ЭНЕРГИЯ ВОЛН
Энергия ветра частично расходуется на создание волн в морях и океанах. Движущиеся массы воды обладают значительной инерцией, в связи с чем волны — более стабильный источник энергии, чем ветер. Они также являются своеобразным концентратором энергии ветра. В течение некоторого времени водные массы раскачиваются, запасая энергию ветра. Когда ветер стихает, эта энергия рассеивается за счет внутреннего трения в воде и за счет выноса энергии волн на береговую полосу.
Концентрация энергии в волнах достаточно велика. Так, в северо-восточной Атлантике у побережья Великобритании средняя годовая мощность, приходящаяся на 1 м длины волнового фронта, составляет около 80 кВт. Если даже принять к. п. д. преобразования энергии волн в электроэнергию равным 25% (скорее заниженная оценка), то с 1000 км атлантического побережья Англии можно получить около половины всех потребностей страны в электроэнергии.
Большое количество различных устройств для использования энергии волн предлагалось различными авторами в течение прошедших десятков лет. Но только в самые последние годы появились предложения и проекты крупномасштабного использования энергии волн.
Сегодня признана точка зрения, в соответствии с которой энергию волн следует использовать не на берегу, куда волны приходят значительно ослабленными, а в открытом океане. Основные идеи по использованию этой энергии состоят в сооружении плавающих платформ, которые при прохождении волн либо качаются друг относительно друга, либо имеют шарнирную конструкцию, позволяющую одной части платформы подниматься и опускаться вслед за волной, а второй оставаться неподвижной. Относительные смещения используются для прокачки воды через гидравлические турбины, соединенные с электрогенераторами.
Представляет интерес предложение, основывающееся на использовании специальных плавающих волногасящих устройств. Такое устройство представляет собой плавающий ящик, перевернутый вверх дном. При этом в ящике остается воздушная подушка, которая при прохождении волны то сжимается, то расширяется. За счет этого воздух может перетекать из одной камеры в другую, вращая воздушную Трубину. В Японии этот принцип был использован для автономного энергоснабжения плавающих буев.
Наконец, следует упомянуть о системах, построенных на инерционном принципе. В этом случае плавающий поплавок автоматически подстраивается в резонанс с волнами за счет чего амплитуда его колебаний существенно возрастает. Эти вертикальные смещения поплавка через специальную механическую передачу приводят во вращение электрогенератор.
Все перечисленные устройства находятся пока еще в очень ранней стадии исследований. Сегодня не могут быть названы ни экономические, ни тем более эксплуатационные показатели таких систем. Предстоит еще значительный объем исследовательских работ, прежде чем возможности этого источника энергии станут достаточно ясными.
ЭНЕРГИЯ ПРИЛИВОВ
Этот источник энергии внешне похож на предыдущий, хотя и имеет совсем иное происхождение, будучи связанным с лунным и отчасти солнечным притяжением. Общая мощность приливов на земном шаре оценена примерно в 3 млрд. кВт, что составляет около половины всей мощности, используемой сегодня людьми. Однако на пути использования энергии приливов стоят серьезные трудности.
Попытки использовать энергию приливов предпринимались еще в средние века. Но до сего времени сколько- нибудь серьезных успехов в этом отношении не достигнуто. Это связано прежде всего с тем, что на большинстве побережий средняя высота приливов невелика и достигает всего около 1 м. Ясно, что при таком маленьком напоре схема преобразований этой гидравлической энергии вряд ли окажется достаточно эффективной.
Всего в мире насчитывается лишь 25 мест, где по географическим условиям сооружение приливных электростанций могло бы оказаться целесообразным. Суммарная «извлекаемая» приливная мощность, т. е. та мощность, которую по сегодняшним представлениям было бы экономически целесообразно использовать на всем земном шаре, составляет по оценкам МИРЭК-10 всего от 60 до 100 млн. кВт. Разумеется, в общем энергетическом балансе мира эта цифра очень мала.
В простейшем варианте принцип действия приливной электростанции сводится к следующему. Во время прилива вода наполняет какой-либо резервуар, а во время отлива вытекает из него, вращая гидравлические турбины. Это так называемая однобассейновая схема приливной электростанции.
Более сложная схема — двухбассейновая: в ней энергия производится как во время прилива, так и отлива. Но для ее реализации нужны специальные гидравлические турбины, работающие при противоположных направлениях потока воды.
Сегодня в мире имеются две достаточно крупные приливные электростанции — Кислогубская в СССР и в эстуарии реки Ла-Ранс во Франции.
Кислогубская приливная электростанция (ПЭС) сооружена на побережье Баренцева моря. Она была пущена в эксплуатацию в 1968 г. На станции установлены две турбины мощностью по 400 кВт каждая. При сооружении Кислогубской ПЭС были использованы оригинальные строительные приемы, позволившие удешевить и ускорить строительство.
Очень привлекательной с точки зрения возможного размещения приливной электростанции является эстуария реки Северн (Бристольский залив) в Англии. Для этого района были выполнены проектные проработки, предполагающие в разных схемах получение электрической мощности от 4 до 12 млн. кВт. Такая электростанция могла бы вырабатывать до 20 млрд. кВт-ч в год, что составляет около 10% всего производства электроэнергии в стране. Однако правительство Англии не поддержало этот проект, поскольку его конкурентоспособность с другими возможными источниками электроэнергии неочевидна.
Кроме того (и это обстоятельство явилось очень важным), технология, которая была бы освоена при реализации этого проекта, не нашла бы дальнейшего применения, ибо в Великобритании нет больше мест, приемлемых для сооружения приливных электростанций.
Таким образом, приливный источник энергии следует считать весьма частным, его использование будет ограничено только немногими географически благоприятными районами.
