el airbag y el aire del airbag se comprimió. El aire comprimido impulsa una turbina de aire, que a su vez impulsa un generador para generar electricidad. Un dispositivo de generación de energía de las olas compuesto por 4.000 bolsas de aire puede generar 20 millones de kilovatios.
Recientemente, Japón ha desarrollado un dispositivo de generación de energía de las olas llamado "atolón artificial", que tiene 75 metros de diámetro y parece un donut frito gigante, con solo la parte superior sobre el agua. Las olas golpean el borde del atolón, salen disparadas de una boquilla central y golpean las turbinas en el medio, generando electricidad. Un equipo genera 654,38 millones de kilovatios de electricidad.
Desde principios del siglo XX, el ser humano ha estado buscando incansablemente formas de explorar la energía de las olas. A finales del siglo XX, los científicos habían desarrollado con éxito varios dispositivos de generación de energía de las olas. Reino Unido, Estados Unidos, Francia, Japón, Italia y otros países han comenzado a utilizar la energía de las olas para generar electricidad, ahorrando mucha energía. China también está desarrollando activamente dispositivos de generación de energía de las olas y los ha puesto a prueba. Para un país como China con una larga costa, hay al menos 654,38+20 mil millones de kilovatios de energía de las olas esperando que desarrollemos y utilicemos solo a lo largo de la costa continental.
Los científicos predicen que a principios del siglo XXI, después de nuevas mejoras, los dispositivos de energía de las olas se utilizarán en grandes cantidades. A mediados del siglo XXI, las olas servirán a la humanidad del mismo modo que el petróleo, el carbón, la energía eólica, las mareas y otras fuentes de energía. No sólo permite que brillen las luces de navegación, sino que también envía luz a muchos rincones de la tierra para iluminar la vida humana.