Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України
Гідроенергетичний потенціал України складають енергії стоку, хвиль і течій. Розглянуто події резонансного збудження місячно-сонячними припливами сейшових хвиль, частота яких залежить від глибини води. Дотримання умови припливно-сейшового резонансу і резонансу, що формується при управлінні водопропус...
Збережено в:
| Дата: | 2016 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут електродинаміки НАН України
2016
|
| Назва видання: | Гідроенергетика України |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141636 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України / П.В. Анахов // Гідроенергетика України. — 2016. — № 1-2. — С. 10-12. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-141636 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1416362018-09-10T01:23:37Z Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України Анахов, П.В. Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Гідроенергетичний потенціал України складають енергії стоку, хвиль і течій. Розглянуто події резонансного збудження місячно-сонячними припливами сейшових хвиль, частота яких залежить від глибини води. Дотримання умови припливно-сейшового резонансу і резонансу, що формується при управлінні водопропускною гідроспорудою, дозволить підвищити виробіток електроенергії. 2016 Article Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України / П.В. Анахов // Гідроенергетика України. — 2016. — № 1-2. — С. 10-12. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. 1812-9277 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141636 621.311.25 uk Гідроенергетика України Інститут електродинаміки НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
| spellingShingle |
Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Анахов, П.В. Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України Гідроенергетика України |
| description |
Гідроенергетичний потенціал України складають енергії стоку, хвиль і течій. Розглянуто події резонансного збудження місячно-сонячними припливами сейшових хвиль, частота яких залежить від глибини води. Дотримання умови припливно-сейшового резонансу і резонансу, що формується при управлінні водопропускною гідроспорудою, дозволить підвищити виробіток електроенергії. |
| format |
Article |
| author |
Анахов, П.В. |
| author_facet |
Анахов, П.В. |
| author_sort |
Анахов, П.В. |
| title |
Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України |
| title_short |
Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України |
| title_full |
Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України |
| title_fullStr |
Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України |
| title_full_unstemmed |
Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України |
| title_sort |
можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці україни |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
| publishDate |
2016 |
| topic_facet |
Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141636 |
| citation_txt |
Можливі перспективи використання сейшових хвиль в гідроенергетиці України / П.В. Анахов // Гідроенергетика України. — 2016. — № 1-2. — С. 10-12. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. |
| series |
Гідроенергетика України |
| work_keys_str_mv |
AT anahovpv možlivíperspektivivikoristannâsejšovihhvilʹvgídroenergeticíukraíni |
| first_indexed |
2025-07-10T13:08:34Z |
| last_indexed |
2025-07-10T13:08:34Z |
| _version_ |
1837265499443953664 |
| fulltext |
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
Гідроенергетика України, 1—2/2016, ISSN 1812�92771010
ЗЗ
а галь ний (те о ре тич ний) гідро е нер ге -
тич ний по тенціал Ук раїни скла дає по -
над 44 млрд. кВт·год. Еко номічно ефек -
тив ний по тенціал ста но вить 17,5 млрд. кВт·год., з
яких ви ко ри с то вується близь ко 11 млрд. кВт·год.
(63 %). То му го ло вним пріори те том роз вит ку гід -
ро е нер ге ти ки, з ме тою ос воєння 6,5 млрд. кВт·год.
не ви ко ри с то ву ва них ре сурсів, виз на че не будів -
ництво до дат ко вих ве ли ких гідро по туж но с тей.
Дру гим пріори те том є ос воєння по тенціалу ма лих
рік Ук раїни, який ста но вить 28% за галь но го гід ро -
е нер ге тич но го по тенціалу (12,5 млрд. кВт·год.)
[1].
По тенціал, який оцінюється об'ємом при род -
но го сто ку, без ура ху ван ня зу мов ле но го на со сним
і турбінним ре жи ма ми ро бо ти ГА ЕС кру го обігу,
мож на роз ра ху ва ти за фор му лою [2]:
, (1)
де P — по тужність вод но го по то ку, кВт; ρ — гу с ти -
на во ди; g = 9,81 м/с2 — при ско рен ня вільно го па -
дін ня; , H — се редні ви т ра ти во ди і падіння річ -
ки на ви б раній ділянці, відповідно.
Гідро е нер ге тич ний по тенціал Азовсь ко го і
Чор но го морів, во до схо вищ ГЕС та ГА ЕС об'є д -
нує енергії хвиль і течій. Повідо мляється, що пи -
то мий потік енергії тільки вітро вих хвиль в
Азовсь ко му морі ста но вить 3 кВт/м, Чор но му —
6—8 кВт/м, а су мар на по тужність хвиль, що
набіга ють на Чор но морсь ке уз бе реж жя, скла дає
14,7 млн. кВт [3].
По тенціал во дойм мож на роз ра ху ва ти за фор -
му лою [4]:
(2)
де P/m — пи то мий потік енергії на оди ни цю ши -
ри ни хви ль о во го фрон ту і на оди ни цю до вжи ни
хви лі вздовж на прям ку її по ши рен ня, кВт/м;
P/m2 — гу с ти на по туж ності по то ку во ди течії, що
ру хається зі швидкістю V, кВт/м2, A = h/2 —
ампліту да хвилі; h — ви со та хвилі; T — період
хвилі.
Дов го періодні місяч ноAсо нячні при пли ви, бу -
ду чи «ні хви ля ми, ні течіями», роз гля да ють ся ін -
ди віду аль но. Ви со ко точ на пе ред ба чу ваність ча су
їх ко ли вань в Азо воAЧор но морсь ко му ба сейні ні -
ве люється ма лою ве ли чи ною. Про спо с те ре жен ня
при пливів в інших во дой мах не повідо мляється.
На відміну від при плив них, співрозмірні з ни -
ми по ча с тоті сей шові хвилі мо жуть ма ти значні
ве ли чи ни. На при клад, в Се ва с то польській бухті
ампліту да сейш до ся гає 40 см [5]. Дру гою особ -
ливістю сейш є їх при та манність усім во дой мам,
оскільки сейші є вла сни ми ко ли ван ня ми во дойм.
Тре ть ою особ ливістю сейш є їх по га на пе ред ба чу -
ваність, що обу мов ле но складністю про гно зу ван -
ня на тур них ха рак те ри с тик збу д жу валь ної си ли.
На Рис. 1 по ка за но те о ре тичні і спо с те ре жені сей -
шові ко ли ван ня рівня і течій.
На дум ку академіка І. Кур ча то ва, в гідро -
логічно му житті вся ко го вод но го ба сей ну мож на
знай ти еле мен ти то го ж періоду, і во че видь ці еле -
мен ти завжди мо жуть слу гу ва ти збу д жу валь ною
си лою для ба сей ну. При чо му особ ли вої важ ли -
вості на бу ває збіг ча с тот влас них ко ли вань із
зовнішніми си ла ми [8].
У спектрі хвиль Кан да лаксь кої за то ки Біло го
мо ря (Росія) яв но ви ра жені ко ли ван ня рівня із
періодом 6 го дин 12 хви лин. Ак. В. Шу лейкін виз -
на чив, що це яви ще вик ли ка не ре зо нан сом влас -
них ко ли вань во ди в за тоці з пер шою гар монікою
місяч но го при пли ву [9].
Аналіз спо с те ре жень дов го період них хвиль
для трьох пунктів Да ле косхідно го регіону, роз та -
шо ва них в Росії (бухт Ма ло ку риль ска і Кра бо ва
на бе резі о. Ши ко тан, за то ки Ка сат ка на о. Іту руп)
МОЖЛИВІ ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ
СЕЙШОВИХ ХВИЛЬ В ГІДРОЕНЕРГЕТИЦІ УКРАЇНИ
УДК 621.311.25 АНАХОВ П.В., інж., ВП «ІнформаційноAтехнологічний центр»
ДП «НЕК «Укренерго», м. Київ
Гідро е нер ге тич ний по тенціал Ук раїни скла да ють енергії сто ку, хвиль і течій. Роз -
г ля ну то події ре зо нанс но го збу д жен ня місяч но�со няч ни ми при пли ва ми сей шо вих хвиль,
ча с то та яких за ле жить від гли би ни во ди. До три ман ня умо ви при плив но�сей шо во го ре -
зо нан су і ре зо нан су, що фор мується при уп равлінні во до про пу ск ною гідро с по ру дою,
доз во лить підви щи ти ви робіток еле к т ро е нергії.
К л ю ч о в і с л о в а: гідро е нер ге тич ний по тенціал, при плив но�сей шо вий ре зо нанс,
сей шо ва хви ля.
Гідроенергетика України, 1—2/2016, ISSN 1812�9277 1111
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
ви я вив ефект мо ду ляції сей шо вих ко ли вань при -
плив ною хви лею [10].
У ряді во дойм оке а ну спо с терігається при -
плив подвійної ви со ти — на півден но му уз бе -
режжі Англії в про тоці Со лент і пор ту м. Са ут -
гемп тон, а та кож біля о. Порт ленд, що за 90 км на
захід від Са ут гемп то на; в пор ту ДенAХел дер
(Нідер лан ди); в за тоці Баз зардс (США). Умо вою
ут во рен ня яви ща є до да ван ня до ос нов но го то ну
місяч но го при пли ву ко ли ван ня більш ви со кої ча -
с то ти. Ним мо же бу ти збу д же на при пли вом сей -
шо ва хви ля [11].
Віднос на ампліту да збу д же ної сей шо вої
хви лі [12]
, (3)
де fS — ча с то та сейш; fout — ча с то та збу д жу валь ної
хвилі; q — до б ротність во дой ми, яка виз на чає
втра ти енергії в ко ли вальній си с темі і ши ри ну
сму ги ча с тот ре зо нан су.
Умо ву при плив ноAсей шо во го ре зо нан су як
се лек тив но го відгу ку вод ної ма си на вплив із ча с -
то тою, близь кою до ча с то ти влас них ко ли вань во -
дой ми, за пи ше мо у ви гляді [13]:
, (4)
де n — ко ефіцієнт; ∨ — знак диз'юнкції (логічне
АБО).
Зміна гли би ни озе ра Се ван (Вірменія) в ми -
ну ло му сторіччі вик ли ка ла зміну ча с то ти сейш.
При аналізі яви ща ви яв ле на за ко номірність мо -
ду лю ван ня ча с то ти влас них ко ли вань во дой ми
функцією гли би ни во ди. Ефект мож на по яс ни ти
уза галь не ною фор му лою Меріана для пря мо кут -
но го ба сей ну з го ри зон таль ним дном:
,
L(t) = const, W(t) = const, (5)
де f(t)S — за кон зміни ча с то ти сейш;
— кількість вузлів поз довжньої і по пе реч -
ної хвиль, відповідно; D, L, W, D(t), L(t), W(t) —
ха рак терні гли би на, до вжи на, ши ри на ба сей ну і
за ко ни їх зміни, відповідно.
До три ман ня умо ви при плив ноAсей шо во го ре -
зо нан су має на увазі вибір ство ру підпірної гідро -
технічної спо ру ди та виз на чен ня гли би ни во до -
схо ви ща. Ре зуль та том є, поAпер ше, збу д жен ня
влас них ко ли вань во до схо ви ща і роз гой ду ван ня
за ту ха ю чих сейш постійно діючою місяч ноAсо -
няч ною при плив ною хви лею, поAдру ге, збільшен -
ня ампліту ди сей шо вих ко ли вань рівня і швид ко -
с тей спри чи не них ни ми сей шо вих течій. Та ка тех -
но логія мо же роз гля да ти ся як оп тимізація при -
плив ної ГЕС.
Во до про пускні гідро технічні спо ру ди во до -
схо вищ при на пов ненні/ски данні во ди іміту ють
при род ний при плив/відплив. Ви ко ри с тан ня
технічної ре алізації при пли ву — про пу с ку во ди —
доз во ляє ство ри ти не за леж ну або ма ло за леж ну
від обу мов ле них зовнішніми впли ва ми варіацій
рівня во ди вод ну об ста нов ку во до схо ви ща. Фак -
тич на заміна при пли ву місяч ноAсо няч но го на та -
кий, що фор мується при уп равлінні во до про пу ск -
ною гідро с по ру дою, доз во лить підви щи ти ви -
робітку еле к т ро е нергії хви ль о вих ГЕС [14].
Вис нов ки.
Гідро е нер ге тич ний по тенціал Ук раїни, на до -
да чу до енергії сто ку, скла да ють енергії хвиль і
течій. При чо му сей шові хвилі і течії при та манні
всім во дой мам, і мо жуть ма ти значні ве ли чи ни.
Роз г ля ну то події ре зо нанс но го збу д жен ня
місяч ноAсо няч ни ми при пли ва ми сей шо вих
хвиль, ча с то та яких за ле жить від гли би ни во ди.
До три ман ня умо ви при плив ноAсей шо во го ре -
зо нан су при на пов ненні во до схо вищ мо же роз -
гля да ти ся як оп тимізація при плив ної ГЕС.
Рис. 1. Розподіл по довжині водойми відносних висот
двовузлових сейшових коливань рівня і швидкостей спричинених
ними сейшових течій: a — теоретичні, в замкнутому прямо кут но -
му басейні з горизонтальним дном (зверху суцільною лінією
профілі хвилі в момент часу t і пунктирною — в момент t+T/2,
1, 2 — пучність і вузол хвилі, відповідно [6];
знизу відносні швидкості течій;
символами • відмічені рівні [7]);
b — спостережені в Каховському водосховищі (зверху висота
коливань, знизу середня швидкість течій,
L — відстань від греблі Каховської ГЕС [6])
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
Гідроенергетика України, 1—2/2016, ISSN 1812�92771212
Заміна при пли ву місяч ноAсо няч но го на та кий, що
фор мується при уп равлінні во до про пу ск ною
гідро с по ру дою, доз во лить підви щи ти ви робіток
еле к т ро е нергії хви ль о ви ми ГЕС.
ЛІТЕ РА ТУ РА
1. Су хо до ля О.М., Си до рен ко А.А., Бєгун С.В., Білу ха А.А.
Су час ний стан, про бле ми та пер спек ти ви роз вит ку гідро е нер -
ге ти ки Ук раїни. Аналітич на до повідь /За ред. Су хо долі О.М.
— К. : НІСД, 2014. — 54 с.
2. ГИ Д РО ЭНЕР ГЕ ТИ КА и ок ру жа ю щая сре да / Под.
общ. ред. Ю. Лан дау, Л. Си ре нко: Мо но гра фия. — К.: Ли б ра,
2004. — 484 с.
3. Енер ге ти ка: історія, су часність і май бутнє: В 5 кн. Кн.
5: Кни га 5. Еле к т ро е нер ге ти ка та охо ро на на вко лиш нь о го се -
ре до ви ща. Функціону ван ня енер ге ти ки в су час но му світі.
[Еле к трон ний ре сурс] / [Т.О. Бу ря чок, З.Ю. Буцьо, Г.Б. Вар -
ла мов та ін.] — Ре жим до сту пу до ре сур су:
http://energetika.in.ua.
4. Во зоб нов ля е мые и вто рич ные ис точ ни ки энер гии: ч. 1
/сост. В. М. Жи та рен ко. — Ма ри у поль: ПГТУ, 2006. — 200 с.
[Еле к трон ний ре сурс] — Ре жим до сту пу до ре сур су:
http://umm.pstu.edu/handle/123456789/1040.
5. Го ряч кин Ю.Н. Сей ши в Се ва с то поль ской бух те/
Ю.Н. Го ряч кин, В. А. Ива нов, Л.Н. Ре пе тин, Т.В. Хма ра// На -
укові праці УкрНДГМІ. — 2002. — Вип. 250. — С. 342—353.
6. Су доль ский А.С. Ди на ми че с кие яв ле ния в во до емах /
— Л.: Ги д ро ме те о из дат, 1991. — 263 с.
7. Шев чен ко Г.В., Ивель ская Т.Н. Цу на ми и дру гие мор -
ские опас ные яв ле ния в пор тах Са ха лин ской об ла с ти по ре -
зуль та там ин ст ру мен таль ных из ме ре ний / Мо ре ход ст во и
мор ские на уки — 2012: из бран ные до кла ды чет вер той Са ха -
лин ской ре ги о наль ной мор ской на уч ноAтех ни че с кой кон фе -
рен ции (5—7 сен тя б ря 2012 г. и 12 фе в ра ля 2013 г.) / Под
ред. В.Н. Хра му ши на. — Юж ноAСа ха линск: Са ха лин ская об -
ла ст ная ти по гра фия, 2013. — 300 с. — С. 143—165.
8. Кур ча тов И.В. Сей ши в Чер ном и Азов ском мо рях /
Из бран ные тру ды. — Т. 1. — М.: На ука, 1982. — С. 382—391.
9. Шу лей кин В.В. Фи зи ка мо ря. Изд. 4Aе, пе ре раб. и доп.
— М.: На ука, 1968. — 1083 с.
10. Ко ва лев Д.П. Ис сле до ва ние осо бен но с тей длин но -
вол но вых про цес сов в при бреж ной зо не оке а на. Ав то реф.
дис… канд. ф.Aм. на ук: 25.00.28 / Ин сти тут мор ской ге о ло гии
и ге о фи зи ки Даль не во с точ но го от де ле ния РАН. — Вла ди во -
с ток, 2002. — 19 с.
11. Bowers D.G., Macdonald R.G., McKee D.,
Nimmo�Smith W. A.M., Graham G.W. On the formation of
tideAproduced seiches and double high waters in coastal seas //
Estuarine, Coastal and Shelf Science. — 2013. — Vol. 134. — P.
108—116. http://dx.doi.org/10.1016/j.ecss.2013.09.014.
12. Rabinovich A.B. Seiches and Harbor Oscillations /
Handbook of Coastal and Ocean Engineering (ed. by Y. C. Kim).
— Singapoure: World Scientific Publ., 2009. — Pp. 193—236.
13. Ана хов П.В. Ви ко ри с тан ня мікро сейс мо ген них явищ
для роз ван та жен ня тек тонічних на пру жень // Ге о фи зи че с -
кий жур нал. — 2014. — Т. 36, № 5. — С. 128—142.
14. Пат. 85347 Ук раїни, МПК F03B 13/12. Спосіб
підви щен ня ефек тив ності хви ль о вої гідро е ле к т ро с танції /
Ана хов П.В., Ана хов С.П. — №u201309021; за явл. 18.07.2013;
опубл. 11.11.2013; Бюл. № 21.
© Анахов П. В., 2016
�
|