Исследования предлагают передвижную дамбу с автономным питанием для защиты от цунами и аварийного производства электроэнергии

Новости сегодня - Исследования предлагают передвижную дамбу с автономным питанием для защиты от цунами и аварийного производства электроэнергии

Япония, располагающая более чем 2780 рыболовными портами и 993 торговыми и промышленными портами, сталкивается с проблемой защиты этих важных прибрежных объектов от разрушительных сил цунами. Многообещающим решением является создание подвижной барьерной системы, в которой ворота, поднимающиеся со дна моря, действуют как барьеры, защищающие порты от цунами, штормовых нагонов и высоких волн. Однако во время стихийных бедствий перебои в подаче электроэнергии могут привести к нарушению подачи электроэнергии, необходимой для работы ворот, пишет https://www.nchelny.city/catalog/6/subcat/89

Чтобы решить эту проблему, исследователи под руководством профессора Хироши Такаги из Токийского технологического института предложили автономную подвижную систему дамб (SMS), которая использует микроприливную энергию для управления воротами. Предлагаемая система, подробности которой были опубликованы в журнале Renewable Energy , состоит из ворот, расположенных у входа в порт и предназначенных для закрытия в периоды бездействия порта, например, в ночное время или в праздничные дни. При подъеме разница в уровнях воды внутри и снаружи порта используется для выработки электроэнергии, которая затем сохраняется и используется для последующих операций ворот.

«Насколько нам известно, в мире еще не существует системы, которая бы использовала подвижные дамбы для выработки электроэнергии, а затем использовала это электричество для работы самой системы. В этом смысле SMS — это совершенно новая концепция», — говорит профессор Такаги.

Несмотря на обширную береговую линию Японии, диапазоны приливов, представляющие разницу высот между приливами и отливами, считаются слишком маленькими для крупномасштабной выработки приливной энергии. Напротив, система SMS использует микроприливные амплитуды уровня моря, которые во время весенних приливов колеблются от 10 до 150 см.

Система состоит из ряда ворот с зазором 30 см, которые обеспечивают плавное управление соседними воротами без взаимодействия, а также небольших турбин для выработки электроэнергии, расположенных внутри зазора. В промежутках между воротами размещены турбины с одним гребным винтом на каждые 50 см по вертикали.

Исследователи проверили работоспособность системы в японских портах, где она работает по восемь часов в день, чтобы определить, сможет ли она вырабатывать достаточно электроэнергии для восстановления ворот под морским дном после снятия предупреждения о цунами, учитывая плавучую силу плавучих ворот. Из 56 оцененных портов по всей Японии девять мест были вполне осуществимыми, 14 — осуществимыми и 33 — невозможными из-за небольшого потенциала производства энергии.

Тем не менее, вдоль западного побережья Японии было выявлено 20 возможных мест, обращенных к Нанкайскому желобу — зоне субдукции, известной как источник меганадвиговых землетрясений, которые происходят каждые столетие или два. Эти сейсмические явления могут вызвать цунами, что делает предлагаемую систему SMS многообещающей защитной мерой для уязвимых портов и их внутренних районов.

Кроме того, исследователи определили конкретные порты, в том числе Химедзи и Фукуяма, как примеры благоприятных мест для производства избыточной энергии, которая будет храниться для последующего использования. Эти районы, расположенные во Внутреннем море Сето, служат крупными промышленными центрами со сталелитейной, судостроительной, химической и различными фабриками.

Помимо защиты этих важнейших инфраструктур от цунами, предлагаемая система также может обеспечить аварийное электроснабжение для повышения устойчивости этих отраслей перед лицом стихийных бедствий. Он объединяет предотвращение стихийных бедствий с использованием возобновляемых источников энергии .

«Наши результаты обрисовывают синергетическую систему между предотвращением стихийных бедствий и использованием возобновляемых источников энергии», — говорит профессор Такаги.

Признавая такие проблемы, как технические препятствия и ограничения, связанные с соответствующими законами и постановлениями, исследователи рассматривают систему SMS как глобальную защиту портов от стихийных бедствий , повышения уровня моря и экстремальных погодных условий, включая прибрежные наводнения.

Профессор Такаги заключает: «Если технология предлагаемого подвижного барьера от цунами в суровых условиях стихийного бедствия в Японии может быть прочно закреплена благодаря этому исследованию, нет никаких сомнений в том, что наступит день, когда эту технологию можно будет экспортировать и использовать за рубежом. как революционная технология предотвращения стихийных бедствий».

Новости партнеров: