Альтернативная энергетика встаёт на волну

09 апреля 2012 года,  Текст: Александр Березин

Израильская компания SDE заявляет о том, что её оборудование показало для прибрежных волновых электростанций возможность генерации электроэнергии за неправдоподобные 2 цента за киловатт-час. Безудержная пиар-кампания, это понятно. Но каковы реальные перспективы и возможности данной технологии?

Глава SDE Шмуэль Овадия сообщил, что разработанный и прошедший опытную проверку метод — самый практичный из всех когда-либо опробованных в волновой и альтернативной энергетике. Так в чём же его специфика?

Как известно, в формуле мощности волны высота находится в квадрате. Поэтому если в спокойном открытом море энергия, приходящаяся на один погонный метр волны, всего 15 кВт/м, то при двухметровой высоте волны она доходит уже до 80 кВт/м (варьируется в зависимости от периодичности волн). То есть размеры равной мощности ветро-, гелио- и волновой электростанции будут различаться на порядки, причём именно последняя будет самой компактной.

  

Прибой на Палау, относительно умеренное волнение. В таких местах волновая генерация энергии действительно может быть самым дешёвым и постоянным вариантом. (Фото National Geographic.)

Одна беда: открытое море далеко от берега, а в прибрежных водах волны не такие мощные. В отличие от большинства компаний, занимающихся волновой энергетикой, SDE ориентируется на зону прибоя, где затраты на транспортировку энергии к потребителю минимальны. Волнение здесь ещё и устойчивее, чем в любой другой точке водной глади: прибой почти никогда не затихает. Прибрежный подъём дна значительно увеличивает высоту волн именно в этом месте: здесь они не только выше, чем в прибрежной зоне, но даже выше средней высоты волн открытого моря.

Сама генерирующая установка очень проста: это пластиковые щиты (буи в терминологии компании), под набегающей волной приводящие в действие гидросистемы, которые передают энергию на генератор. В 2010 году опытная электростанция в районе Яффы (Израиль) продемонстрировала почти годовую работу с установленной мощностью до 40 кВт.

Одной из основных проблем прибрежных станций считается их стрессоустойчивость: ранее многие конструкции просто разбивало штормовой волной. В израильской разработке при сильном ударе пластиковый щит просто отбрасывается в нейтральное верхнее положение, где волны его не трогают. После того как более слабая волна (ниже определённого порога) накатывается на устройство, оно автоматически опускает щит в рабочее положение.

Другой важный момент — необычная компоновка электростанции. Большинство даже прибрежных установок располагает оборудование в воде, как ПЭС. Кроме повышенной коррозии, это может привести к значительному загрязнению песком, в конце концов делающему продолжение работы невозможным. Здесь в воду систематически погружается минимум компонентов, что позволяет сделать бóльшую часть установки надводной и куда более дешёвой.

Ну а источник утверждения о 2 центах за кВт•ч понятен: речь шла о стоимости генерации при больших размерах волновой электростанции, когда генератор и инвертор составляют относительно малую долю в стоимости оборудования. Естественно, при испытывавшихся до сих пор системах мощностью в десятки киловатт добиться этого не удавалось: для этого нужны многие мегаватты установленной мощности. Тем не менее перспективы у системы серьёзные, хотя, похоже, не в Израиле.

Дело в том, что в таких бассейнах, как Средиземное море, волна относительно невысока. А на американском побережье Тихого океана 3–4-метровый прибой (в тихую погоду) — обычное дело. По сути это означает, что на западном побережье значительной части Нового Света волновая энергетика будет приносить примерно на порядок больше энергии с метра берега, чем в Израиле (высота волны в формуле в квадрате). И здесь речь действительно может идти о нескольких центах за киловатт-час — при условии достаточных размеров электростанции, конечно. Именно в те края компания и нацеливается.

И всё же проблемы остаются. Пока новый тип генераторов энергии из прибрежных волн испытан лишь в Израиле; даже с учётом новой технологии полностью пассивных систем безопасности никто не поручится, что шторм на «Тихом» океане не уничтожит оборудование. Нужны длительные и серьёзные испытания, которые или опровергнут определённый скептицизм, или...

Есть и ещё один вопрос: наилучшие ресурсные условия прибрежным волновым электростанциям предоставляют как раз те страны, с которыми SDE уже подписала меморандумы о намерениях и предзаказы объёмом до $1 млрд: Чили, Мексика, Занзибар и Кения. Однако любой энергетик, работавший в государствах такого типа, знает, что надёжность тамошних партнёров не всегда, скажем так, высока. От меморандумов о намерениях до их реализации могут пройти десятилетия, или вечность. Остаётся надеяться, что разработчику удастся преодолеть инерционность мышления своих заказчиков и продемонстрировать-таки на практике неправдоподобные «2 цента за киловатт-час».

Источник: 
Наука и техника / Энергетика / Альтернативные источники энергии /