Terra incognita * альтернативной энергетики

«Движение и чередующаяся неровность волн, которые, поднявшись словно горы, затем опускаются вниз, увлекая за собой все тела, находящиеся на них. Огромный тяжёлый корабль, который не приподнимет никакая сила, подчиняется легчайшему колебанию волны. Если допустить, что этот корабль приподнят рычагом, то можно получить представление о самой мощной машине, из когда-либо существовавших…»

                                                                                Дэвид Росс,   “Энергия волн”   

Вспоминаю как в далёком уже, 1974 году мне, тогда ещё молодому специалисту, попала в руки книга Томаса С.Джилмера «Проектирование современного корабля»(Издательство «Судостроение», Ленинград, 1974). А там, в главе шестой «Корабль в движении – качка корабля» поразила вот эта фотография.

(Не поленился, нашёл и отсканировал её для Вас. Извиняюсь за качество, но, будьте снисходительны,  это – прошлый век – admin).

 Накат встречной волны на носовую часть танкера

   Пояснение к фотографии гласило …

«Накат встречной волны на носовую часть танкера Marita водоизмещением 50 000 т. Сила воды очевидна, так как судно не в состоянии подняться на вершину волны»

Очевидность этой силы так врезалась в сознание, что с тех пор я начал собирать информацию о самых разнообразных её проявлениях и  попытках использования.

Столетие назад, в 1912 году, в  иллюстрированном журнале науки, искусства и литературы, «Природа и Люди», №2 был опубликован очерк Я. Лесного «Что мы знаем о волнах моря», который начинался так. «Если бы мы могли оседлать Уэльсовскую «машину времени», умчаться на ней в туманную даль прошедшего и оттуда взглянуть на наш земной шар, – мы не узнали бы его. Миллионы лет тому назад материки не только имели совсем иные очертания, но и сама поверхность этих материков имела совершенно иной вид: иные, чуждые нам ландшафты покрывали их, произрастали иные растения и водились иные животные. Человека с его городами, распаханными полями и дорогами – тогда еще не было… Лишь одно оставалось неизменным во все геологические периоды: это вид морского простора. Миллионы лет тому назад по нему перекатывались те же волны, которые бороздят его и теперь. Вид волнующейся водной поверхности – это самый древний ландшафт, какой мы знаем на Земле. Да и в наши дни он самый распространенный: ведь, две трети всей поверхности нашей планеты покрыты водой!  »

Заканчивался очерк весьма оптимистично:  «в недалеком будущем промышленное использование энергии волн будет, несомненно, поставлено на более широкую ногу. И тогда человек не только покорит море, но и сделает его мятежные волны своими послушными рабами.» (выделено мной,  админ.)

Здесь можно ознакомиться с полной версией очерка Я.Лесного, который, на удивление, не утратил своей познавательной ценности и в наше время.

Но при ретроспективном взгляде на проблему становится совершенно ясно, что за прошедшие со времени этой публикации сто лет, мы, научившись летать не только в атмосфере, но и в космосе, оседлав машины и мотоциклы, освоив подводный мир и, вроде как, приручив атом…   очень мало продвинулись в пониманиии, тем более, покорении «самого древнего ландшафта Земли». И отнюдь не потому, что не пытались (Не сомневайтесь, у Скотта Карпентера, были весьма веские основания назвать Океан «более враждебным человеку, чем Космос»).

Энергия волн мирового океана — это та энергия, которая переносится волнами по границе раздела вода-воздух. Относится эта энергия к возобновляемым источникам и её можно использовать для совершения полезной работы: генерации электроэнергии, опреснения воды, наполнения резервуаров…

Сотрудниками океанографического института Скрипса (США) по результатами наблюдений  1977 и 1982 годов  выполнены оценки суммарных и допустимых для переработки мощностей различных океанических источников энергии. Соответствующие данные приводятся на диаграмме:

Распределение океанских источников энергии

Каждая диаграмма содержит два уровня – суммарный и допустимый для преобразования (заштрихован). (Допустимый уровень преобразования определялся с учетом ряда технологических и экологических факторов.   Мощность океанских ветров, в 1982 году не оценивалась.)

Кроме того, на основе многолетних наблюдений с помощью  глобальной системы исследовательских буёв и высотомеров, установленных на  искусственных спутниках Земли Topex/Poseidon, Jason-1 и Jason-2 (совместный проект  Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA),  Французского космического агентства (CNES), национального управления по исследованию океана и атмосферы США (NOAA) и Европейской организацией эксплуатации метеорологических спутников (EUMETSAT)) составлена точная карта потенциала энергетических полей  волновой энергетики.

Карта среднегодовой мощности волн мирового океана

Карта показывает распределение среднегодовой мощности волн ( в КВт на погонный метр фронта волны) по всей поверхности Мирового океана. Особо обращает на себя внимание урожайность энергетических полей,  расположенных западнее южных провинций  Чили, Ирландии, Великобритании,  Австралии, Новой Зеландии.  Вы только вдумайтесь и представьте себе эти цифры… С учетом того, что площадь Мирового океана занимает 71% поверхности нашей планеты, боюсь, что Ваше воображение просто «зашкалится».

Не мудрено, что в гонку за доступ к этим ресурсам включается всё больше стран. Уже работают первые промышленные образцы в Японии, Испании, Индии. Набирает обороты процесс  создания и испытаний опытных образцов в США, Канаде, Великобритании, Ирландии, Португалии, Норвегии, Австралии, Новой Зеландии, Южной Африке. Проводятся научно-исследовательские работы в Швеции, Финляндии, Дании, Эстонии, России, Украине, Латвии.

По своей сути Волновая энергияконцентрированная энергия ветра и солнца. Соответственно, мощность, которую можно получить от волнения океанов планеты, будет меньше общей мощности энергии, которое Солнце посылает на Землю. Однако мощность электрогенераторов, которые будут работать от волн, может превышать суммарную мощность всех других альтернативных источников энергии.  Использование этого источника энергии позволило бы решить большинство энергетических проблем, стоящих перед человечеством в настоящее время . Ведь преобразовать механическую энергию в электрическую в случае с энергией волн можно с КПД до 85 %. Такого уровня не достиг пока ни один из известных видов возобновляемой энергетики.  Всё это позволяет ожидать, что морские волны станут со временем самым дешёвым из чистых источников энергии!

Вроде, грех жаловаться на то, что этот вид энергетики обижен вниманием практикующих инженеров и венчурных финансистов. В средствах массовой информации во всём мире каждый год делается одно-два громких заявления об очередном «прорыве» в этой области. Но позже эти проекты, как правило, тихонько, так сказать «по-английски», исчезают из поля зрения СМИ…

И вновь остаются только умопомрачительные факты разгула стихии. Разрушения, которые вызывают волны, дают весьма наглядное представление об их энергетике. Так, описан случай,  когда на шотландском побережье волны выломали и передвинули каменный блок весом 1350 т.   Блок заменили, установив на его место железобетонный пирс весом 2600 т.  Пирса хватило только на пять лет.  После этого, инженеры, наконец догадались измерить силу прибоя в этом месте побережья с помощью приборов: оказалось, что давление волны там  достигает 29 т/м2   

На побережье штата Орегон волна забросила обломок скалы весом 60 кг на крышу маяка, расположенную на высоте 28 м от уровня моря.

При ударе волны высотой всего 1 м с периодом 10 сек на 1 милю побережья обрушивается мощность более 35 тыс. л. с. – огромная кинетическая энергия. Но  кроме кинетической волна несёт в себе ещё и такой же по мощности запас потенциальной энергии.

Остаётся только,  как и сто лет назад, надеяться на “недалёкое будущее” и настойчивее продолжать поиски. Ведь 21-й век необходимо станет веком возобновляемой энергетики. Самый древний ландшафт Земли ещё ждёт своего Архимеда.

© Игорь Шпинёв


Подпишись на наш канал Ютуб!

Узнай больше о современных устройствах утилизации энергии морских волн!

* – (лат.)  дословно «неизвестная земля». Этим латинским термином на древних картах эпохи географических открытий обозначались недавно открытые и воображаемые земли. Позже это  выражение  стало употребляться не в прямом, а в  переносном значении: неведомые, неисследованные вещи, нечто неизвестное, неразработанная область знания – admin.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *