Альтернативные источники энергии
Сила воды Ниагарского водопада уже более 250 миллионов лет используется для получения энергии. Сегодня гидроэлектростанции производят электроэнергии, достаточной для нужд нескольких городов. Но в мире существуют еще одни альтернативные источники энергии: океанские волны и приливы. До недавнего времени они работали вхолостую. Теперь в эти возобновляемые источники энергии начинают проникать экспериментальные технологии.
МОРСКАЯ ПРИЛИВНАЯ ТУРБИНА SeaGen
В марте 2008 года в североирландском городе Белфаст новаторы в области альтернативных источников энергии впервые показали прототип гигантского, но простого устройства HYDROLIEN, которое представляет собой 29-метровую балку с двумя 16-метровыми лопастями. Инженеры впервые установили его в канале Strangford Narrows, в месте, где самое сильное течение в Европе. Одна пара этих турбин способна вырабатывать 1,2 мВт абсолютно бесплатной энергии, которой достаточно для обеспечения 1 тысячи домов.
Данный проект известен под названием SeaGen и его основная идея напрямую позаимствована у его экологически чистого собрата ветряной турбины, где ветер ударяется о лопасти пропеллера, заставляя его вращаться. Он раскручивает генератор, вырабатывая электричество. Однако SeaGen это турбина, помещенная под воду, где лопасти подставляются под приливную волну, совершая 14 об/мин. В момент отлива лопасти разворачиваются в обратную сторону. У приливной волны есть два крупных преимущества по сравнению с ветром. Во-первых, вода в 750 раз плотнее воздуха и имеет больше кинетической энергии, чтобы произвести такое же количество энергии потребовалось бы в 30 раз больше ветряных турбин, чем устройств типа SeaGen. Во-вторых, в отличие от ветра сила прилива снижается лишь на небольшие предсказуемые периоды ежедневно. Именно поэтому пионеры возобновляемых источников энергии использовали эти свойства как козырь.
Идеальным местом для турбины SeaGen был выбран канал Strangford Narrows. В этих водах скорость приливной волны достигает 11 км/час, но монтаж в подобных условиях представлял громадный риск.
Для подъема и доставки многотонного устройства была зафрахтована одна из крупнейших морских строительных платформ в Европе «Rambiz». Это самоходная океанская баржа большой грузоподъемности, краны которой могут поднять груз весом 4000 тонн, а ее мощные двигатели способны разогнать судно до 8 узлов. Во всей Европе всего три подобных морских судна.
После проведения серии успешных технических испытаний, проектом SeaGen для производства электроэнергии заинтересовалась компания DP Marine Energy Ltd (DPME), которая планирует к концу 2019 года запустить в эксплуатацию новый источник энергии на 100 МВт на юго-западе Шотландии.
ПОДВОДНАЯ МИНИ-ТУРБИНА Tidal Energy Project
Если альтернативные источники энергии оправдают себя, то мечта обеспечить электроэнергией город Нью-Йорк с его населением более чем 8 миллионов жителей осуществима. Однако такую огромную турбину как SeaGen в реку поместить невозможно. Понимая это, еще одна команда из США сделала ставку на турбины, но меньшего размера, устанавливая их в местах удаленных судоходных путей. Новый источник энергии TIDAL ENERGY PROJECT это часть попыток администрации Нью-Йорка снизить выбросы парниковых газов на 30 процентов. Это надежда для города, страдающего от нехватки энергии.
Подводные турбины данного проекта имеют 5 м в длину, что на треть меньше размеров SeaGen. Однако они разработаны в расчете на большую скорость вращения — свыше 30 об/мин. Устройство TIDAL ENERGY PROJECT детище Джина Корана ведущего разработчика технологии так называемой «зеленой энергии». По его словам система позволяет воде всегда свободно обтекать ротор в направлении течения. В отличие от вышеупомянутой морской турбины, подводная мини-турбина разворачивается по направлению течения реки, автоматически улавливая поток. Такая турбина производит до 35 кВт электроэнергии, что достаточно примерно для 35 домов.
В качестве эксперимента компания Verdant Power Inc. установила 6 первых подводных турбин в узком проливе соединяющим Лонг-Айленд с Атлантическим океаном рядом с островом Рузвельта. А в 2015 году в реку были погружены еще 24 турбины. Данный план стал первым коммерческим проектом в области волновой энергии в Соединенных Штатах Америки. Эта технология позволяет произвести 1050 кВт электроэнергии, которая поставляется в 3500 домов Нью-Йорка. Кроме того турбины собирают важнейшие данные о воздействие на окружающую среду речных обитателей и обеспечили рабочими местами команду специалистов, обслуживающих оборудование.
Интересно, но альтернативные источники энергии долгое время оставались только на бумаге, пока Джин Коран в 1985 году не построил одну из первых приливных турбин в мире и планировал установить ее практически в том же самом месте на Ист-Ривер. Но затем финансирование исследований возобновляемых источников энергии прекратилось. Неожиданно в 2000 году компания Verdant Power Inc. обратилась к разработчику возродить проект подводной турбины. Через 3 года компания объединили свои усилия для разработки и постройки проекта на острове Рузвельта, который призван поймать растущую тенденцию бесплатной энергии ведь люди, наконец поняли, что переход на энергию волн может не только создать рабочие места и сберечь деньги, но и помочь сохранить окружающую среду.
В последнее время правительство многих стран по всему миру начали заявлять о своей заинтересованности в возобновляемых энергоресурсах. Евросоюз установил закон об увеличении уровня возобновляемой энергии на 20% к 2020 году и 20-процентное снижение выбросов углеводородного топлива. Это означает, что на деле придется производить примерно около 45% всей вырабатываемой энергии. Но по сравнению с современной ситуацией это значительный шаг вперед. Из этого следует, что необходимо испытать уникальные разработки к поставленному Европой сроку в течение ближайших 10 лет. Финансовая поддержка в деле покорения энергии волн, конечно же есть, но турбины которые представлены в данной публикации пока строятся как экспериментальные.
Нью-Йорк станет не единственным городом празднующий приход энергия приливов. Команда компании Verdant Power Inc. уже скоро установит турбины в реке Святого Лаврентия выше по течению от Монреаля. Такие генераторы показывают главный коммерческий козырь небольших турбин. Находясь под водой, они не портят столь дорогие всем виды на реку. Более того инженеры уверены, что технология идеально подходит для многих мест построенных на быстрых реках.
АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ
ПРОЕКТ PELAMIS
Еще одна команда разработчиков пытается обуздать новый источник энергии, которая по их мнению способна радикально изменить мировой энергетический рынок. Данная технология не предлагает десятки или сотни мегаватт энергии она предлагает гигаватт энергии, но при условии все будет полностью отточено и усовершенствовано. Шотландское правительство видит возможность стать лидером среди возобновляемых источников энергии. Восточное побережье Шотландии является полигоном для испытания программы по использованию энергии волн. Сторонники этого проекта говорят, что волны обладают энергией способной обеспечить электричеством сотни тысяч домов.
Инженер-теоретик Ричард Йемм создал экспериментальное устройство Pelamis, которое начало захватывать воображение людей во всем мире. «Тропическая морская змея» достаточно массивная конструкция, достигающая 120 м в длину. Поднимаясь и опускаясь на волнах, она преобразует кинетическую энергию в электричество.
Проект Pelamis представляет собой полупогружную структуру, состоящую из цилиндрических секций, соединенных между собой с помощью шарнирных соединений.
Волны движут гигантские гидроцилиндры, заставляя поршни находящиеся внутри двигаться вперед-назад. Движение поршня заставляет рабочую жидкость течь через гидравлический насос, который в свою очередь приводит в действие генератор, производя электроэнергию. В общей сложности этот проект способен вырабатывать 750 кВт энергии, что в 20 раз больше, чем подводная мини-турбина американцев. А из всех вышеперечисленных идей в области энергии волн данный проект может иметь наиболее широкое применение. В прибрежных районах могут быть размещены целые фермы таких машин вырабатывающих электричество.
На разработку Pelamis ушло 5 лет. По мнению разработчика, эта система обладает высокой живучестью. Благодаря обтекаемой форме большая волна подставляет наименьшую поверхность штормовым волнам. Кроме того длинная и тонкая труба является оптимальной гидродинамической формой для получения энергии на невысокой волне. Примечательно то, что проект «Пеламис» имеет хорошие перспективы и после серии изнурительных испытаний уже есть первый клиент, который находится в Португалии.
Вышеупомянутые инженеры и компании стали пионерами движения на пути к изменению того как мы получаем электроэнергию. Использование морской энергии в крупных масштабах может стать заметным вкладом в использовании возобновляемой энергии. Это простой ресурс, который в некоторых странах может предоставлять в будущем заметную часть электроэнергии получаемой без выбросов углерода в атмосферу. Уже множество новаторов работают над более крупными проектами по получению электричества из энергии рек и морей и хотя впереди еще долгий путь, но у нас, наконец, появился новый источник возобновляемой энергии.
