Лунные мельницы

АрхивЧеловек и Общество

У побережья Норвегии заработала первая приливно-отливная электростанция принципиально нового типа. Она способна генерировать электроэнергию практически 24 часа в сутки

В позапрошлую субботу, 20 сентября, в электросеть Норвегии была подключена первая в истории подводная электростанция, генерирующая электроэнергию за счёт приливно-отливных движений воды.

Экспериментальная электростанция, пока представленная единственной установкой, была сооружена на дне морского канала возле городка Хаммерфест, который является самым северным населённым пунктом Норвегии.

Как известно, приливно-отливные движения воды, наблюдающиеся преимущественно в крупных водных бассейнах, являются следствием воздействия на Землю гравитационных сил Луны, а также, в меньшей степени, Солнца. Если бы не существовало Луны, водная оболочка нашей планеты имела бы строго сферическую форму. Однако Луна притягивает к себе и твёрдое тело Земли, и различные части её водной оболочки. Больше всего смещается та часть водной оболочки, которая обращёна к Луне. Меньший сдвиг испытывает твёрдое тело Земли. В результате водная оболочка теряет свою первоначальную сферическую форму и "вытягивается" в направлении Луны, причём внутри этой исполинской "водяной капли" и само твёрдое тело Земли движется навстречу нашему спутнику. Таким образом, возникает два приливных "горба" с противоположных сторон планеты, расположенных на прямой, соединяющей центры Земли и её спутника. Однако, Земля вращается внутри этой "водяной капли", а также движется и сама Луна. Благодаря этому создаётся впечатление, что приливные волны будто катятся по Земле, вызывая явления приливов. Движение воды в одном направлении длится несколько больше 12 часов, и после короткой паузы меняется на противоположное. Солнечные приливы раза в два слабее лунных. Однако и они вполне ощутимы, особенно когда накладываются на лунные - это происходит в периоды новолуний и полнолуний, когда Солнце, Земля и Луна оказываются на одной прямой. В такие дни приливы бывают особенно сильными.

Человек думает о том, как заставить энергию океанов работать на себя, уже не одно столетие. Совершались попытки использовать энергию волн и даже разницу температур между поверхностными и глубинными слоями воды. Проекты по использованию энергии приливов в своё время реализовались в Канаде, Франции и России. Суть их заключалась в сооружении искусственных озёр, отгороженных от моря плотинами. Когда во время прилива вода поднималась, она превышала уровень плотины и заполняла водоём. Во время отлива вода спускалась сквозь турбины, генерируя электричество. Приливно-отливные электростанции, построенные по указанной схеме, существуют ещё с 60-х годов. Крупнейшая из них находится на севере Франции и имеет мощность в 240 мегаватт. Аналогичная, но меньшая (20 МВт) электростанция в 1984 году была сооружена в Канаде. Тем не менее, дальнейшее создание предприятий такого типа не планируется. Причин тому несколько: высокая себестоимость (свойственная, в принципе, всем аналогичным проектам), а также экологическая несуразность - искусственные лагуны вносят ощутимые изменения в структуру экосистем побережья и прилежащих эстуарий рек.

По утверждению сторонников текущего проекта, новый тип приливно-отливных электростанций, реализованный на примере норвежской установки, значительно менее вреден для окружающей среды. Внешне устройство, установленное возле Хаммерфеста, вполне напоминает ветряную мельницу. Установка состоит из винта с 10-метровыми лопастями и электрогенератора, фиксированных на 20-метровой стальной колоне. Последняя укреплёна в дне. Общий вес этой "мельницы" - около 200 тон, включая основу. Вода, вращающая винт, движется со скоростью около 2,5 метров в секунду. Лопасти автоматически меняют угол наклона во время прилива и отлива. Ожидается, что данная испытательная установка будет способна давать около 700 000 киловатт электроэнергии в год, чего достаточно для того, чтобы обеспечить около 30 жилищ близлежащего Хаммерфеста.

На текущий момент стоимость проекта достигла 11 млн. долларов. Однако в случае, если испытания первого генератора пройдут успешно, компания Hammerfest Stroem, которая осуществляет установку "мельниц", намерена с 2004 года построить ещё до 19 аналогичных, которые покроют большую часть потребности в электроэнергии Хаммерфеста (население - 11 000 жителей).

Согласно подсчётам Европейской комиссии, одно только Объединённое королевство располагает достаточным количеством мест, подходящих для сооружения подводных электростанций, чтобы производить до 48 тераватт-часов в год. Всего на побережье Европы определено 106 таких точек.

Приливно-отливные электростанции имеют серию преимуществ по сравнению с электростанциями, использующими другие виды возобновляемой энергии, - ветровыми и солнечными. В отличие от последних, работа приливно-отливных электрогенераторов не подвержена каким-либо колебаниям, обусловленным погодными или иными факторами - вода, движущая их турбины, течёт 12 часов в одном направлении, а потом, после небольшой паузы, в противоположном.

Среди недостатков новой технологии одним из основных является высокая себестоимость получаемой таким образом электроэнергии - она примерно втрое дороже, чем традиционная "гидроэлектрическая". Однако высокие цены на нефть, а также "поборы" с производств за выброс в атмосферу тепличных газов, вероятно, уже сейчас будут несколько сглаживать эту разницу. Другим потенциальным минусом являются возможные технические проблемы по установке и текущему обслуживанию подводных "мельниц".

Тем не менее, многие считают, приливно-отливные электростанции имеют значительный потенциал и в обозримом будущем позволят сократить долю более экологически "грязных" источников электроэнергии в энергетике по крайней мере некоторых стран.