ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Переливные преобразователи

Установка датской компании Wave Dragon ApS (рис. 14.4) является приме­ром реализации простейшего принципа преобразования волновой энергии. Она состоит из большого плавающего резервуара или бассейна, приподнятого на несколько метров над уровнем моря. Волны, концентрируемые двумя отражаю­щими экранами, накатываются на наклонную плоскость, и вода переливается в бассейн. Из бассейна она через несколько осевых поворотно-лопастных водя­ных турбин Каплана сливается в море, обеспечивая выработку электроэнергии. Одним из достоинств такой волновой энергоустановки является отсутствие дви­жущихся частей, кроме турбин и генераторов.

Создатели уверены, что установка будет выдерживать большие напоры ветра (благодаря ее низкой посадке в воде) и большие волны, которые просто будут проходить над сооружением. Прототип такой установки шириной 57 м с рас­четной мощностью 20 кВт работает с марта 2003 г.

Разработчики вполне оптимистичны относительно эксплуатационных пока­зателей этой установки. Однако у нее существует один очевидный недостаток — высокая материалоемкость, т. е. отношение массы установки к установленной

11 Прим. ред. Pelamis, по утверждению разработчиков, является одним из первых коммерче­ских прототипов волновых энергоустановок. Производитель рекомендует размещение таких преобразователей в море в нескольких километрах от берега, где глубина воды составляет 50- 70 м. Передача вырабатываемой электроэнергии на берег осуществляется с помощью кабеля, прокладываемого по дну. Более подробную информацию об установке можно найти на сайте www. pelamiswave. com.

мощности. Установка, рассчитанная на электрическую мощность 4 МВт, ори­ентировочно должна иметь ширину 300 м и весить более 30 ООО т!

Признано, что среди перечисленных выше установок наилучшие технико­экономические показатели обещает установка Pelamis, a Wave Dragon нуждается в некоторых доработках. Все другие проекты находятся еще в стадии научно - исследовательских и опытно-конструкторских работ.

14.2.2.1. Береговые волновые преобразователи

Известны береговые преобразователи энергии волн двух типов:

1) клиновидный канал (tapered channel — tapchan);

2) осциллирующий водный столб (oscillating water column — OWC), или «колеблющиеся столбы».

В принципе «колеблющиеся столбы» могут устанавливаться как на берегу, так и на глубокой воде в отдалении от берега. Клиновидные каналы могут, оче­видно, строиться только на берегу.

14.2.2.2.1. Клиновидные канальные системы

Как отмечалось выше в п. 14.2.1.1, надводные устройства могут фокусиро­вать относительно большие волновые фронты в гораздо меньшую по размерам апертуру энергопреобразователя.

Оригинальная волновая энергоустановка была разработана норвежской ком­панией Norwave. Система была продемонстрирована в фиорде Тофтесталлен близ Бергена (Норвегия). Схема установки приведена на рис. 14.5. Узкий наклонный клиновидный бетонный канал с высокими стенками соединяет океан с заливом, отделенным от моря плотиной. Волны, проникая в канал, движутся по нему с нарастанием по высоте; достигшая конца канала вода выливается в образовав­шийся водный резервуар. Уровень воды в резервуаре по отношению к уровню воды в море повышается. Разность уровней воды используется в гидротурбине, генерирующей электрическую энергию.

Основная техническая задача — заставить волну идти в канал, который должен быть построен так, чтобы выдерживать значительные штормы. Генерирующим обо­рудованием в установке является обычная низконапорная гидротурбина, которая должна надежно работать на соленой морской воде. Норвежский прототип обладает скромными размерами: электрогенератор имеет мощность 350 кВт, площадь по-

В 1877 г. Джованни Скиапарелли (Giovanni Schiaparelli), используя положение проти­востояния Марса, нарисовал детальную карту этой планеты и описал то, что он видел как «каналы». Скиапарелли назвал обнаруженные линии итальянским словом «сапаїі» («каналы»), которое может переводиться на английский как «channels» или «canals». При переводе его работ использовалось слово «canals», которое употребляется для каналов искусственного происхождения. Такой перевод привёл к ряду сообщений о том, что Скиапарелли якобы заявил об открытии им искусственных сооружений на Марсе и, следовательно, об обита­емости Марса.

верхности отделенного от моря резервуара 5 500 м2, расчетный уровень воды в нем всего на 3 м выше, чем в море. Построенная плотина имеет ширину 60 м, а ширина бетонного канала со стороны моря 3 м, а на противоположном конце 20 см. Длина канала 80 м, его глубина — 7 м. Система рассчитана на средний расход воды 14 м3/с. Соответствующая располагаемая гидравлическая мощность составляет немногим более 400 кВт, что достаточно для работы турбины мощностью 350 кВт.

Клиновидный Искусственное озеро ___ ^ канал

Обрыв Плотина'

Океан

Рис. 14.5. Волновая установка Norwave

Существенным недостатком рассмотренной системы является то, что коли­чество благоприятных мест со стабильным волновым режимом и возможностью создания отдельных береговых водных резервуаров с малой подземной фильтра­цией воды весьма ограниченно. Высота морского прилива в таких местах долж­на быть небольшой (до 1 м).