ВИЭ в Европе стали лидерами в производстве электроэнергии в 2023 году
28.06.2024
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".
Новости компаний 26.08.2024
Новости компаний 21.08.2024
Новости компаний 19.08.2024
Новости компаний 15.08.2024
Новости компаний 29.08.2023
Традиционная энергетика 19.08.2024
Технологии 02.07.2021
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться