Как море может спасти от энергетического кризиса

Как бы кто не относился к альтернативным источникам энергии, именно они в настоящее время являются наиболее перспективными. Нет сомнений в том, что рано или поздно они смогут стать полноценной альтернативой традиционной энергетике. К примеру, еще 10 лет назад возобновляемая энергия была крайне дорогой, однако сейчас ее стоимость снизилась более чем на 80%. Тем не менее еще существуют проблемы, которые по сей день не решены. Одна из них — потребность в больших открытых площадей земли для установки солнечных панелей и ветряных турбин. Причем они должны отвечать определенным требованиям, к примеру, быть достаточно ветряными. Таких площадей не так много, как может показаться на первый взгляд, к тому же установка солнечных панелей и ветряков вредит биоразнообразию. Но как насчет океана с обильными ветрами, который занимает более 70% нашей планеты? Установить ветровой генератор в море не так просто, как на земле, но все же возможно.

Плавучие ветровые установки — перспективное направление в области альтернативно энергетики

Почему сложно устанавливать ветряки в море?

Серьезной проблемой для установки ветровых электрогенераторов в море является глубина. В большинстве стран мира дно имеет крутые склоны. Это исключает возможность установки обычных морских ветряных турбин на бетонном фундаменте даже невдалеке от берега. Максимальная глубина их установки не превышает 60 метров.

Но если турбину нельзя установить на дно, можно использовать плавучую платформу. Однако с использованием платформ тоже не все так просто. Дело в том, что конструкциям придется выдерживать колоссальные нагрузки — огромные волны, бури, сильные порывы ветра и т.д. В противном случае они будут крайне недолговечными. Решение этой проблемы уже тоже существует, ведь не первый год существует технология строительства плавучих нефтяных платформ, к которым предъявляются практически такие же требования, как и к плавучим турбинам.

Конструкция и размеры плавучей турбины

Конструкция плавучей турбины

На основе опыта строительства плавучих нефтедобывающих платформ, плавучие турбины успешно изготавливает британская компания Principle Power. В основе их конструкции используются три больших цилиндрических поплавка, которые образуют треугольную платформу. Длина каждой стороны такого треугольника составляет 67 метров.

Платформа представляет собой не просто пассивные понтоны, соединенные между собой в жесткую конструкцию. Поплавки адаптируются к изменениям ветра и состояния моря, в результате чего ветряк оказывается под наиболее правильным и безопасным углом к ветру. Активная система стабилизации работает за счет насосов и клапанов, которые перемещают жидкий балласт между тремя плавучими цилиндрами.

Плавучие ветрогенераторы в настоящее время создают разные производители

Для фиксации платформы на определенном участке, используются большие якоря и мощные подводные тросы. О потенциале данной конструкции говорит действующая ветровая плавучая установка в Кинкардине (Канада). Однако подобные платформы в настоящее время создает не только Principle Power. Среди производителей ветровых плавучих установок уже даже возникла конкуренция.

Эффективность и перспектива плавучих ветряных установок

Установка в Кинкардине ежегодно вырабатывает достаточно электричества, чтобы питать 35 тысяч домов в Британии. В настоящее время данной технологией заинтересовалось правительство США, которое предложило финансирование в размере 50 миллионов долларов. Таким образом власти страны хотят подтолкнуть энергетические компании к установке плавучих ветряных электростанций мощностью 15 ГВт к 2035 году.

Также не отстает в этом вопросе Британия. Как утверждают британские эксперты, к 2050 году половина из установленных ветровых установок в море буду плавучими. Очевидно, количество плавучих ветровых электростанций будет быстро увеличиваться не только в Британии и США. Единственная проблема, которая сейчас останавливает резкий рост этого рынка — относительно высокая стоимость электроэнергии, добытой таким способом. Электричество стоит примерно столько же, сколько энергия, добытая атомной электростанцией. Однако в ближайшее время стоимость такого электричества наверняка будет снижаться, как это произошло с другими альтернативными источниками энергии, о чем мы рассказывали ранее.

Волновые генераторы могут обеспечить человечество дешевой энергией

Электричество из морских волн — альтернатива плавучим турбинам?

Море является неиссякаемым источником энергии. Ветер здесь дует гораздо сильнее, чем на суше. Однако для добычи электроэнергии можно использовать не только ветер. В море также есть волны, которые обладают гораздо большей удельной мощностью. Причем коэффициент преобразования энергии волн в электричество более высокий, чем для ветра — составляет 85%.

По мнению экспертов, удельная мощность волновых электрогенераторов, может быть более высокой, чем электрогенераторов, работающих от других возобновляемых источников энергии. Кроме того, в изготовлении волновые генераторы гораздо более дешевые, чем плавучие турбины. Поэтому волновые генераторы теоретически могут дать наиболее экологичную и дешевую электроэнергию.

Данная технология является относительно новой, в сравнении с морскими ветровыми станциями, однако уже существуют некоторые тестовые образцы волновых генераторов. Один из них создан британской компанией SWEL. Причем, согласно заявлением компании, их установка может быть легко масштабирована, в результате чего каждый генератор будет добывать около 100 мегаватт электроэнергии. Этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством небольшой городок в 100-150 тысяч человек.

Также в Тасмании работает тестовый образец WaveSwell Uniwave, созданный австралийским университетом. Устройство размером с катер в настоящее время вырабатывает 200 кВт⋅ч. Однако WaveSwell Uniwave, в отличие от генератора SWEL имеет ряд недостатков — его сложно масштабировать, кроме того, требуется несколько человек, для обслуживания устройства.

Действующей же электростанции, которая давала бы больше энергии, чем средний ветряк, пока не существует. Однако, по мнению ряда экспертов, у данной технологии большое будущее. Если в ближайшее время действительно получится создать эффективный и недорогой волновой генератор, развитие рынка плавучих ветряков может остановиться.

Источник