Элемент поплавковой волновой электростанции с магнитными катушками
Волны гасят ветер
Планетарная гидроэнергетика далеко не исчерпывается энергией рек и океанских приливов. Самую существенную и наименее используемую ее часть составляет энергия морских волн. По оценкам, они могут дать на порядок больше, чем приливы. Конечно, волны — лишь последствие деятельности ветров, но их энергия значительно «плотнее». Даже во время небольшого морского волнения с одного метра побережья можно «снять» около 10 киловатт мощности. А при сильном шторме, когда волны несколько раз в минуту поднимаются на 10—15 метров, мощность возрастает на два порядка. Теоретически до 85% этой энергии можно преобразовать в механическое движение. Основная часть энергии заключена в вертикальных колебаниях водяных масс. Простейшее решение: поплавок с тросом, который наматывается на пружинный барабан, установленный на дне. Поднимаясь на волне, поплавок крутит барабан, а обратно его поворачивает пружина. Остается поместить в барабан электрический генератор. Однако сильное волновое течение может сносить поплавки, пока трос не размотается до предела, из-за чего КПД подобной конструкции редко превышает 20%. Конструкторы из американской компании Pacific Northwest Generating Cooperative предложили другой подход. Внутри поплавка ставят магнитную катушку с магнитным сердечником, прикрепленным к заякоренному тросу. Любые колебания поплавка перемещает сердечник внутри катушки, вырабатывая электричество. Такую «поплавковую» электростанцию планируют построить в 8 километрах от побережья тихоокеанского городка Ридспорт. Каждый поплавок диаметром 4 метра и высотой 16 метров будет выдавать до 40 киловатт. Однако первая промышленная волновая электростанция, запущенная в сентябре 2008 года в Португалии, построена на другом принципе. Несколько горизонтальных поплавков сцеплены в одну длинную «змею». Она постоянно «ломается» на волнах, а генераторы в точках излома вырабатывают электроэнергию. Три таких «змеи», заякоренные шотландской компанией Pelamis Wave Power в 5 километрах от берега, сегодня выдают мощность более двух мегаватт. Этого хватает для того, чтобы обеспечить энергией 1600 домов.
Родная гигантомания
Но 254 мегаватта — это далеко не предел. В России еще в советские времена были полностью просчитаны куда более грандиозные проекты. Так, на Охотском море запланирована постройка Тугурской ПЭС мощностью 8 гигаватт. Энергию этой электростанции предполагается направлять в Юго-Восточную Азию . А на Белом море уже в этом году должны начаться подготовительные работы по строительству Мезенской ПЭС, где будут установлены 10-метровые ортогональные турбины суммарной мощностью 11 гигаватт. Площадь отсекаемого приливного бассейна составит 2640 км2 — в 120 раз больше, чем на Рансе! Для этого понадобится плотина протяженностью 53 километра, которая будет сооружаться уже описанным наплавным способом, в деталях отработанным при строительстве защитной дамбы Санкт-Петербурга . Несмотря на огромную стоимость проекта — около 12 миллиардов долларов — в расчете на киловатт установленной мощности, он получится в 1,5—2 раза дешевле, чем проектируемые сейчас Гилюйская и Средне-Учурская гидроэлектростанции. В мире есть еще ряд проектов сопоставимого масштаба. В Англии, на реке Северн, где высота прилива составляет 8 метров, планируется построить ПЭС мощностью 8,64 гигаватта с площадью бассейна 450 км2. Индия предполагает отгородить 1970 км2 в Камбейском заливе 7-метровыми приливами и получить мощность 7 гигаватт. Столько же приливной энергии намерена добывать Аргентина , которая присмотрела место для ПЭС в устье реки Уругвай близ города Сан-Хосе, где высота прилива достигает 6 метров. Но все эти планы кажутся детской забавой в сравнении с колоссальным российским проектом — Пенжинской ПЭС. Она спроектирована для района Пенжинской губы в Охотском море, где приливы достигают рекордных для Тихого океана 13 метров. При площади бассейна 20 500 км2 она могла бы выдавать 87 гигаватт мощности.