Концепция электростанции VIVACE позволяет использовать практически любые, даже самые слабые водные течения, чья скорость не превышает 3 км/ч — а ведь таких на Земле большинство. Современные турбины, чтобы быть достаточно эффективными, требуют скорости течения хотя бы 9 км/ч.
Медленное электричество: Да будет ток!
Подавляющее большинство речных и океанских течений слишком медленны, чтобы можно было приводить ими в движение турбины и вырабатывать экономически выгодные количества энергии. Новый подход позволит использовать их в полной мере – для этого турбину надо заменить колыхающимся стеблем.
VIVACE — не просто итальянское слово и музыкальный термин, которое переводится «оживленно, очень быстро». Это еще и сокращение от Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy — «Индуцируемые водоворотами вибрации для выработки "чистой" энергии»
Суть технологии довольно ясна: если поместить в поток даже слабого течения округлый или цилиндрический предмет, вода, обтекая его, будет создавать вихри — взгляните на схему слева. Из-за небольших неравномерностей потока вихри с разных сторон не будут строго одинаковы, заставляя препятствие колебаться. Заметить это просто: найдите где-нибудь ручеек и поместите в него травинку, она непременно «забьется», колеблясь в плоскости, перпендикулярной направлению течения.
Между прочим, такие колебания не очень-то полезны для искусственных сооружений, они способны даже разрушать крупные мосты и другие конструкции на воде, они повреждают корабельные доки, раскачивают нефтедобывающие платформы и так далее.
«Четверть века я (в числе множества инженеров всего мира) работал над технологиями подавления этих опасных колебаний, — говорит Майкл Бернитсас (Michael Bernitsas), — Но в конечном итоге пришел к обратному: мы разработали систему, которая максимально колеблется и использует эту разрушительную силу природы во благо человека».
Между прочим, рыбы используют эту силу уже не одно тысячелетие. Они изгибают свое тело так, чтобы небольшие водовороты по разным его сторонам не уравновешивают друг друга, и используют возникающее давление для движения вперед: сама по себе их мышечная сила не могла бы обеспечить такой скорости плавания.
На рыбу электрогенератор VIVACE совершенно не похож — хотя, по заверениям Бернитсаса, более совершенные версии в будущем будут иметь нечто вроде хвоста и утолщенное в середине «тело». Рабочий прототип, собранный автором в своей лаборатории, представляет собой цилиндр, присоединенный к пружинке. Под действием течения воды (скорость 2,7 км/ч) в резервуаре цилиндр отклоняется то в одну сторону, то в другую. Ну а перевести механические колебания в электричество — дело, по сегодняшним меркам, совсем несложное.
По мнению автора, сравнительно небольшой массив таких цилиндров вполне сможет подзарядить батареи корабля на стоянке — или обеспечить энергией прибрежное поселение. При этом он будет скрыт где-нибудь под водой и совершенно не займет жизненное пространство, а медленные его движения не станут опасными ни для подводных обитателей, ни даже для пловцов.
Бернитсас подсчитал, что стоимость вырабатываемого с помощью его станции электричества не превысит 0,05 цента за КВт*ч (для сравнения: стоимость энергии, которую получают из ветряков — 0,069, а из солнечных батарей — от 0,16 до 0,48, в зависимости от их расположения). «Какого-то одного решения энергетической проблемы человечества вряд ли стоит ожидать, — резюмирует он. — Но если мы научимся использовать хотя бы 0,1% энергии слабых океанских течений, мы обеспечим нужды 15 млрд людей!»
Будем надеяться, что у Бернитсаса и его коллег получится довести свой, без сомнения, полезный проект «до ума» и до этапа коммерческого производства. Тем более что они уже организовали для привлечения инвестиций компанию Vortex Hydro Energy.
Кстати, проект этот очень напоминает и предложение других изобретателей, работающих над проектом электростанции-водоросли. Читайте: «Технологии мимикрии». Хотя, стоит заметить, при внешней схожести используются в них разные принципы.
По публикации Renewable Energy World