Репортаж от Wedoany，Французский стартап в области глубоких технологий EEL Energy разработал гидродинамический волнообразный мембранный генератор, вдохновленный движением рыбьего хвоста, и совместно с производителем пултрузионных композитов Exel Composites решил проблему расслоения мембраны в подводной среде, предложив устойчивое решение для выработки электроэнергии из речных и приливных течений.
Биомиметический дизайн давно используется в инженерии. EEL Energy специализируется на гидродинамических механизмах, а их запатентованная волнообразная мембрана, имитирующая плавание рыб, улавливает кинетическую энергию потока воды, не нарушая водные экосистемы. Однако механические нагрузки в подводной среде значительно превышают ожидаемые. Генеральный директор EEL Ксавье Перутка отметил, что механические нагрузки, создаваемые гидродинамической генерацией, могут в 30 раз превышать нагрузки при ветроэнергетике. Генератор должен непрерывно работать в речных или приливных потоках, обеспечивая предсказуемую электроэнергией для сообществ по всему миру.
Первоначальная конструкция мембраны с использованием стекловолокна выявила дефекты расслоения. При жестких циклических нагрузках большие деформации мембраны вызывали высокие деформации, приводящие к межслойному разделению, проникновению воды и нарушению функциональности. В связи с этим EEL обратилась за сотрудничеством к Exel Composites. Exel сложил многослойные дискретные углеродные плоские профили — изначально предназначенные для лопастей ветряных турбин — в балки, стратегически интегрированные в мембрану. Три балки были размещены на 50%, 80% и 100% длины мембраны, чтобы ограничить деформацию, предотвратить выпучивание и сохранить структурную целостность.
Нил Дайкс, руководитель отдела исследований и разработок Exel Composites, отметил, что ключевым моментом стало перенесение углеродных плоских профилей из ветроэнергетики на гидродинамические мембраны. Углеродные композиты обеспечили необходимую жесткость и прочность. Их модуль упругости составляет около 120 ГПа, а жесткость примерно в три раза выше, чем у стекловолоконных композитов; предел прочности на растяжение — 2500 МПа, на сжатие — 1500 МПа, что значительно превосходит последние. Отличная усталостная прочность позволяет мембране выдерживать до 6000 полных реверсивных циклов в день, сохраняя высокую эффективность захвата энергии. Эта биомиметическая технология генерации продвигается к коммерциализации компанией EEL при поддержке углеродных композитов Exel, с целью обеспечения устойчивой электроэнергией удаленных сообществ и крупных энергетических ферм.
