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

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...

В Москве разработали рентген для углепластика
В Москве разработали рентген для углепластика

В Технополисе Москва создали инновационную сис...

Робот МЧС успешно десантировался с высоты 500 метров
Робот МЧС успешно десантировался с высоты 500 метров

Робот, созданный в особой экономической з...

Аэропорт Норильска оснастят уникальным российским интроскопом
Аэропорт Норильска оснастят уникальным российским интроскопом

Резидент особой экономической зоны Технополис ...

Новые датчики движения реагируют на пожарных
Новые датчики движения реагируют на пожарных

Исследователи из университета Макмастера ...

Владельцев оружия в США меньше, чем принято считать
Владельцев оружия в США меньше, чем принято считать

Большинство обывателей существенно переоценива...

Из первых ауксетиков, возможно, будут делать бронежилеты
Из первых ауксетиков, возможно, будут делать бронежилеты

Если растягивать какой-нибудь эластичный матер...

Разработан мини-огнетушитель для литиевых аккумуляторов
Разработан мини-огнетушитель для литиевых аккумуляторов

Как показали события последних месяцев, аккуму

Российские силовики рассекретили тяжелый роботизированный комплекс
Российские силовики рассекретили тяжелый роботизированный комплекс

Отечественное Минобороны представило уникальны...

Операторы Kovter зарабатывают на кликах
Операторы Kovter зарабатывают на кликах

ESET предупреждает о росте активности заг...

Системы контроля доступа: домофоны и другое важное оборудование
Системы контроля доступа: домофоны и другое важное оборудование

Обеспечить безопасность жилой или коммерч...

Предъявите ваш череп, пожалуйста
Предъявите ваш череп, пожалуйста

Службы безопасности различного уровня и п...

Достоверность доказательств еще надо доказать
Достоверность доказательств еще надо доказать

Телезрители редко обращают внимание на то...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Ученые СПбГУ разработали метод, увеличивающий эффективность добычи углеводородов