IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Не секрет, что традиционные источники энергии уже давно требуют замены. К этому ведут несколько причин: истощение месторождений базовых энергоресурсов, стремление ведущих экономически развитых государств к энергетической независимости из-за нестабильной политической обстановки в странах-экспортерах энергетического сырья, экологические проблемы - катастрофические масштабы загрязнения окружающей среды нефтью, продуктами горения, это и многое другое, заставляет мировое сообщество искать альтернативные источники энергии.

Одним из вариантов получения электроэнергии является преобразование энергии морских волн - это экологически безопасный, доступный и неограниченный  источник энергии. Исследования в данной области давно проводятся в Европе (Великобритания, Германия, Шотландия, Дания, Португалия, Испания, Италия), США, Канаде, Китае, Японии, Австралии. Созданные здесь научные центры исследуют варианты волновых электростанций (ВлЭС) и результаты их работы уже дают первые МВт энергии.  В общем, можно выделить несколько способов преобразования энергии морских волн, например: осциллирующий водяной столб (с воздушной турбиной) - созданы преобразователи Pico, LIMPET, ISLAY, Masuda, Mighty Wale, Ocean Energy, Sperboy; качающиеся тела с гидротурбиной - AquaBuoy, PowerBuoy, WaveBob, Point Absorber, Salters duck, Cockerels raft, Русецкий, AWS, WaveRoller, Dyster ...; концентраторы энергии (с низконапорными гидротурбинами) - TAPCHAN, SSG, Wave Dragon, выпрямитель Рассела, ...

Исследовательскими центрами проведена оценка потенциала волновой энергии и составлен Атлас волновой энергии Европы (WERATLAS), так для Северного моря 25 МВт/км (для Ирландии и Шотландии - 75 МВт/км), для Средиземного моря 4-11 МВт/км.  Потенциал Северо-Восточной Атлантики - 290 ГВт, Средиземного моря - 30 ГВт. Воды Индии имеют потенциал 50 ГВт волновой энергии. Отмечается, что преобразователи волновой энергии в электрическую окупятся, если энергоемкость волн составит 25 и более кВт на метр фронта [1]. Энергия волн имеет один из самых высоких показателей по практическому коэффициенту полезного действия среди нетрадиционных источников энергии. Средний практический к.п.д. существующих волновых энергетических систем (ВлЭС) при преобразовании энергии в электричество составляет 30-80%. Если принять к.п.д. за 50%, то технический потенциал ВлЭС прибрежной зоны длиной 10 км может составить 150 МВт (выработка энергии в среднем 1,4 млрд. кВт·ч  в год) - это существующая энергетика всей Камчатки. В настоящее время наиболее удачные разработки уже реализованы в коммерческих ВлЭС, например: у Атлантического побережья Испании (300 кВт), у побережья Калифорнии (два плавающих генератора AquaBuoy по 2 МВт), у Португалии (30 плавающих  конвертеров Pelamis P-750) и так далее. В Японии ВлЭС построены на волноломах вблизи города Нагоя, к северу от Токио (130 кВт). 

Перспективным и экономически целесообразным является, на  наш взгляд, развитие волновой и приливной энергетики на  Дальневосточном побережье России. Неограниченный объем дешевой электроэнергии обеспечит рост экономического потенциала климатически сложных  территорий. В качестве возможной конструкции ВлЭC предлагается морская волновая энергетическая установка, состоящая из ряда блоков на глубине, соответствующей образованию прибойных волн, расположенных вдоль линии побережья, торцами вплотную друг к другу. Конструкция, выполненная в виде железобетонных пустотелых массивов со стенками, возвышающимися над уровнем воды, передняя стенка имеет по ходу волн направляющую наклонную часть, - ее возвышение над уровнем воды не превышает амплитуду средней волны. Задняя стенка, имеет отверстия в подводной части с расположенными в них низконапорными турбинами и возвышающийся экран - для встречи гребней крупных волн. Возможные компоновки показаны на рисунке 1. Вся конструкция ВлЭС имеет возможность долговременного непрерывного использования. Предлагаемый объект обеспечивает эксплуатационные характеристики, технологичность и надежность конструкции ВлЭС, а также эффективность  преобразования энергии морских волн в электроэнергию. ВлЭС обеспечивает низкую стоимость вырабатываемой электроэнергии, экологичность, использование возобновляемого источника энергии, малые начальные затраты на строительство и быструю окупаемость, дополнительные функциональные возможности (использование в качестве волнолома, причала, использование энергии приливов - отливов).

Конечно, можно сказать, что для России данная область исследований не актуальна, так как в настоящее время она является одним из ведущих экспортеров энергоресурсов - нефти и газа, но необходимо помнить, что данные ресурсы не возобновляемые, и в интересах россиян следует сократить их тотальную продажу. России необходимо стать экспортером не сырья, а технологий и конечной продукции.

Список использованной литературы

1. Каменских И.В., Чижиумов С.Д. Экологичные морские источники электроэнергии / И.В. Каменских  // Дальневосточная весна - 2011: материалы 11-й научно-практической конференции с международным участием (Комсомольск на Амуре, 7 июня 2011г.) - Комсомольск на Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2011. - С. 250-256.