Что такое альтернативная энергетика? Волновые станции.

Развитие человеческой цивилизации неразрывно связано с потреблением различных видов энергии, причем наибольший толчок такому развитию был дан после открытия и активного освоения человеком ископаемых ресурсов. 

Содержание страницы

Ископаемые источники энергии.

Благодаря им люди смогли совершить рывок из первобытного, доисторического общества в привычный нам современный мир. Уголь, нефть, газ, железная руда и другие полезные ископаемые позволили людям пересесть с колесниц и деревянных галеонов на железные автомобили и пароходы.
К сожалению, ископаемые ресурсы не вечны и имеют свойство заканчиваться. До середины XIX века полезные ископаемые использовались сравнительно экономно, что связано с относительно небольшим населением Земли (около 1 млрд. человек), а также использованием людьми производств, не требующих значительных энергетических затрат. С началом научно-технической революции (середина XX века) потребление полезных ископаемых резко увеличилось, и перед человечеством встал вопрос – где брать энергию?

К примеру, подтвержденные нефтяные запасы на Земле оцениваются в 1,2 тыс. млрд. баррелей. Учитывая современные темпы потребления этого ресурса (около 32 миллиарда баррелей в год), а также наличие еще неразведанных запасов (оцениваются в 300-1500 миллиарда баррелей), нефтяные месторождения исчерпаются уже через 40-80 лет. Это особенно тревожно, если принять во внимание то, какое важное место занимает этот ресурс в химической промышленности, а также то, что на сегодняшний день нефть занимает около 35% в топливно-энергетическом хозяйстве мира.

Замена ископаемым источникам энергии.

Ответ на вопрос “Где брать энергию?” дала человечеству опят таки научно-техническая революция, которая предложила людям возобновляемые, т.н. альтернативные источники энергии. К ним относят гидроэнергетику, солнечную, ветровую, геотермальную, волновую и другие способы получения электроэнергии. Основными преимуществами альтернативных источников энергии перед ископаемыми являются их экологичность, безопасность для окружающей среды, а также практически неисчерпаемость. Недостатками – зависимость от погодных условий и высокая стоимость.

Тем не менее, в странах Запада альтернативная энергетика продолжает вытеснять традиционную. В частности, планами Европейской комиссии предусмотрено доведение доли возобновляемых источников энергии в общем энергобалансе ЕС до 20% к 2020 году и до 27% — до 2030 года.

Волновые электростанции.

Одним из источников альтернативной энергии может служить энергия морских волн, переносимая по поверхности океана. Как и большинство других источников альтернативной энергии, энергия волн также является неиссякаемым энергетическим ресурсом.

Волны обладают огромной кинетической энергией, с удельной мощностью, значительно большей, чем у ветровых или солнечных электростанций. Подъем и спад размеров волн происходит медленнее, чем усиление и ослабление ветра, поэтому морские волны являются более стабильным энергетическим ресурсом, чем ветер.

Основными физическими факторами, которые делают возможными использование энергетических ресурсов волн являются:

  • разное время начала колебаний двух разнесенных друг от друга точках;
  • изменение уровня океана относительно неподвижного тела;
  • периодичность колебания по отношению к неоторому статическому уровню;
  • изменение со временем положения поверхности океана;
  • концентрация энергии морских волн по глубине или по фронту;
  • напор жидкости на скорости;
  • комбинация вышеперечисленных эффектов.

Типичная электростанция, работающая на энергии волн, состоит из трех основных частей:

  • поплавковый преобразователь энергии морских волн;
  • аккумулирующий комплекс;
  • генераторная станция.

Поплавковый преобразователь энергии морских волн представляет собой частично погруженное в воду инженерное сооружение, состоящее из совокупности поплавков, связанных между собой гидроцилиндрами. Энергия волн перемещает поплавки относительно друг-друга, в результате чего полученная от волн энергия переходит в поток жидкости, находящейся под достаточно высоким давлением. Поток жидкости через гидромотор вращает генератор. Полученная энергия поступает к аккумулирующему комплексу.

Располагаясь на поверхности воды, такая электростанция позволяет снимать 1 КВт электроэнергии с 1 м2 при высоте волны до 0,5м. Учитывая, что средняя высота океанских волн составляет 1,5-2 м, то такая электростанция может снимать около 15 КВт электроэнергии с 1 м2, а при высоте волн более 2м – до 80 КВт. По оценкам экспертов, страны с протяженной береговой линией и мощными ветрами могут генерировать около 5% потребляемой электроэнергии за счет волновых электростанций.

На сегодняшний день мировыми лидерами в использовании волновых электростанций являются Португалия (запущенная в 2008 году электростанция “Агукадура” вырабатывает около 2,5 МВт электроэнергии), Великобритания (работающяя и достраиваемая электростанции суммарно будут вырабатывать до 43 МВт электроэнергии), Австралия (действуют три волновые электростанции), США, Япония, Норвегия.