Возможности использования энергии вод мирового океана

Использование энергии океанов потенциально является более эффективным, чем отбор энергии ветра. Применение установок, использующих океанскую энергию, сдерживается неукротимостью морской стихии – механизмы не выдерживают напор штормов.

Достоинства и недостатки применения энергии океанов

Достоинства:

• Океанская энергетика превосходит ветровую по эффективности. Жидкости имеют большую плотность, поэтому для получения того же количества энергии требуется меньший объем воды, чем воздуха.
• Волновая энергетика устойчивее ветровой. Ветер дует не постоянно, волнение продолжается несколько дней после его прекращения.
• Морские электростанции не загрязняют окружающую среду, не опасны для морских обитателей. Морское волнение и тепло – возобновляемые неисчерпаемые источники энергии.

Недостатки:

• повышенные требования к прочности, коррозионной стойкости конструкций;
• перерывы в работе при спокойной поверхности моря (для волновых электростанций);
• противоречивые требования к выбору места установки.

Несмотря на указанные недостатки в мире работают сотни морских энергетических установок, их количество постоянно возрастает. Ниже описаны наиболее распространенные конструкции.

Использование тепловой энергии океанов

Энергетическая установка по отбору тепловой энергии состоит из:

• турбины;
• генератора;
• конденсатора.

Для выработки энергии используются установки с замкнутым, открытым и гибридным циклами.

• Замкнутый цикл – контур заполнен рабочей жидкостью с низкой температурой кипения. Под воздействием теплой воды с поверхности океана жидкость испаряется, пар вращает турбину. Отработанный пар охлаждается, конденсируется и цикл повторяется.
• Открытый цикл – теплая морская вода поступает в контур, испаряется в вакууме, далее все происходит, как в предыдущем случае. Конденсат может использоваться для питья, орошения или смешиваться с холодной морской водой и сбрасываться в океан. Установки, производящие пресную воду, обладают меньшим КПД.
• Гибридный цикл – в гибридных системах для оптимизации производства электроэнергии и пресной воды используют части систем открытого и замкнутого циклов.

Использование энергии волн

Волновые электростанции бывают береговыми, шельфовыми, глубинными, приливными.

Береговые системы включают терминаторные устройства, осциллирующие водяные колонны и маятниковые устройства.

• Терминаторные устройства представляют собой частично затопленные резервуары без дна. Под воздействием волн воздух в резервуарах периодически сжимается и вращает турбину.
• Осциллирующие водяные колонны имеют форму конуса. Благодаря такой форме высота волны внутри колонны возрастает. Вода поднимается и по трубопроводу подается на турбину.
• Маятниковое устройство – это короб, открытый с моря. На открытой стороне расположена заслонка (маятник).

Под воздействием набегающих волн заслонка качается, приводя в действие гидронасос и генератор.
Глубинные установки закреплены на дне и связаны с поплавком шлангом или тросом. Шлаг при подъеме поплавка на волнах растягивается, находящийся в нем воздух сжимается и приводит в действие турбину. Трос, связанный с турбиной совершает возвратно-поступательные движения.

Приливные установки выполняют по технологиям плотин, приливных заборов и турбин,

Плотины возводят в заливах и устьях рек. Во время прилива огражденный плотиной водоем заполняется водой, во время отлива вода поступает на турбины.

Приливный забор представляет собой ряд столбов, установленных поперек приливного течения. На столбах установлены вертикальные турбины. Приливные турбины – отдельно стоящие на сильном течении агрегаты.
Существует много разновидностей энергетических установок, устанавливаемых на шельфе. В одних из волны заполняют резервуар, края которого расположены выше среднего уровня воды. Вода из резервуара поступает на турбину.

Аттенюаторы представляют собой ряд поплавков, соединенных рычагами. Из-за разного постоянно меняющегося положения поплавков по высоте рычаги приходят в движение и управляют насосами.
Разработки новых устройств, работающих на энергии океана, продолжаются. Пока они не совершенны, но уже сейчас энергия океана работает на человечество.