Вокруг Света 2009 № 03 (2822) - [21]

Элемент поплавковой волновой электростанции с магнитными катушками

Волны гасят ветер

Планетарная гидроэнергетика далеко не исчерпывается энергией рек и океанских приливов. Самую существенную и наименее используемую ее часть составляет энергия морских волн. По оценкам, они могут дать на порядок больше, чем приливы. Конечно, волны — лишь последствие деятельности ветров, но их энергия значительно «плотнее». Даже во время небольшого морского волнения с одного метра побережья можно «снять» около 10 киловатт мощности. А при сильном шторме, когда волны несколько раз в минуту поднимаются на 10—15 метров, мощность возрастает на два порядка. Теоретически до 85% этой энергии можно преобразовать в механическое движение. Основная часть энергии заключена в вертикальных колебаниях водяных масс. Простейшее решение: поплавок с тросом, который наматывается на пружинный барабан, установленный на дне. Поднимаясь на волне, поплавок крутит барабан, а обратно его поворачивает пружина. Остается поместить в барабан электрический генератор. Однако сильное волновое течение может сносить поплавки, пока трос не размотается до предела, из-за чего КПД подобной конструкции редко превышает 20%. Конструкторы из американской компании Pacific Northwest Generating Cooperative предложили другой подход. Внутри поплавка ставят магнитную катушку с магнитным сердечником, прикрепленным к заякоренному тросу. Любые колебания поплавка перемещает сердечник внутри катушки, вырабатывая электричество. Такую «поплавковую» электростанцию планируют построить в 8 километрах от побережья тихоокеанского городка Ридспорт. Каждый поплавок диаметром 4 метра и высотой 16 метров будет выдавать до 40 киловатт. Однако первая промышленная волновая электростанция, запущенная в сентябре 2008 года в Португалии, построена на другом принципе. Несколько горизонтальных поплавков сцеплены в одну длинную «змею». Она постоянно «ломается» на волнах, а генераторы в точках излома вырабатывают электроэнергию. Три таких «змеи», заякоренные шотландской компанией Pelamis Wave Power в 5 километрах от берега, сегодня выдают мощность более двух мегаватт. Этого хватает для того, чтобы обеспечить энергией 1600 домов.

Родная гигантомания

Но 254 мегаватта — это далеко не предел. В России еще в советские времена были полностью просчитаны куда более грандиозные проекты. Так, на Охотском море запланирована постройка Тугурской ПЭС мощностью 8 гигаватт. Энергию этой электростанции предполагается направлять в Юго-Восточную Азию . А на Белом море уже в этом году должны начаться подготовительные работы по строительству Мезенской ПЭС, где будут установлены 10-метровые ортогональные турбины суммарной мощностью 11 гигаватт. Площадь отсекаемого приливного бассейна составит 2640 км2 — в 120 раз больше, чем на Рансе! Для этого понадобится плотина протяженностью 53 километра, которая будет сооружаться уже описанным наплавным способом, в деталях отработанным при строительстве защитной дамбы Санкт-Петербурга . Несмотря на огромную стоимость проекта — около 12 миллиардов долларов — в расчете на киловатт установленной мощности, он получится в 1,5—2 раза дешевле, чем проектируемые сейчас Гилюйская и Средне-Учурская гидроэлектростанции. В мире есть еще ряд проектов сопоставимого масштаба. В Англии, на реке Северн, где высота прилива составляет 8 метров, планируется построить ПЭС мощностью 8,64 гигаватта с площадью бассейна 450 км2. Индия предполагает отгородить 1970 км2 в Камбейском заливе 7-метровыми приливами и получить мощность 7 гигаватт. Столько же приливной энергии намерена добывать Аргентина , которая присмотрела место для ПЭС в устье реки Уругвай близ города Сан-Хосе, где высота прилива достигает 6 метров. Но все эти планы кажутся детской забавой в сравнении с колоссальным российским проектом — Пенжинской ПЭС. Она спроектирована для района Пенжинской губы в Охотском море, где приливы достигают рекордных для Тихого океана 13 метров. При площади бассейна 20 500 км2 она могла бы выдавать 87 гигаватт мощности.

От мала до велика

Но не стоит думать, что специалисты приливной энергетики предались гигантомании. В июне 2006 года двое ученых из британского Университета Саутгемптона, Стив Тёрнок и Сулейман Абу-Шарх, разработали портативный приливный генератор для индивидуального пользования. Внешне он напоминает небольшую самолетную турбинку диаметром 25 сантиметров. Основное ее преимущество — простота и дешевизна. Разработчики хотят к 2011 году наладить промышленное производство таких индивидуальных турбин, чтобы каждый, кто живет недалеко от зоны прилива, мог «запитать» от океана, моря или реки свой телевизор, компьютер или электробритву. И уж вовсе в эстетических целях энергию приливов хотят использовать дизайнеры. В рамках проекта «Алуна» в Англии и Австралии планируется соорудить огромные лунные часы диаметром 45 метров и высотой 15. По замыслу британского дизайнера Лауры Уильямс, руководителя созданной специально для этого организации Aluna Limited, часы будут представлять собой три светящихся диска. Внешний светлый сектор станет отображать фазу Луны. В полнолуние он будет полностью освещен, в новолуние — практически черен. Небольшой освещенный сектор на среднем диске должен указывать положение нашего спутника относительно находящегося в центре наблюдателя. А внутренний, торчащий из земли диск отобразит уровень прилива в данное время в данном месте. Энергию же для «Алуны» станет давать небольшая расположенная поблизости приливная турбина. Все это, конечно, пока проект, но проект красивый. Потому что ведь так хорошо будет постоять или посидеть под такими часами и посмотреть на Луну, которая приводит в действие всю эту красоту. Тем более что, привыкнув к бешеным ритмам современного мира с его кризисами и скачками цен на нефть, мы так редко смотрим на наш величественный, спокойный и близкий спутник.