«Утка Солтера»: а – схема преобразования энергии волны;
б – вариант конструкции преобразователя; 1 – плавучая платформа; 2 – цилиндрическая опора с размещенными в ней приводами и электрогенераторами;3 – асимметричный поплавок.
Его основная особенность - чрезвычайно высокая эффективность преобразования энергии волн. Правда, чтобы реализовать эту возможность, приходится достаточно жестко закреплять ось крыла-поплавка. Сделать это можно, установив, например, крыло в теле волнолома.
Основная удача конструктора «утки» - оптимальная форма. Когда «утка» раскачивается относительно центра вращения, ее носовая часть практически точно отслеживает движение набегающей волны. В то же время кормовая поверхность, имеющая цилиндрическую форму, при движении относительно того же центра практически не производит перемещений жидкости и, следовательно, не может образовать волну, уносящую часть воспринятой энергии.
Несмотря на относительную простоту системы и высокую эффективность преобразования существуют серьезные препятствия на пути ее внедрения:
- система оказалась настолько чувствительна к направлению волн, что для получения сравнительно высокого КПД преобразования необходимо отслеживать изменение направления;
- достаточно сложна и ненадежна гидромашина, приводимая в действие поплавком;
- сложность формы поверхности «утки» создает затруднения при ее сборке и монтаже;
- специфика распределения массы создает трудности при установке и перевозке преобразователей;
- сборка нескольких преобразователей в протяженную конструкцию может привести к усложнению постановки и удержания на якоре;
- при сборке возникают проблемы надежного уплотнения кольцевого зазора большого диаметра.
Другой вариант достаточно эффективного волнового преобразователя с качающимся элементом - контурный плот Коккерелла (У. Коккерелл известен как один из удачливых изобретателей судна на воздушной подушке).
1 – колеблющаяся секция; 2 – преобразователь; 3 – тяга; 4 – шарнир
Контурный плот - многозвенная система из шарнирно соединенных секций. Как и «утка», он устанавливается перпендикулярно к фронту волны и отслеживает ее профиль.
Если «утка» и плот относятся к преобразователям, использующим изменение наклона волновой поверхности, то преобразователь типа «бристольский цилиндр» - скорее к группе устройств, работающих под действием скоростного напора в волне. В этом преобразователе цилиндрическое тело, имеющее среднюю плотность 0,6--0,8 т/м3, колеблется в волне, совершая движение по эллиптической траектории и приводя в действие гидравлические насосы. Одно из преимуществ идеи «бристольского цилиндра» то, что после настройки на оптимальную частоту он не отражает энергию других частот, а дает ей возможность распространяться далее, где ее могут поглотить другие преобразователи, например цилиндры с другой частотой.
Из других преобразователей с качающимся элементом (элементами) необходимо отметить различные варианты аттенюаторов типа «гибкий рукав», устанавливаемых таким образом, чтобы энергия волны передавалась к упругим элементам устройств по мере прохождения волны. В этом рукаве энергия накапливается вдоль него за счет деформации гибких резиновых секций, последовательно перекачивающих воздух в турбину, размещенную в центре. Такие устройства могут оказаться наиболее широкополосными, причем полоса рабочих частот увеличивается с увеличением длины, если только в конструкцию не заложено каких-либо ограничений движения.