Буйный буй выкачивает энергию под водой

Всё больше народу обеспокоено судачит об экологии, и всё больше учёные думают о том, как же нам получать энергию "из ничего". Ну, или почти из ничего. И ведь додумываются, и реализуют свои фантазии на практике. И даже смеют надеяться, что именно их изобретение будет производиться в массовых масштабах и найдёт благодарность тысяч и тысяч жителей планеты.

Более-менее обуздав энергию солнца и ветра, человечество перешло к энергии воды — океана, а ещё точнее, энергии волн.

 

 

И мы много писали о самых различных волновых электростанциях, а заодно и о тех, что используют энергию приливов и морских течений. Например, рассказывали про Pelamis – пожалуй, самый амбициозный проект нашего времени. И про Marine Current Turbines. А ведь таких ещё десятки.

Вот мы и представляем вам новинку данного сегмента: систему "Архимедово волновое качание" (Archimedes Wave Swing — AWS), по словам авторов разработки, самую мощную и производительную волновую электростанцию: 150 мегаватт на квадратный километр.

Принципиальное отличие AWS от всех остальных проектов в этой области в том, что они… невидимы и никому не мешают. Потому как находятся под водой на глубине порядка 40-50 метров. Причём от верхушки сооружения до поверхности будет оставаться примерно 6 метров, что одинаково хорошо как с эстетической, так и с практической точки зрения.

Ну, с эстетической-то понятно (лицезреть AWS в действии смогут разве что дайверы). А что с практической? Дело в том, что большинство проектов волновых и приливных электростанций работает на поверхности воды или даже на побережье, что, несомненно, мешает передвижению судов, да и самим устройствам вредит – любое сильное волнение или, что ещё хуже, шторм быстро выводят механизмы из строя.

Так представляют будущее своих систем в AWS (иллюстрация AWS Ocean Energy).

В то же время система AWS, сделанная из тех же материалов, что и подводные части нефтяных вышек, находится в глубоких, спокойных водах.

Другие плюсы этого проекта: дешевизна оборудования, большее количество производимой энергии на той же площади (в сравнение с другими источниками природной энергии), безопасность для окружающей среды, простота монтажа и обслуживания.

	Мощность каждой AWS составляет 1,25 мегаватта (иллюстрация AWS Ocean Energy).

Собственно сама AWS представляет собой цилиндр диаметром 12 и высотой 30 метров. Весит такой гигантский буй примерно 800 тонн и способен вырабатывать энергию для 500 домов, то есть выдаёт до 12 гигаватт-часов в год. Соответственно, рассчитанная стоимость одного киловатт-часа по нынешнему курсу порядка — 13 российских рублей. Дороговато, но авторы системы говорят, что с её масштабированием цена киловатта будет снижаться.

Однако вернёмся к строению. Цилиндр пустотелый, а его внутренность заполнена газом. Нижняя часть цилиндра крепится ко дну, верхняя же находится в "свободном плавании", то есть может двигаться вверх-вниз относительно нижней части.

Принцип действия прост как всё гениальное: проходящая над буйком волна "давит" на верхнюю часть цилиндра, заставляя её проседать под своей тяжестью, а газ внутри — сжиматься. Как только волна уходит, давление понижается, и верхняя часть цилиндра поднимается обратно.

Такое механическое движение вверх-вниз преобразуется в электричество с помощью линейного генератора (обычных катушки и магнита), по тому же принципу, что и в этом проекте.

Электрический ток в основную сеть на побережье пересылается по электрическим кабелям, проложенным от каждой AWS по дну.

Принцип действия системы AWS (иллюстрация с сайта oregonstate.edu).

Стоит одна такая "бочка" порядка 4 миллионов евро и рассчитана на беспрерывную работу в течение восьми лет.

Конечно, построить ферму из нескольких AWS, которая бы качественно и, главное, бесперебойно снабжала город (или даже города) энергией можно не везде. Наиболее подходящими считаются западное побережье Великобритании, Португалии и Испании, тихоокеанское побережье Канады и США (от Ванкувера до Сан-Франциско), Чили и даже Южной Африки и Новой Зеландии — прежде всего за счёт того, что здесь волнение на море не затухает 24 часа в сутки.

К другим обязательным требованиям относится подходящий рельеф дна (глубины до 80-90 метров в местах, где проходят морские пути, и рельеф, позволяющий прокладывать кабели к побережью).

Кроме того, желательно, чтобы волновые "фермы" находились не далее чем в 12 часах плавания от ближайшего промышленного порта.

Волновая электростанция отправляется из порта на своё "рабочее" место (фото AWS Ocean Energy).

Пилотный проект из пяти "бочек" был запущен в октябре 2004 года у берегов Португалии и в течение двух недель прошёл все испытания весьма успешно.

	Оркнейские острова на севере Британии считаются самым подходящим местом у её берегов для волновых и приливных электростанций (иллюстрация с сайта dreamtravel.ru).

Теперь разработчики компании AWS Ocean Energy, занимающиеся коммерциализацией продукта, планируют разместить к 2008 году небольшую систему AWS у Оркнейских островов в Европейском морском энергетическом центре (European Marine Energy Centre — EMEC).

Кстати, здесь вы можете увидеть пять основных типов конвертеров энергии волн, которые испытывает этот центр.

В компании очень надеются, что к 2010 году у берегов Шотландии появится волновая мини-ферма, которая уже к 2011 году будет насчитывать 20 волновых электростанций AWS, работающих в постоянном режиме и вносящих существенный вклад в энергообеспечение страны, да и всего мира.

Планов, как говорится, громадьё. Если изначально (году этак в 2002-м) в AWS Ocean Energy планировали массово продавать работающие системы по всему миру уже к 2007 году, то сейчас эта дата отодвинута на 2014-2016 годы. Что, в общем-то, неудивительно, ведь конкуренция в этой сфере неслабая. И вполне возможно, что к 2010 году у берегов Шотландии будет ферма из нескольких конвертеров энергии волн, но состоять она будет вовсе не из AWS.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru