Альтернативная энергетика и Энергосбережение: Энергия волн и приливов

Американские ученые из Исследовательского института электроэнергии произвели теоретические расчеты по производству энергии от волнения морской и океанической воды. Лидером по выработке волновой энергии стали США и Великобритания, которые в среднем производят по 255 ТВт и 55 ТВт электроэнергии из движения водной пучины в год соответственно. По нынешним оценкам мировой потенциал волновой энергии оценивается в пределах 11 500 ТВт-ч/год.

Энергия волн – энергия, образующаяся за счет движения и колебания поверхности водной оболочки (океанов и морей). Она может использоваться для выполнения полезной работы: генерации электроэнергии, перекачки воды в баки и резервуары, опреснения воды.

Существует множество различных способов генерации электрической энергии из механической работы волновой активности, три из которых приведены ниже:

1. Принцип «осциллирующего водяного столба» - возникающая волна заставляет воду двигаться по траектории «вверх-вниз» в специальной камере заполненной сжатым воздухом. Потоки морской воды вытесняют воздух из камеры, а тот в свою очередь, в результате возникающего давления, начинает вращать лопасти турбин и генерировать электрическую энергию. Первые волновые турбинные электростанции были установлены в прибрежных районах Шотландии, Португалии и Японии.

2. Принцип «колеблющегося тела» - электроэнергия образуется за счет поступательного движения рабочего элемента от волнения морской и океанической воды. На волновых электростанциях такого типа установлены полуогрыжные генераторы, на которых специальный буек поднимается и опускается или раскачивается из стороны в сторону, в зависимости от направления движения волны. На других установках, работающих по принципу «колеблющегося тела», вместо буйка используются ряд подвижных элементов, которые двигаются относительно друг друга, образуя тем самым гидравлическое давление в масле. Разогретое масло вынуждает вращаться лопасти турбин, а те в свою очередь генерируют электроэнергию. На данный момент, в мире построена лишь одна установка, работающая по принципу «колеблющегося тела». Волновая электростанция «Pelamis» была запущена в эксплуатацию в ноябре 2008 года в прибрежных районах Португалии. Электричество направляется потребителям по кабелям, заложенным на дне Атлантического океана.

3. Принцип «перелива» - основан на естественной закачки воды в огромный резервуар, который установлен выше уровня моря. Набегающие волны поступают в емкостный бак или резервуар до полного его заполнения. Затем избыточная вода переливается через верхние края бака и за счет гравитационных сил падает на лопасти турбины, приводя ее во вращательное движения. «Отработанная» вода сливается обратно в океан, и процесс повторяется заново.

На втором месте по генерируемой энергии из морской и океанической пучины занимает энергия приливов. Принцип работы приливной электроустановки во многом напоминает работу гидроэлектростанции, за исключением того, что потоки воды не поднимаются и не стекают вниз, а движутся «вперед-назад» под воздействием приливов и отливов. Приливная энергия, в отличии от других разновидностей морской энергии, довольно успешно используется в коммерческих целях в течении продолжительного времени. Так, например крупнейшая приливная электростанция «La Rance» была построена в1966 году на месте впадения реки в Атлантический океан в городе Сент-Мало в северной Франции. Во время прилива водная масса направляется на лопасти турбинного генератора, а при отливе устремляется обратно в океан. Мощность электростанции «La Rance» составляет 250 МВт. За последние 15-20 лет похожие установки были построены в Китае, Канаде и России. В Великобритании разрабатывается проект по строительству крупнейшей электростанции, работающей на приливной энергии. Строительство запланировано на 2015 год на реке Северн между Уэльсом и Англией. Такая станция сможет обеспечить государство до 10 % потребностей в электроэнергии.