Волновая электростанция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Конвертеры волновой энергии Pelamis P-750 — элемент волновой электростанции, расположенной в Португалии

Волновая электростанция (ВЭС) — электростанция, расположенная в водной среде, целью которой является получение электроэнергии из кинетической энергии волн.

Энергетический потенциал волн оценивается в более, чем 2 тераватта[1].

История[править | править код]

  • 1799 год — первая заявка на патент волновой мельницы. Заявка подана в Париже, Франция.[2]
  • 1880—1900 гг. — многочисленные попытки использовать энергию волн для получения электричества.[3]
  • 1973 год — увеличение интереса к волновой энергии после нефтяного кризиса.
  • 1985 — в Норвегии введены в действие и подключены к энергосистеме две первые в мире опытно-промышленные волновые электростанци.[источник не указан 112 дней]
  • 2008 год — в Португалии вошла в коммерческую эксплуатацию первая волновая электростанция.[4][5]

Конструкция[править | править код]

Основная задача получения электроэнергии из морских волн — преобразование движения вверх-вниз во вращательное, для передачи непосредственно на вал электрогенератора с минимальным количеством промежуточных преобразований, при этом желательно, чтобы большая часть оборудования находилась на суше для простоты обслуживания.

  • Поплавковые — производят энергию благодаря движению плавающего поплавка при поднятии его волной.
  • Турбинные — благодаря вращению турбины, приводимой в действие воздухом, вытесняется волной из специальной камеры.
  • Гидравлические — благодаря движению гидравлических поршней в конвертерах.

Преимущества и недостатки волновой энергетики[править | править код]

Существует проблема, связанная с тем, что при создании волновых электростанций штормовые волны гнут и сминают даже стальные лопасти водяных турбин. Поэтому приходится применять методы искусственного снижения мощности, отбираемой от волн.

Преимущества:

  • Волновые электростанции могут выполнять роль волногасителей, защищая порты, гавани и берега от разрушения.
  • Маломощные волновые электрогенераторы некоторых типов могут устанавливаться на стенках причалов, опорах мостов, уменьшая воздействие волн на них.
  • Поскольку удельная мощность волнения на 1-2 порядка превышает удельную мощность ветра, волновая энергетика может оказаться более выгодной, чем ветровая.

Недостатки:

  • С точки зрения социально-экономических проблем, волновая энергетика (а точнее некоторые типы генераторов) может привести к вытеснению рыбаков из продуктивных рыбопромышленных районов и может представлять опасность для безопасного плавания.[6]

Эксплуатирующиеся и строящиеся ВЭС[править | править код]

Российский волновой генератор
«Ocean 160»

Первая волновая электростанция[править | править код]

Первая волновая электростанция Aguçadoura Wave Farm[en] была официально открыта португальским министром экономики 23 сентября 2008 года. Расположена в районе Агусадора (Португалия), севернее Порту, на расстоянии 5 километров от берега[5][4][7]. Мощность данной электростанции составляет 2,25 МВт, этого хватает для обеспечения электроэнергией примерно 1600 домов[4].

Проект электростанции принадлежит шотландской компании Pelamis Wave Power[en], которая в 2005 году заключила контракт с португальской энергетической компанией Enersis[en] на строительство волновой электростанции в Португалии[8], стоимость контракта составила 8 миллионов евро[8]. Первоначально предполагалось, что станция войдёт в эксплуатацию в 2006 году[8], но развёртывание электростанции произошло на 2 года позже планируемого срока[4].

В дальнейшем планировалось добавить к трём существующем конвертерам ещё 25, что увеличит мощность электростанции с 2,25 до 21 МВт[4][9], такой мощности хватит для обеспечения электроэнергией 15 тыс. домов и снизит выбросы углекислого газа на 60 тыс. тонн в год.[4]

Через два месяца на электростанции возникли неполадки, в результате она была демонтирована[10].

Устройство и принцип действия

Электростанция состоит из трёх устройств[4] под названием Pelamis P-750  (англ.). Это большие плавающие объекты змеевидного типа, размер каждого[8]:

  • длина 120 метров
  • диаметр 3,5 метра
  • вес 750 тонн
  • Мощность одного такого конвертера составляет 750 КВт[11][12]; удельные характеристики: мощность 1 кВт/тонну и 650 Вт на м³ конструкции.

Pelamis P-750 состоит из секций, между секциями закреплены гидравлические поршни. Внутри каждой секции также есть гидравлические двигатели и электрогенераторы. Под воздействием волн конвертеры качаются на поверхности воды, и это заставляет их изгибаться, за что конструкции стали называть «морскими змеями» («sea-snake»)[13]. Движение этих соединений приводит в работу гидравлические поршни, которые, в свою очередь, приводят в движение масло. Масло проходит через гидравлические двигатели. Эти гидравлические двигатели приводят в движение электрические генераторы, которые производят электроэнергию[8][11].

В электричество превращается примерно 1 % энергии волнения.[источник не указан 3477 дней]

прочие[править | править код]

Российские разработки[править | править код]

На территории Москвы может быть начато строительства производственного научно-исследовательского предприятия, которое будет разрабатывать модуль поплавковой волновой электростанции. Инвестор планирует строительство опытно-промышленного предприятия, включающего в себя производственную научно-исследовательскую лабораторию.[16]

Учёные УрФУ разработали мобильную волновую электростанцию[17]. В 2014 г. её испытания начались в бухте Витязь на Морской экспериментальной станции «Мыс Шульца» Тихоокеанского океанологического института им. В. И. Ильчева ДВО РАН, расположенной на полуострове Гамова (Приморье)[18].

Еще одна российская разработка волновой электростанции презентована в апреле 2013 года. Это поплавок-капсула, находящаяся в открытом море, которая при качании на волне производит электрическую энергию. Компании «Ocean RusEnergy» из Екатеринбурга удалось достичь уникальных результатов в удельных характеристиках — свыше 4 кВт на одну тонну веса волнового генератора[19]. 4 декабря 2014 г. компания получила ежегодную бизнес-премию «Стартап года» как лучший бизнес-проект Свердловской области.

Производители оборудования для волновых и приливных электростанций[править | править код]

См. также[править | править код]

Литература[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Thorpe, 2000.
  2. Business: Waking Up to Wave Power Архивная копия от 20 января 2011 на Wayback Machine // "Тайм"
  3. Wave and Tidal Energy Experiments in San Francisco and Santa Cruz
  4. 1 2 3 4 5 6 7 Первая в мире коммерческая волновая электростанция открыта в Португалии // Мембрана, 24 октября 2008
  5. 1 2 Pelamis Wave Power // "Гардиан", 18 сентября 2008
  6. Стивен Хакетт. "Экономические и социальные соображения о волновой энергии" // Энергетическая комиссия Калифорнии, ноябрь 2008
  7. Making waves: UK firm harnesses power of the sea … in Portugal
  8. 1 2 3 4 5 Качающиеся змеи дадут Португалии энергию волн // 24 мая 2005 года
  9. Babcock, EDP and Efacec to Collaborate on Wave Energy Projects // «Bloomberg», 23 сентября 2008
  10. Самые мощные проекты возобновляемой энергетики 2012. Самая мощная волновая электростанция (2.25 МВт). ekopower.ru - Экоблог.
  11. 1 2 Wave power delivers electricity to grid Статья из газеты «Гардиан». Написана 24 Августа 2004 года
  12. Q&A: Wave power // «Гардиан», 29 апреля 2008
  13. Качающиеся змеи дадут Португалии энергию волн
  14. На Оркнейских островах заработал крупнейший в мире волновой генератор Архивная копия от 25 апреля 2011 на Wayback Machine // Мембрана, 27 ноября 2009
  15. Британия строит крупнейшую волновую электростанцию Архивная копия от 25 апреля 2011 на Wayback Machine // Мембрана, 16 июля 2009
  16. В «новой Москве» может появиться предприятие, которое будет разрабатывать модуль волновой электростанции. moscowbig.ru. Дата обращения: 22 июля 2016.
  17. Поможет энергия океана. ученые вуза создают мобильную электростанцию. УрФУ (13 сентября 2017).
  18. Первая в России экспериментальная волновая электростанция появились в Приморском крае РФ. Neftegas.RU (6 ноября 2014).
  19. Russian Company Develops Mobile Wave Energy Generator // offshorewind.biz
  20. marineturbines.com - Marine Current Turbine
  21. Ocean Power Delivery Ltd [1]
  22. Ocean RusEnergy - производитель российских волновых генераторов
  23. Wavegen
  24. Ocean Power Technologies
  25. AquaEnergy Group, Ltd