Гидроэлектростанция на Гольфстриме

Неужели можно перегородить океан плотиной, установить турбины и генераторы и получать от них электрический ток? Фантастична эта идея только на первый взгляд. В привычном представлении гидроэлектростанция обязательно должна иметь высокую плотину, и чем она выше, тем сильнее напор водяного потока, тем больше мощность турбины. А если обойтись без плотины, использовать океанское течение? Оказалось, такое возможно. Директор Лаборатории энергетики воды и ветра Северо-Восточного университета в городе Бостоне (США) профессор Александр Горлов создал особую турбину. Она не нуждается в сильном напоре и эффективно работает, используя кинетическую энергию водяного потока — реки, океанского течения или морского прилива.

Проект первой в мире океанской электростанции уже разработан под руководством А. Горлова. Она будет сооружена во Флоридском проливе, где берёт начало Гольфстрим. Пассаты (ветры) непрерывно нагоняют в Мексиканский залив огромные массы воды. В результате значительной разницы уровней залива и прилегающей части Атлантического океана возникает гигантский водяной поток, устремляющийся в сторону океана. На выходе из залива его мощность составляет 25 млн м3 в секунду, что в 20 раз превышает суммарный расход воды во всех реках земного шара!

Непосредственно возведением уни-кального сооружения занимается американская строительная фирма «Гольфстрим энерджи». По подсчётам специалистов, средства, вложенные в проект, окупятся в течение пяти лет.

Что же будет представлять собой эта необычная электростанция? Металлическую платформу из готовых секций с оборудованием для выработки электроэнергии погрузят на глубину и закрепят с помощью якорей. Она не помешает свободному проходу пассажирских, грузовых и военных судов с большой осадкой. А как быть с рыболовецким флотом? Ведь во время промысла рыболовные сети могут причинить электростанции серьёзный ущерб, и при этом пострадает само рыболовное снаряжение. Чтобы исключить возможные аварии, станцию предполагается обозначить на поверхности океана буями со световой и радиоэлектронной сигнализацией.

Оборудование одной секции состоит из 16 турбин, жёстко соединённых торцами и образующих вертикальную конструкцию длиной 13м. Электрогенератор в водонепроницаемой оболочке установлен на её верхнем конце. При вращении турбин генератор вырабатывает ток мощностью 38 кВт. Для проектируемой станции мощностью 140 МВт потребуется более 50 тыс. турбин и около 3700 электрогенераторов.

Сердце любой гидроэлектростанции — турбина. Именно она приводит в действие генератор, вырабатывающий электрический ток. Оригинальная турбина, созданная Горловым, называется геликоидной (от греч. «гёликс» — «спираль» и «эйдос» — «вид»). Она имеет три спиральные лопасти и под действием потока воды вращается в два-три раза быстрее скорости течения. В отличие от многотонных металлических турбин, применяемых на речных гидроэлектростанциях, размеры изготовленной из пластика турбины Горлова невелики (диаметр 50 см, длина 84 см), масса её всего 35 кг. Эластичное покрытие поверхности лопастей уменьшает трение о воду и исключает на-липание морских водорослей и моллюсков. Коэффициент полезного действия турбины Горлова в три раза выше, чем у обычных турбин.

Вырабатываемая электроэнергия может по кабелю передаваться на материк. Существует и другой, весьма перспективный вариант её использования на месте: на базе океанской электростанции организуют производство водорода электролизом океанской воды. Это экологически чистое топливо, при сгорании которого образуется только вода, в перспективе способно заменить бензин и другие нефтепродукты.

«Фабрика водорода» в океане представляет собой судно, стоящее на якоре рядом с океанской электростанцией. Передаваемая по кабелю электроэнергия приводит в действие установленное на судне технологическое оборудование для электролиза воды, сжижения и временного хранения водорода до отправки продукции потребителям.

На самой станции не будет операторов: автоматическое управление обеспечит система компьютеров. Периодический наружный осмотр станции, а также необходимые ремонтные работы смогут осуществлять водолазы.

Электростанция на Гольфстриме может стать «первой ласточкой» в освоении энергии Мирового океана, имеющего много других мощных течений. Японские учёные, например, говорят о большой эффективности подобных сооружений на тихоокеанском течении Куросио. О его колоссальном энергетическом потенциале позволяют судить следующие цифры:

у южной оконечности острова Хонсю ширина течения составляет 170 км, глубина проникновения — до 700 м, а объём потока — почти 38 млн м3 в секунду!

В перспективе широкое использование океанских электростанций позволит Японии обеспечить электроэнергией так называемые морские города в Тихом океане. Долгосрочный проект японских учёных предусматривает постепенное переселение значительной части жителей на искусственные острова. Это поможет не только улучшить экологическую обстановку, но и справиться с перенаселением страны. Согласно проекту, высвобождающуюся площадь предполагается использовать под сельскохозяйственные угодья и национальные парки. Пока программа находится на стадии разработки, ведутся консультации с Лабораторией Горлова. Однако уже сейчас свою заинтересованность в проекте высказало правительство Тайваня.

Будущее энергетики, безусловно, связано со строительством океанских электростанций. Они более экономичны, чем атомные; правда, уступают тепловым и речным. Зато в отношении экологической безопасности океанские электростанции не имеют себе равных.

Литература.

1. Энциклопедия для детей. Т. 14. Техника. Издательство “Аванта+”