М.Д. Скубилин О ПРЕОБРАЗОВАНИИ ЭНЕРГИИ ВОЛН МОРЯ В

Известия ТРТУ
Специальный выпуск
ные методы окисления карбида кремния. Одним из таких методов является быстрый термический отжиг (БТО). Поскольку окисление карбида кремния достаточно
трудоемкий и сложный процесс, то моделирование процесса окисления с использованием БТО является актуальной задачей.
За основу при формировании модели окисления SiC была взята модель Дила–
Гроува [2], в которой были учтены дополнительные факторы, связанные с геометрией реакционной камеры, возбуждением газовой фазы и поверхности карбида
кремния, особенности кинетики окисления SiC, а также возникновение внутреннего электрического поля.
Основные составляющие модели включают в себя соответствующие модули:
для расчета облученности пластины с учетом геометрических размеров реактора и
спектра поглощения материала, для расчета концентрации активных частиц атомарного, молекулярного кислорода, а также озона у поверхности SiC и внутренних
электрических полей.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Jorgensen P.J., Wadsworth M.E., Cutler J.B. Silicon carbide – a high temperature semiconductor. Pergamon Press. London, 1960. 241 p.
2. Колобов Н.А., Самохвалов М.М. Диффузия и окисление полупроводников. – М.: Металлургия, 1975. – 456 с.
УДК 636.083.52:621.373.14
М.Д. Скубилин
О ПРЕОБРАЗОВАНИИ ЭНЕРГИИ ВОЛН МОРЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ
ЭНЕРГИЮ
Энергообеспечение автономных необслуживаемых источников информации
морского базирования, например буйковых автоматических метеорологических
станций, предполагает использование сменных элементов электропитания, что и
трудоемко, и экономически невыгодно, и экологически небезопасно. Альтернативой сменным гальваническим элементам электропитания или аккумуляторам, нуждающимся в периодической подзарядке, может стать устройство с пьезоэлектрическими преобразователями волнения поверхности моря в электрическую энергию.
Известна энергетическая установка морского базирования, содержащая заякоренное плавучее средство с противовесом, расположенные в корпусе плавучего
средства сквозная шахта и турбоэлектрогенератор постоянного тока. Её недостатки
– значительные габаритно-весовые характеристики, сложность аппаратурной реализации, высокая себестоимость, необходимость в заякорении и ограниченная надежность в работе.
Предлагается устройство преобразования энергии волн моря в электрическую
энергию, содержащее плавучее, с противовесом, средство, состоящее из двух и
более подвижно сопряженных элементов, способных при волнении моря совершать вращательные или возвратно-поступательные колебания друг относительно
друга, в элементах плавучего средства – пьезоэлектрические преобразователи, выпрямители тока, соединенные входами с электродами одноименных пьезоэлектрических преобразователей, накопитель электрической энергии, один на всё устройство, соединенный с выходами всех выпрямителей тока, и преобразователи механических колебаний сопряженных элементов плавучего средства в дискретные
108
Секция технологии микроэлектронной и наноэлектронной аппаратуры
силовые воздействия на пьезоэлектрические преобразователи, механически контактирующие с сопряженными элементами плавучего средства и одноименными
пьезоэлектрическими преобразователями.
В этом устройстве, при волнении поверхности моря, элементы плавучего
средства совершают колебания друг относительно друга, которые преобразуются в
дискретные силовые воздействия F(t) на пьезоэлектрические преобразователи, а по
каждому воздействию F(t) генерируется электродвижущая сила Е(t), на выходе
выпрямителя протекает ток I(t), а в накопителе накапливается электроэнергия W(t).
Накопленная в накопителе электроэнергия постоянного тока приемлема для использования потребителями.
Будучи установленным на объекте морского базирования, устройство, даже
при коэффициенте полезного действия пьезоэлектрических преобразователей в
пределах 0,10÷0,20, за счет последовательно во времени генерируемых импульсов
тока накапливает электрическую энергию, достаточную для информирования потребителя, например информацией о метеорологическом состоянии района пребывания буйковой автоматической метеорологической станции, об опасности района
плавания в точке установке буя или о перемещении плавучего автономного научно-исследовательского объекта (о координатах пребывания, направлении и скорости перемещения).
Преимущества использования предлагаемых способа и устройства преобразования энергии волн моря в электрическую энергию состоят в том, что они работоспособны в автономном режиме неограниченно по времени суток и года, просты
в применении, реализуемы на современной элементной базе в произвольных условиях их производства, надежны и долговечны в эксплуатации, не нуждаются в обслуживании до физического износа, обладают повышенной экологической чистотой, имеют пониженную себестоимость.
109