Волновые электростанции

Энергия волн океанов превосходит по удельной мощности как ветровую, так и солнечную энергию. Средняя мощность волн океанов и морей превышает 15 кВт на погонный метр.

При преобразовании энергии волн, эффективность может существенно превышать прочие альтернативные способы, такие как ветряные и солнечные электростанции, достигая коэффициента полезного использования в 85%. Но несмотря на это использование энергии волн весьма ограниченно по нескольким причинам- низкая плотность волн, сильная зависимость от погодных условий и высокая стоимсть оборудования.

Энергию из морской качки можно получить, преобразовав колебательное движение волн в электрическую энергию посредством генератора. В простейшем случае генератор должен получать вращательный момент на вал, при этом промежуточных преобразований не должно быть много.

Первая волновая электростанция (ВолЭС) была построена в 2008 году шотландской компанией «Ocean Power Delivery» у северных берегов Португалии.

ВЭС от данной компании состоит из нескольких установок-конверторов, называемых «Pelamis P-750»

Pelamis — структура, состоящая из четырёх цилиндрических секций, связанных шарнирами, и представляет собой некоторое подобие змеи.

Волны заставляют изгибаться эту плавающую «змею», за счёт чего внутри, в местах соединения соседних секций, перемещаются гидравлические поршни, прокачивающие масло через гидравлические двигатели, в свою очередь, вращающие электрогенераторы.

Произведённое одной «змеёй» электричество направляется в кабель, опускающийся с поплавка на дно. Несколько таких «змей» могут быть электрически соединены непосредственно на месте их расположения. И тогда уже по одному кабелю вся суммарная мощность будет подаваться на берег.

4. Энергия температурного градиента морской воды

Одним из мощнейших альтернативных источников энергии в мире является процесс изменения температуры воды Мирового океана на разных глубинах.

Явление температурного градиента в Мировом океане возникает вследствие того, что солнечное излучение нагревает лишь верхние слои воды. Средняя температура воды в верхних слоях океанов в тропических поясах достигает 25–30 градусов по Цельсию, по мере увеличения глубины она резко падает.

Каждый грамм нагретой воды у поверхности при разнице температур в 15 градусов содержит примерно на 15 калорий больше энергии, чем глубинный слой. В каждом кубометре воды — миллион граммов, таким образом, в этом объёме содержится 15 млн калорий энергии или 60 млн джоулей. При высвобождении такого количества энергии за одну секунду её генерируемая мощность составит 60 МВт. Если за секунду извлечь энергию одновременно из 20 кубометров воды, будет получено 1,2 ГВт, что сопоставимо с выработкой современной атомной электростанции.

Конверсия энергии температурного градиента морской воды осуществляется при помощи гидротермальных станций, которые устанавливаются в океанической акватории. Но ввиду несовершенства технологий реализованные проекты имеют по большей части экспериментальный характер.

Принцип работы станций, работающих на разнице температур воды — тёплую морскую воду отправляют в теплообменник, где жидкий аммиак и фрион превращаются в пар, который вращает турбины, а затем вода поступает в следующий теплообменник для охлаждения иконденсации. Далее полученная при вращении турбин электроэнергия поступает по подводному к местам потребления.

2.2 Гелиоэнергетика

Использование энергии солнца также является одной из самых перспективных нетрадиционных источников альтернативной энергии. Электричество из солнечной энергии производят многочисленными методами — от тепловых электростанций, где собранные в пучёк солнечные лучи нагревают, до солнечных батарей и наноантен.