А. Лельевр - Эврика-86

ВОЛНЫ

ПОД КОЛПАКОМ

Близ японского города Цуруока испытывается электростанция, использующая энергию волн прибоя. Небольшая бухточка накрыта «колпаком» с воздушной камерой и отверстием вверху. Над отверстием смонтировано воздушное колесо с генератором. Морские волны колеблют уровень воды в камере и вызывают поток воздуха, который вращает колесо. По приблизительной оценке, волны высотой в метр должны создавать мощность 3 киловатта, двухметровые-12 киловатт Рассчитывают, что среднегодовая мот' ность станции в данном месте составит 10 киловатт. Если эксперимент окажется удачным,

электростанции предполагается "вменять для снабжения энергией Еденные островки. На случай штиля f" g с прибойной электростанцией ° "п^ан работать обычный движок.

КАПКАН ДЛЯ ПРИЛИВОВ

Специалисты подсчитали: мощь морских приливов на земном шаре достигает как минимум миллиарда киловатт. Во многих странах, у берегов которых высота приливных волн превышает пять метров, с ними связывают немалые надежды на будущее энергетики. В отличие от' изменчивого ветра ученых привлекает постоянство приливов: уровень воды в океане вздымается и опускается в такт с фазами Луны. Отсюда и родилась заманчивая идея увязать работу приливных электростанций с графиком речных ГЭС. И за счет этого сократить потери, вызванные суточными «пиками» и «провалами» в потреблении электроэнергии.

Реальность этого замысла подтверждает опыт Советского Союза, где на побережье Баренцева моря вот уже много лет действует приливная электростанция. Принцип ее действия за^^ресовал специалистов многих ^ран, он использован в проектах подобных электростанций, строящихся в Канаде, Англии, США. Но одновременно идут и поиски новых решений, по^°^*ощих использовать энергию при"^ов с максимальным эффектом. Не^w вблизи шведского порта Гёте°Р" заработала приливная установка, ^^"ная по проекту «Петропомпа». ^° своего рода гибкий шланг из син^^^ого материала с внутренним

и внешним диаметрами, соответственно, 21 и 28 сантиметров. Вход и выход из него закрывают специальные клапаны.

Шланг крепится ко дну с таким расчетом, чтобы приливная волна, ворвавшись в него через входной клапан, приводила в движение гидротурбину и связанный с нею электрогенератор. Понятно, что мощность одного такого устройства невелика. Но, по замыслу авторов проекта, приливная электростанция должна состоять из нескольких десятков и даже сотен подобных шлангов. Причем, увеличивая их число, ее мощность можно постепенно наращивать.

Особое внимание ученых и специалистов привлек проект приливной электростанции, разработанный группой инженеров из национальной технической лаборатории в Глазго. Они предложили соорудить у шотландского острова Льюис цепь из четырех "бетонных капканов" своего рода пустотелых плотин. Каждая из них должна иметь в длину 110 метров, в ширину — 60 и в высоту — 33,6 метра.

Внутренним камерам плотин, открытым снизу, инженеры придали форму раковины улитки. Поднимающаяся приливная волна должна входить в них с большой скоростью и играть роль поршня — сжимать воздух, заполняющий пространство над поверхностью воды. После этого через систему капканов и направляющих решеток воздух поступит на лопатки турбогенераторов, установленных в машинных залах над камерами.

Но вот приливная волна откатывается от берега. Уровень воды в бетонных камерах понижается, создавая в них разрежение. И теперь они начинают всасывать воздух снаружи. Этот воздух, прежде чем попасть в камеры, также проходит через турбогенератор. Причем стоящие на его пути клапаны и решетки направляют наружный воздух на лопатки турбин с той же стороны, что и сжатый в камерах.

По расчетам авторов проекта "Бетонный капкан", мощность такой приливной электростанции составит около 2 миллионов киловатт.

Этот способ подключения малом ных потребителей вызвал интерес же в других странах Латинской Аме^ ки, в Таиланде, Индии и Индонезии ^

ЭНЕРГИЯ ОТ ГРОМООТВОДА

На опорах каждой высоковольтной линии электропередачи, помимо проводов, несущих ток, натянут выше других еще один провод (иногда даже два). Это так называемый грозозащитный трос, фактически громоотвод длиной во всю линию. Он заземлен и принимает на себя удары молний. На линиях переменного тока в нем наводится индукционное напряжение от токонесущих проводов. Обычно оно отводится в землю.

Это напряжение было решено использовать для снабжения электроэнергией небольшой деревни, затерянной в горах Перу. Недалеко от деревни проходит линия электропередачи с напряжением 220 киловольт. Неэкономично строить понижающую подстанцию для нескольких десятков домов — ведь все материалы и оборудование пришлось бы доставлять в горы. Поэтому инженеры предложили подсоединить потребителей к грозозащитному тросу. Наводимого тока оказалось вполне достаточно для нужд деревни, а напряжение его значительно ниже, чем напряжение на линии, так что вместо подстанции понадобился лишь небольшой трансформатор. Смонтировали также автоматический переключатель, который при ударе молнии успевает на секунду отключить потребителей от системы и заземлить трос.

СТРАТЕГИЯ УМЕРЕННОСТИ

ОТ БОЛЬШОГО К МАЛОМУ Сегодня электростанции, работающие на угле, нефти, газе и ядерном топливе, теряют в виде отходов или не пути к потребителю около двух третей энергии, которая не была преобразована в электрическую. Между тем эти ныне теряемые отходы могли бы, например, использоваться мелкими потребителями и домашними хозяйствами, которым в основном требуется низкотемпературное тепло.

Возможен и другой путь — сооружать тепловые электростанции с таким расчетом, чтобы отходящие газы имели температуру не менее 100 градусов Цельсия и могли бы использоваться непосредственно для технологических нужд или для обогрева помещений. Правда, подобные ТЭС будут расходовать несколько больше топлива, чем обычные электростанции сравнимой мощности, но зато они дадут во много раз больше полезного тепла. Однако здесь есть свои проблемы. Вспомним, что сегодня электроэнергия производится в основном на крупных станциях, но далеко от районов массового потребления. Вследствие этого возможности использования отходов тепла в большинстве случаев ограничены из-за отсутствия достаточного числа потребителей, которые находились бы на близком и, следовательно, на экономически приемлемом расстоянии.

Поэтому все большее внимание уделяется небольшим или средним электростанциям, которые производили бы энергию и тепло и были бы расположены в непосредственной близости от места их потребления. Особые надежды связываются с технологией прямого сжигания угля в так называемой вихревой топке. Воздух, вдуваемый в такую топку, удерживает угольную мелочь и пыль во взвешенном состоянии. Одновременно в топку подаются добавки, которые связывают содержащуюся в угле серу и не дают ей улетучиться через трубу в виде газообразной двуокиси, загрязняющей воздух. В этом вихревом слое располагаются поверхности нагрева для парообразования, которые без больших потерь напрямую поглощают тепловую энергию.