ЭНЕРГИЯ МОРСКИХ ТЕЧЕНИЙ

Неисчерпаемыми запасами кинетической энергии имеют морские течения. Эту энергию, теоретически можно превратить в электрическую энергию с помощью турбин, погруженных в воду. Перспективным представляется использование таких мощных течений, как Гольфстрим и Куросио, несущих соответственно 83 и 55 млн. Куб.м / с воды со скоростью до 2 м / с, и Флоридского течения (30 млн. Куб.м / с, скорость до 1 8 м / с).

Самая известная морская течение - Гольфстрим. Его основная часть проходит через Флоридский пролив между полуостровом Флорида и Багамскими островами. Ширина течения составляет 60 км, глубина до 800 м, а поперечное сечение 28 км 2 . Энергию Е, которую несет такой поток воды со скоростью 0,9 м / с, можно выразить с помощью следующего выражения:

Здесь: m - масса воды; р - плотность воды; где: масса воды (кг), р - плотность воды (кг / м 3 ), S - площадь поперечного сечения сечение (м 2 ), V- скорость течения, Подставив значения величин, получим Е = 50103 МВт.

Если бы человечество смогло полностью использовать эту энергию, она была 6 эквивалентна суммарной энергии от 50 крупных электростанций по 1000 МВт, но эта цифра чисто теоретическая, а практически можно рассчитывать на использование лишь около 10 - 15% энергии течений.

В настоящее время в ряде стран, и в первую очередь в Англии, ведутся интенсивные работы по использованию энергии морских волн. Британские острова имеют очень длинную береговую линию, многих местах которой море остается бурным в течение длительного времени. По предварительным оценкам, за счет энергии морских волн в английских водах можно было бы получить мощность до 120 ГВт, что вдвое превышает мощность всех электростанций Англии.

Программа "Кориолис" предусматривает установку в Флоридского проливе в 30 км к востоку Майами 242 турбин с двумя рабочими колесами диаметром 168 м, вращающиеся в противоположных направлениях. В качестве первичного двигателя таких установок предполагается использовать прямоточные турбины диаметром 168 м с частотой вращения 1 об / мин. Расстояние между лопастями турбины будет такое, чтобы обеспечить безопасный проход самых крупных рыб. Установка будет погружена на 30 м под уровень океана, для того, чтобы не препятствовать судоходству. Два рабочих колеса размещаются внутри полой камеры из алюминия, что обеспечивает плавучесть турбины. Для повышения эффективности лопасти колес предполагается сделать достаточно гибкими. Вся система "Кориолис" общей протяженностью 60 км будет ориентирована по основному потоке; ширина ее при расположении турбин в 22 рядов по 11 турбин в каждом составит 30 км. Агрегаты предполагается отбуксировать к месту установки и заглубить на 30 м, чтобы не препятствовать судоходству.

После того как большая часть Южной Пассатного течения проникает в Карибское море и Мексиканский залив, вода возвращается оттуда в Атлантику через Флоридский залив. Ширина течения становится минимальной - 80 км. При этом оно ускоряет свое движение до 2 м / с. Когда же Флоридский течение усиливается Антильские, расход воды достигает максимума. Развивается сила, вполне достаточно, чтобы привести в движение турбине с большими лопастями, вал которой соединен с электрогенератором. Выработанная электроэнергия, по подводному кабелю передается на берег. Материал турбины-алюминий. Теоретический срок службы - 80 лет. Турбина должна постоянно находиться под водой. Подъем на поверхность воды только для профилактического ремонта. Работа турбины практически не зависит от глубины погружения и температуры воды. Лопаты вращаются медленно, и небольшие рыбы могут свободно проплывать через турбину. А вот крупным вход закрыт предохранительной сеткой.

Американские инженеры, считают, что строительство такого сооружения даже дешевле, чем возведение тепловых электростанций. Здесь не нужно строить дом, прокладывать дороги, устраивать склады. И эксплуатационные расходы существенно меньше.

Полезная мощность каждой турбины с учетом затрат на эксплуатацию и потерь при передаче на берег составит 43 МВт, что позволит удовлетворить потребности штата Флориды (США) на 10%. Первый опытный образец подобной турбины диаметром 1,5 м был испытан во Флоридском проливе. Разработан также проект турбины с рабочим колесом диаметром 12 м и мощностью 400 кВт.

В Японии исследуется возможность использования энергии тепловой течения Куросио, расход воды которого 55106м 3 / с, а скорость у восточного побережья страны - 1,5 м / с. Для выработки электроэнергии предлагается применение двух трехлопастных гидротурбин с диаметром рабочего колеса 53 м. На рис. 5.1. показано устройство такой станции. Недостатком данной электростанции является следующее. При креплении устройства на дне моря потребуется усиленное уплотнение вала от пропуска морской воды, снизит мощность гидроколеса, к тому же вала в месте уплотнения будет необходимо смазки, иначе от трения вал деформирует уплотнения, а это приведет к пропуску воды в камеру генератора. Затрудненный доступ к устройству для профилактики и ремонта. Еще один вариант конструкции электростанции, использующей энергию морского течения, приведены на рис. 5.2. Эта станция представляет собой бетонную колонну, установленную на дне моря.

Строение электрической станции, установленной на дне моря

Рис. 5.1. Строение электрической станции, установленной на дне моря

В подводной части колонны установлено два рабочих колеса связанных с двумя электрогенераторами, расположенными в верхней, надводной части колонны. Такая схема станции устраняет недостатки, связанные с необходимостью прочного уплотнения, и облегчает ремонтные и профилактические работы.

В Шотландии уже запустили в работу подводную турбину, которая вскоре станет частью достаточно мощной электростанции, производит энергию благодаря использованию морских течений. Турбин а установлена на глубине примерно 30 метров, неподалеку от Оркнейских островов.

Разработкой проекта подводной электростанции занимается так же и компания Scottish Power Renewables.

Такие установки в океанах должны выдерживать очень суровые условия с подводными течениями и волнами, гораздо сильнее, чем, например, ветряные турбины, и по этой причине нужно их длительное тестирование на прочность.

Схема электрической станции, установленной на дне моря, имеет надводную часть

Рис. 5.2. Схема электрической станции, установленной на дне моря, имеет надводную часть

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >