Renewable Energy: От цунами спасет подвижная стена с автономным энергоснабжением

В Японии насчитывается более 2780 рыболовецких портов и 993 торговых и промышленных порта, и перед Японией стоит задача защитить эти важные прибрежные объекты от разрушительной силы цунами.

Перспективное решение заключается в создании системы подвижных барьеров, в которой ворота, поднимающиеся с морского дна, служат барьерами, защищающими порты от цунами, штормовых нагонов и высоких волн. Однако во время стихийных бедствий перебои в подаче электроэнергии могут нарушить электроснабжение, необходимое для работы таких ворот.

Чтобы решить эту проблему, исследователи под руководством профессора Хироси Такаги из Токийского технологического института предложили самодвижущуюся систему морских ворот (SMS), которая использует энергию микроприливов для управления воротами. Предложенная система, детали которой были опубликованы в журнале Renewable Energy, состоит из ворот, установленных на входе в порт и предназначенных для закрытия в периоды бездействия порта, например, в ночное время или во время праздников. Когда ворота поднимаются, разница в уровнях воды внутри и снаружи порта используется для выработки электроэнергии, которая затем накапливается и используется для последующих операций с воротами.

Насколько нам известно, в мире еще не существует системы, которая использовала бы подвижные морские стены для выработки электроэнергии, а затем использовала бы эту электроэнергию для работы самой системы. В этом смысле SMS — совершенно новая концепция, — говорит профессор Такаги.

Несмотря на обширную береговую линию Японии, приливы и отливы — разница в высоте между приливами и отливами — считаются слишком маленькими для крупномасштабного производства приливной энергии. В отличие от этого, система SMS использует микроприливные амплитуды в уровне моря, которые колеблются от 10 см до 150 см во время весенних приливов. Система состоит из серии ворот с 30-сантиметровым зазором, который обеспечивает бесперебойную работу соседних ворот без взаимодействия, и небольших турбин для выработки электроэнергии, размещенных внутри зазора. Турбины с одним пропеллером на интервал 50 см по вертикали размещаются в зазорах между воротами.

Исследователи проверили работоспособность системы в японских портах, где она работает по восемь часов в день, чтобы определить, сможет ли она генерировать 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 признаны вполне осуществимыми, 14 — осуществимыми, а 33 — неосуществимыми из-за небольшого потенциала выработки энергии. Однако 20 подходящих мест были определены вдоль западного побережья Японии, напротив Нанкайского желоба — зоны субдукции, известной как источник мегатрастовых землетрясений, которые происходят раз в столетие или два. Эти сейсмические события способны вызвать цунами, что делает предлагаемую систему SMS перспективной мерой защиты для уязвимых портов и их внутренних районов.

Кроме того, исследователи определили конкретные порты, в том числе Химэдзи и Фукуяма, как примеры благоприятных мест для выработки избыточной энергии, которую можно хранить для последующего использования. Эти районы, расположенные во Внутреннем море Сето, являются крупными промышленными центрами со сталелитейной промышленностью, судостроением, химическими заводами и различными фабриками. Помимо защиты этих важнейших объектов инфраструктуры от цунами, предлагаемая система может также обеспечивать аварийное энергоснабжение для повышения устойчивости этих отраслей промышленности перед лицом стихийных бедствий. Она объединяет предотвращение катастроф с использованием возобновляемых источников энергии.

Наши результаты показывают синергетическую систему между предотвращением бедствий и использованием возобновляемых источников энергии, — говорит профессор Такаги.

Признавая наличие таких проблем, как технические трудности и ограничения, накладываемые соответствующими законами и правилами, исследователи представляют себе 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 стихийных бедствий в Японии будет надежно закреплена в ходе данного исследования, то, несомненно, настанет день, когда эта технология будет экспортирована и развернута за рубежом в качестве революционной технологии предотвращения стихийных бедствий.

24.01.2024


Подписаться в Telegram



Безопасность

В МФТИ создали флешку с защитой от взлома и кражи данных
В МФТИ создали флешку с защитой от взлома и кражи данных

Флеш-карта, разработанная сотрудниками кафедры...

TUST: Разработан новый метод моделирования пластичности грунта
TUST: Разработан новый метод моделирования пластичности грунта

Инфраструктура часто повреждается из-за природ...

Advanced Materials: Созданы гели, которые защитят дома во время лесных пожаров
Advanced Materials: Созданы гели, которые защитят дома во время лесных пожаров

Из-за изменения климата пожароопасные сезоны с...

ACS: Некоторые книги, изданные в прошлых веках, опасны для здоровья
ACS: Некоторые книги, изданные в прошлых веках, опасны для здоровья

Если вы увидите ярко раскрашенные книги в...

Акулы чаще нападают на людей не потому, что стали кровожаднее
Акулы чаще нападают на людей не потому, что стали кровожаднее

В 2023 году по всему миру увеличилось кол...

Journal of Conflict Archaeology: Впервые исследован кратер Первой мировой войны
Journal of Conflict Archaeology: Впервые исследован кратер Первой мировой войны

Впечатляющий подрыв взрывчатки на редуте ...

Ученые США выясняют, кто покупает оружие чаще остальных
Ученые США выясняют, кто покупает оружие чаще остальных

Обучение стрельбе из пистолета на ор...

Университет Калифорнии в Сан-Диего: Против скама нет приема
Университет Калифорнии в Сан-Диего: Против скама нет приема

Отправить письмо с поддельным адресом про...

Видеоролик про оружие снижает риск неосторожного обращения среди детей
Видеоролик про оружие снижает риск неосторожного обращения среди детей

В лаборатории Университета штата Огайо, замаск...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии