Výskumný tím z Univerzity v Osake predstavil nový teoretický model, ktorý môže zásadne posunúť technológie na získavanie energie z morských vĺn.

Štúdia publikovaná v Journey of Fluids Mechanics ukazuje, že gyroskop umiestnený vo vnútri plávajúcej konštrukcie dokáže pri správnom nastavení dosiahnuť účinnosť až päťdesiat percent, čo je doteraz považované za maximálnu hranicu pre zariadenia tohto typu.

Iný ako doterajšie modely

Model opisuje gyroskopický menič energie ako plávajúce teleso so zotrvačníkom, ktorý reaguje na pohyb vĺn a premieňa ho na elektrickú energiu. Kľúčom je schopnosť gyroskopu prispôsobovať sa meniacim sa podmienkam na hladine.

Podľa autora štúdie Takahita Iidu „sa gyroskopický systém dá riadiť tak, aby si udržal vysokú mieru absorpcie energie aj pri kolísaní frekvencie vĺn“. Práve premenlivosť vĺn bola doteraz najväčšou prekážkou pri nasadzovaní podobných technológií v praxi.

Výskum využíva lineárnu teóriu vĺn na výpočet interakcií medzi gyroskopom, plávajúcou konštrukciou a samotnými vlnami. Na základe týchto výpočtov bolo možné určiť optimálne nastavenie rýchlosti rotácie a odporu generátora.

Simulácie potvrdili, že zariadenie sa dokáže priblížiť k maximálnej teoretickej účinnosti aj v širokom spektre podmienok, nielen pri jednej konkrétnej frekvencii vĺn. To je zásadný rozdiel oproti doterajším riešeniam, ktoré boli účinné len v úzkom rozsahu.

Unsplash

Pripravuje sa praktická skúška

Model zároveň ukazuje, že v reálnych, nerovnomerných vlnách účinnosť klesá, najmä pri väčších vlnách. Aj v takých situáciách však zostáva schopnosť generovať použiteľné množstvo energie.

Štúdia zatiaľ neráta s energetickými nárokmi samotného gyroskopu, preto ide o prvý krok v hodnotení praktickej využiteľnosti. Autori upozorňujú, že ide o teoretický základ, ktorý bude potrebné overiť experimentálne.

Výsledky však naznačujú, že gyroskopické meniče energie môžu mať v oblasti obnoviteľných zdrojov oveľa väčší potenciál, než sa predpokladalo.

Iida zároveň uvádza, že asymetrické konštrukcie by mohli teoretickú hranicu účinnosti ešte prekročiť, čo otvára priestor pre ďalší vývoj a nové typy zariadení.

V ďalšej fáze výskumu plánuje tím fyzické testy, ktoré overia správanie zariadenia v reálnych podmienkach a umožnia pripraviť optimalizačné stratégie pre riadenie gyroskopu v prostredí s nelineárnymi vlnami. Ak sa výsledky potvrdia, gyroskopické plávajúce generátory by sa mohli stať novým stabilným zdrojom obnoviteľnej energie vhodným na doplnenie existujúcich solárnych a veterných systémov.

Čítajte viac z kategórie: Novinky