Коротко

Новости

Подробно

В России найден дешевый способ получения электроэнергии из маленьких волн

Журнал "Коммерсантъ Наука" от , стр. 42

Илья Арзуманов


Преобразование энергии морских волн в электричество — одно из перспективных направлений "зеленой" энергетики. Но волновые электростанции (ВЭС) встречаются гораздо реже ветряных или солнечных. Для эффективной работы ВЭС требуются волны определенной высоты и интенсивности, что не везде возможно. У берегов внутренних морей волны слишком низкие, как и разница уровней воды при приливах-отливах. ВЭС, работающие в отдалении от берегов, где возможны высокие штормовые волны — массивные сооружения сложной конструкции. Они генерируют электричество прямо в море и подают его на берег через проходящие по дну силовые линии. Для установки такой станции нужно бетонировать подводный фундамент, устанавливать генератор в герметичную камеру, проводить исследование дна и прокладку кабеля. Все это очень дорого и требует привлечения особого оборудования и специалистов.

Рейки, муфты, поплавки


Это на ракушка, а вал роторного компрессора, позволяющий ему эффективно работать на сверхмалых оборотах

Это на ракушка, а вал роторного компрессора, позволяющий ему эффективно работать на сверхмалых оборотах

Фото: Vert Labs

Инженеры из компании Vert Labs, резидента Сколкова, предложили проект ВЭС, вырабатывающей в отдалении от берега сжатый воздух, из которого уже на берегу производится электроэнергия. Несущая конструкция состоит из поплавков, объединенных в шестиугольник подвижными рейками. На каждом поплавке — всего их семь, шесть по углам и один в центре — по роторному компрессору, соединенному с рейками через обгонные муфты. Когда волны качают поплавки, рейки двигаются в вертикальной плоскости. От реек на обгонные муфты передается крутящий момент. Каждая муфта вращает вал компрессора, компрессор сжимает атмосферный воздух. Схема компрессора — ноу-хау Vert Labs, он разработан так, чтобы сжимать воздух даже при одном-двух оборотах в минуту, ведь на низких волнах можно получить только такую скорость вращения. Компрессоры подают сжатый воздух в пневматический шланг, который тянется до берега. На берегу электрогенератор превращает энергию сжатого воздуха в электрическую. Потери энергии при передаче не более 1,4% на 1 км. Пневматический шланг намного легче медного кабеля, потому его можно подвесить на поплавках. Это проще и дешевле, чем прокладка силовой линии по дну. К тому же конструкция экологически безвредна.

"Для сравнения, распространенная сегодня система Power Buoy 150 номинальной мощностью 150кВт, разработанная компанией Ocean Power Technologies, занимает на поверхности моря 47,5м2. То есть с 1м2 она снимает 3150 Вт мощности. Но она требует высоты волны не менее 1,5 м, чтобы начать генерировать энергию, а на номинальную мощность (150 кВт) выходит только при высоких штормовых волнах от 5 м. Во внутренних морях, таких как Средиземное, Балтийское, Внутреннее (Япония), Карибское, значительное время высота волн ниже 1,5 м. Например, в Ирландском море среднегодовая высота волны около 1 м. Наша разработка снимает с 1 м2 всего 34,5 Вт, но уже при высоте волны 0,6 м — то есть может использоваться практически повсеместно. За счет дешевизны полимерных модулей мы можем охватывать практически любую площадь, в отличие от наших конкурентов со сложными генераторами, которые изготовлены из металла. Одна шестиугольная ячейка имеет диаметр 7,2 м и вырабатывает 2.3 кВт при высоте волны 0,6 м. 432 ячейки, объединенные в сеть, дадут при той же волне 1 МВт. Занимаемая площадь будет зависеть от конфигурации сети — если сеть будет иметь форму кольца, то займет 0,9 км2, а если объединить ячейки в цепь, то всего 0,029 км2. Стоимость такой сети $3,2 млн. Стоимость комплекса Power Buoy, вырабатывающего 1 мВт, составляет $3,9 млн", — говорит главный инженер Vert Labs Евгений Табота.

Так будет выглядеть волновая электростанция компании Vert Labs

Так будет выглядеть волновая электростанция компании Vert Labs

Не мешает судам, помогает рыбакам


"Волновая сеть" (ВС) будет располагаться в 1 км от берега, так как на мелководье волны захлестываются, что вызывает ударные нагрузки (глубина в месте установки ВС должна быть больше половины длины волны). На таком расстоянии ВС не помешает хождению судов вдоль берега. "Что касается движения судов в море, то там наши станции будут занимать ничтожно малую площадь относительно общей площади морской поверхности. Мы сможем выстраивать любые фигуры, в том числе коридоры для прохода судов. Пневматический трубопровод пролегает на достаточной глубине, поэтому тоже не будет мешать", — сообщает Евгений Табота.

Размещение ВС и ее техобслуживание будет производиться исключительно с поверхности моря. Для фиксации ячеек будут использовать грибовидные якоря. Это литые свинцовые полусферы со сквозными отверстиями, предотвращающими образование под якорем воздушной подушки. Их используют с середины XIX века для прочного, длительного удерживания, к примеру, плавучих маяков на любых донных ландшафтах в условиях сильных ветров и течений. Таким образом, ячейки могут спускаться на воду с обычного рыболовецкого судна, оснащенного стрелой от 7 м. "В Европе и Японии остро стоит проблема безработицы в приморских регионах — внедрив нашу систему, мы дадим людям дополнительные рабочие места. Для производства электричества в море можно будет привлекать рыбаков, а не дорогих инженеров или подводных сварщиков. Рыбаки смогут на своих судах ставить или чинить наши станции — все необходимые работы можно будет выполнить с помощью гаечного ключа и крана. Все это сделает морское электричество дешевой альтернативой ветрякам и солнечным батареям", — отмечает генеральный директор Vert Labs, Олег Дмитриев.

Российский проект — не для России


В России нет четкого плана перехода на "зеленую" энергетику, поэтому разработчики из Vert Labs считают, что не смогут внедрить здесь свое изобретение. Они планируют, что ВС будет устанавливаться в первую очередь на побережьях Европы, затем США и Японии. ВС уже заинтересовались инвесторы, по итогам конкурса Cleantech Connect она вошла в топ-30 европейских разработок в области "зеленой" энергетики. "В ЕС, США и Японии поставлены четкие цели по переходу на альтернативные источники энергии. Например, Великобритания должна перевести 15% генерации на "зеленые" технологии к 2020 году. Страны ОЭСР только в установку ветрогенераторов инвестируют около $52 млрд ежегодно. Рынок "зеленой энергетики" переживает настоящий бум, он очень похож на рынок интернет-проектов в 90-х годах. Идет технологическая революция, и одновременно открываются огромные возможности для бизнеса. Так что мы "встали на волну", как говорят серферы", — заявил Олег Дмитриев.

Комментарии
Профиль пользователя