Хвильова електростанція: енергія морів та океанів

Якубовська Катерина Михайлівна

студентка 2 курсу, спеціальність 051 «Економіка»

Кам’янець-подільський державний інститут

ЕКОЛОГІЯ (Альтернативні (відновлювані) джерела енергії)

Хвильова електростанція: енергія морів та океанів

Хвильова електростанція — електростанція, розташована в водному середовищі, метою якої є отримання електроенергії з кінетичної енергії хвиль. Потенціал хвиль оцінюється в понад 2 млн. МВт. Місця з найбільшим потенціалом для хвильової енергетики: західне узбережжя Європи, північне узбережжя Великої Британії та Тихоокеанське узбережжя Північної, Південної Америки, Австралії та Нової Зеландії, а також узбережжя Південної Африки.

Хвильова електростанція – це один з підвидів електростанцій, що використовують для вироблення електроенергії кінетичну енергію води. В даному випадку використовується енергія хвиль морів і океанів.

Потенціал енергії у Світовому океані (із середньою висотою хвиль 2,5 м і періоді 8 с), який припадає на 1 м фронту хвилі, складає 75 кВт/м. Питомий потік енергії вітрових хвиль, наприклад, в морях країн бувшого СРСР (кВт/м): Азовське — 3, Чорне — 6–8, Каспійське — 7–11, Охотське — 12–20, Берингове — 15–44, Баренцове — 22–29, Японське — 21–31.

1985 — В Норвегії були введені в дію і підключені до енергосистеми дві перші в світі дослідно-промислові хвильові електростанції.

2008 — Перша хвильова електростанція увійшла в комерційну експлуатацію.

Є три види такого роду станцій:

Поплавкові хвильові електростанції виробляють енергію завдяки руху плаваючого поплавка при піднятті його хвилею. Турбінні — завдяки обертанню турбіни, що приводиться в дію повітрям, яке витісняється хвилею зі спеціальної камери. Гідравлічні — завдяки руху гідравлічних поршнів у конвертерах.

Хвильові електростанції можуть виконувати роль хвилерізів, захищаючи порти, гавані і береги від руйнування. Тобто низькопотужні хвильові електрогенератори деяких типів можуть встановлюватися на стінках причалів, опорах мостів, зменшуючи вплив хвиль на них.

Сучасна хвильова електростанція складається з декількох спеціальних конвертерів, потужність кожного з яких може досягати 1 МВт. Кожен конвертер складається з декількох секцій, між якими закріплені на рухомих конструкціях гідравлічні поршні. До кожного поршня або системі поршнів прив’язаний гідравлічний двигун, який приводить в обертання електричний генератор.

У різних країнах експлуатується велика кількість навігаційних буїв, які використовують енергію хвиль. У 1985 р. в Норвегії були введені в дію і підключені до енергосистеми дві перші в світі дослідно-промислові хвильові електростанції.

Одна з перших в світі хвильових електростанцій потужністю біля 500 кВт у Норвегії також являє собою пневматичну хвильову установку, основною частиною якої є камера з нижньою відкритою частиною, зануреною під найнижчий рівень поверхні води.

Одна з успішніших на даний момент спроба ефективно переробляти енергію океанських хвиль – хвильова електростанція «Oceanlinx» в акваторії міста ПортКембл (Австралія). Вона була введена в експлуатацію ще в 2005 році, потім була демонтована для реконструкції і переобладнання і тільки на початку 2009 р. знову запущена в дію.

Принцип її роботи полягає в тому, що хвилі, які проходять через неї, поштовхами заповнюють водою спеціальну камеру, витискаючи повітря, що існує в цій камері. Повітря під тиском проходить через турбіну, обертаючи її лопаті. У зв’язку з тим, що напрям руху хвиль і їх сила постійно змінюються, на станції «Oceanlinx» використовується турбіна Denniss-Auld з регулюючим кутом повороту лопатей. Одна силова установка станції «Oceanlinx» має потужність (в піковому режимі) від 100 кВт до 1,5 МВт. Установка в Порт-Кембл поставляє в електромережу міста 450 кВт електрики.

Переваги такої електростанції:

– станції можуть виступати в якості хвилезаспокоювачів, а, отже, здатні захистити береги від розломів і обвалів;

–  можна розташувати хвильові електрогенератори невеликої потужності на конструкціях мостів, причалів, зменшуючи дію на них;

– електроенергія, отримана завдяки морським хвилям  не залежить і не потребує вуглеводневої сировини, поклади яких значно скорочуються.

Недоліки таких електростанцій є:

Лише 1 % світової від згенерованої електроенергії припадає на хвильові електростанції, хоча потенціал їх величезний. Обмежене використання хвильових електростанцій пов’язано перш за все з дорожнечею одержуваної енергії. Один кіловат електрики, отриманий на ХЕС в кілька разів дорожчий за аналогічний на ТЕС і АЕС.

Покриття значної частини акваторії перетворювачами хвиль може нашкодити екології, оскільки хвилі відіграють велику роль в газообміні океану і атмосфери, в очищенні водної поверхні від забруднень, а деякі типи генераторів) можуть призвести до витіснення рибалок із продуктивних рибопромислових районів і становити загрозу для безпечного плавання.

Література:

1. Хвильова електростанція URL: https://uk.wikipedia.org/wiki/ Хвильова_електростанція
2. Хвильові електростанції URL: http://energetika.in.ua/ua/books/book-5/part-1/section-2/2-7
3. Водна або гідроенергія URL: http://www.tzmukraine.com/proekti/1-6/1-3

Керівник: Шевчук О.В., кандидат педагогічних наук, викладач