Глобальная энергетика: приливы и отливы

Глобальная энергетика: приливы и отливы

 

Энергоресурсы мирового океана не только неисчерпаемы, но и весьма многообразны. И если французские инженеры делают ставку на тепловые эффекты, то британцы специализируются на приливно-отливных течениях.

Прошедшая в испанском городе Бильбао 3-я Международная конференция по проблемам энергетических ресурсов мирового океана с особой наглядностью продемонстрировала, что эти ресурсы не только огромны, но еще и весьма разнообразны. Как тут не вспомнить Жюля Верна, уже в 1870 году видевшего в океане неисчерпаемый источник электроэнергии! О проекте электростанции, использующей перепад температур воды на поверхности океана и в его глубине, мы уже рассказывали. Но такая концепция, хоть и вполне реализуема на практике, едва ли сыграет значительную роль в системе глобального энергообеспечения.

SeaGen - подводный ветряк

Другое дело - электростанции, использующие энергию приливов и отливов. Во-первых, технически реализовать эту идею можно по-разному, что позволяет более гибко использовать особенности того или иного места размещения. А во-вторых, такие установки уже реально существуют, пусть пока и в небольшом количестве. Самая крупная на сегодняшний день носит название SeaGen (Sea Generation) - она была запущена в эксплуатацию в Великобритании летом 2008 года.

Внешне сооружение представляет собой металлическую башню диаметром три метра и высотой более сорока, установленную на дне залива Странгфорд-Лох. Башня оборудована поперечной балкой - траверсой - длиной 29 метров, на концах которой закреплены две гидротурбины - каждая диаметром 16 метров и массой 27 тонн. Несмотря на гигантскую суммарную массу в 150 тонн, траверса может перемещаться вдоль башни вверх и вниз. В рабочем положении она опущена, и турбины погружены в воду, а для ремонта и техобслуживания ее поднимают. Тогда сооружение напоминает то ли двухмоторный турбовинтовой самолет, то ли некую спаренную ветроустановку необычной конструкции. И такое сходство, конечно, неслучайно, - говорит Питер Френкел (Peter Fraenkel), сотрудник компании MCT (Marine Current Turbines), разработавшей этот проект: "SeaGen - это своего рода подводный ветряк, только вместо потока воздуха турбину приводит в движение поток воды - вернее, приливно-отливные течения. У воды перед воздухом то преимущество, что она в 800 раз плотнее. Поэтому в воде маленькая турбина может развить ту же мощность, что в воздухе способна дать только очень большая".

Океан - источник энергии и... проблем

Каждый из двух генераторов SeaGen развивает мощность в 600 киловатт. Таким образом, суммарная мощность станции - 1,2 мегаватт, что вполне сопоставимо с параметрами ветросиловой установки среднего размера. Месторасположение SeaGen выбрано на редкость удачно: скорость приливно-отливных течений здесь достигает 5 метров в секунду. Лопасти турбины сконструированы так, чтобы их угол атаки можно было менять в широких пределах - это позволяет использовать энергию и приливов, и отливов. Но сооружение такой энергоустановки связано с целым рядом трудностей, - признает Питер Френкел: "Самая большая проблема - это чрезвычайно высокие нагрузки в приливно-отливном течении, достигающие 100 тонн. К тому же эти нагрузки регулярно меняют направление, что вызывает усталость материала".

Кроме того, морская вода - очень агрессивная среда. Чтобы воспрепятствовать коррозии и предотвратить обрастание лопастей водорослями, моллюсками и морскими желудями, на все подводные конструкции наносится специальное покрытие. Ультразвуковые сенсоры ведут круглосуточный мониторинг окружающего подводного пространства и тотчас останавливают турбины, если в опасной близости оказывается какое-нибудь морское животное. "Пока эта энергоустановка, в общем и целом, превосходит наши ожидания, - говорит Питер Френкел. - Конечно, время от времени то тут то там возникают проблемы, но, к счастью, лишь мелкие".

Pulse Tidal - звезда мелководья

И все же пока рентабельность такой электростанции недостаточна, чтобы она могла составить серьезную конкуренцию офшорным ветрогенераторам. По мнению Френкела, выходом может стать сооружение более крупных установок: "Что касается размеров самих турбин, то тут есть пределы, определяемые механической прочностью конструкции и материалов. С увеличением размеров действующие на турбину нагрузки возрастают. В какой-то момент они могут стать слишком высокими и привести к ее разрушению. Поэтому мы полагаем, что следует строить установки с большим количеством турбин, и работаем над новым проектом, который предусматривает установку сразу шести подводных электрогенераторов. Это существенно повысит рентабельность установки".

Представленная в Бильбао компьютерная модель нового проекта заставляет вспомнить о раннем периоде становления авиации: установка напоминает огромный биплан с множеством размещенных в ряд пропеллеров. Целый парк таких многотурбинных установок может появиться уже через несколько лет у побережья Шотландии.

Совсем иную концепцию использования энергии приливов и отливов показал на конференции в Бильбао другой британец - Марк Пейш (Mark Paish), главный технолог компании Pulse Tidal. "В основе нашей системы - два крыла, две несущие плоскости, перемещаемые приливно-отливным течением вверх и вниз, - поясняет инженер. - В целом все это напоминает лежащего на воде и виляющего хвостовым плавником дельфина. Благодаря горизонтальному расположению крыльев-поплавков эту конструкцию можно устанавливать и на мелководье".

Например, в Хамбере - общем устье рек Уз и Трент, глубина которого не превышает 9 метров. Первый прототип с крыльями длиной 12 метров был смонтирован здесь весной 2009 года. Установка именуется Pulse-Stream-100 - и как явствует из этого названия, ее мощность составляет 100 киловатт. Прямо скажем, показатель довольно скромный. "Сейчас мы разрабатываем установку мощностью 1,2 мегаватта с крыльями длиной 45 метров, - говорит Марк Пейш. - Это уже сопоставимо с мощностью коммерческих электростанций. Правда, она обойдется в 6 миллионов евро, что довольно дорого. Но я думаю, что вскоре мы сможем предложить более дешевые варианты".

  • Дата публикации: 22.10.2010
  • 297

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться