17 февраля 2017        2797         0

Волновая энергетика

волновая энергетика пример

Энергия волн заключает в себе огромный потенциал, который оценивается более, чем в 2 млн. МВт. Это в два раза больше общего потенциала приливных электростанций. По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает гораздо большей удельной мощностью, коэффициент преобразования энергии волн в электрическую энергию выше, чем у энергии ветра.  

 Несмотря на это, волновая энергетика распространена пока меньше, чем ветровая и солнечная. Связано это с определенными сложностями. Как раз потому, что энергия волн обладает большой мощностью, волновые электростанции сталкиваются с техническими сложностями и строительство больших станций требует финансовых вложений. Энергия волн предъявляет повышенные требования к прочности конструкции волновой электростанции и к защите ее от повреждений во время сильных штормов.

 Виды волновых генераторов

 В отличие от приливных электростанций, волновые электростанции существуют совершенно разных типов, сильно различающихся между собой. На настоящий день, нет общепризнанных по эффективности  видов  волновых электростанций, ведется много исследований в этом направлении, в том числе в России, появляются новые изобретения.  Есть два основных типа конструкций — турбина, через которую проходят волны и вращают генератор, и поплавки-преобразователи расположенные на поверхности волн. Есть три вида распространенных конструкций поплавков-преобразователей: «утка Солтера» — большое количество поплавков, смонтированных на общем валу; плот Коккереля — сооружение из четырех секций-плотов соединенных шарнирами, которые изгибаются под влиянием волн и приводят в действие гидравлические установки; преобразователи Pelamis — так называемые «морские змеи» — соединенные шарнирами цилиндрические секции, которые изгибаются как змея, приводя в движение гидравлические секции. 

История развития волновой энергетики

 
строительство волновой электростанцииЧеловечество давно задумывалось как задействовать мощь стихии океана себе на службу. Так, в Париже, в 1799 году, Жирар Пьер Симон и его сын подали заявку на патент первой волновой мельницы. В конце 19 века велись многочисленные опыты по преобразованию энергии волн в электрическую. В Руайане, рядом с Бордо во Франции, в 1910 году была установлена небольшая волновая установка, питавшая электроэнергией частный дом. С 1833 по 1973 год только в Великобритании было выдано 340 патентов на частные изобретения волновых устройств. Бывший японский морской военнослужащий Йошуа Масуда, в 1940-1950 годах, проверил на сотне навигационных буев, различные типы устройств для преобразования энергии волн в электричество. В наше время Йошуа Масуду рассматривают как отца технологий волновой энергетики.  В 1985 году, в Норвегии, были впервые введены в строй опытно-промышленные волновые электростанции, использовавшие принцип турбины. Одна из них была мощностью 450 кВт, другая 500 кВт. В 2000 году, на Шотландском острове Айла, была установлена волновая станция, также использующая принцип турбины. Первый ее прототип в 75 кВт был протестирован в 1991 году, в 2000 году была запущена установка на 250 кВт. В Австралии в 2009 году около города Порт-Кембл была запущена успешная электростанция турбинного типа Oceanlinx, ее мощность составляет 1 МВт.
 

 Португалия, Агусадора

 
Волновые электрогенераторы в Португалии, Агуасадора23 сентября 2008 года открылась волновая электростанция в районе Агусадора, Португалия. Это одна из успешных в промышленных масштабах, коммерческих электростанций, которая действует поныне.  Ее мощность составляет 2,25 МВт,  но планируется к трем существующим конвертерам добавить еще 25 и достичь мощности в 21 МВт. Этой мощности достаточно для снабжения электроэнергией 15 000 домов, и позволит снизить выбросы углекислого газа на 60 тонн. В работе электростанции использованы устройства Pelamis — «морские змеи», разработанные Шотландской компанией Pelamis Wawe Power. Эта компания в 2005 году заключила еще один контракт на строительство волновой станции в Португалии стоимостью 8 млн. евро.

 Великобритания 

 Крупными проектами  волновых электростанций являются Oyster (Устрица) вблизи Оркнейских островов (Шотландия) и Wawe Hub в Корнуолле (Англия) в 16 километрах от город Хэйли.
 
Волновой электрогенератор устрица в ОйстереOyster — крупнейший в мире волновой электрогенератор, его первый экземпляр был установлен в августе 2009 года.  Oyster отличается необычным устройством —  каркас из двух частей, напоминающих створки раковины. Нижняя часть представляет собой платформу, размером 10 на 18 метров, весом 36 тонн, закрепленную на 4-метровых сваях, на дне. Верхняя часть крепится к поплавку, находящемуся на поверхности. Этот поплавок приводит в движение двухсторонний поршневой насос, который по трубам качает морскую воду на берег, где она приводит в действие электрогенератор. То, что вся электрическая часть находится над водой и на берегу, дает удобство в эксплуатации и ремонте. Другим преимуществом «Устрицы» является то, что его большая часть находится под водой, и устроена так, что не может повредиться большими волнами. Недостатком является большой вес, и необходимость больших работ по его установке. Первый экземпляр был небольшой мощности, всего 315 кВт, но в планы разработчиков входит развить проект до мощности в 1000 МВт к 2020 году. В 2010 году компания Aquamarine Power, осуществляющая проект, разработала второй тип устройства — Oyster 2, обладающий большей мощностью в 800 кВт, около 26 метров в длину и 16 метров в высоту. В планы компании входит запустить 20 таких генераторов. Пробный экземпляр Oyster 800  в тестовом режиме был подключен к сети в середине 2014 года.
 
волновые электроустановки у побережья АнглииДругой проект Wawe Hub интересен тем, что в нем будут участвовать четыре компании, каждая со своей схемой волновых генераторов. Каждой компании будут даны в аренду участки моря площадью 1 на 2 километра. Различные типы преобразователей волн, будут передавать свою энергию концентратору — центральной части с генератором, от которого электроэнергия по кабелю будет передаваться на берег. Каждый участник будет производить на своем участке по 5 МВт, и соответственно общая мощность волновой станции будет 20 МВт. Считается, что это исследовательский проект, но производимой им мощности, будет хватать на 7500 домов. В дальнейшем планируется увеличить его мощь до 40 МВт. Центральная часть с генератором была установлена в сентябре 2010 года. Первое устройство Oceanus 2, было запущено компанией Seatricity  в июне 2014 года. Общая стоимость проекта Wawe Hub составляет 28 млн. £, при этом создатели рассчитывают, что проект принесет за 25 лет 76 млн. £. Wawe Hub будет производить 13800 мегаватт-часов в год, при этом проект позволит сократить выброс углекислого газа в атмосферу на 24300 тонн. 
 

 Россия

В 2014 году, в Приморском крае, на полуострове Гамова, на экспериментальной станции «Мыс Шульца» была запущена первая тестовая волновая станция. Ученые выяснили, что кроме производства электроэнергии, генератор имеет дополнительную положительную сторону, играя роль волногасителя, защищая береговую зону от  действия водной эрозии. В Екатеринбурге, компания OceanRusEnergy выпускает небольшие волновые генераторы для частного пользования, в перспективе планируется выпуск генераторов мощностью до 1 МВт. 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *