Водите на океаните се крият безбройбогатство, основното от което, може би, са безгранични източници на енергия под формата на морски вълни. За първи път се използва мисълта за използването на кинетичната енергия на валцовите шахти през 18 век в Париж, където е представен първият патент за мелница за вълни. Сега технологията пристъпи напред и съвместните усилия на учените създадоха първата комерсиална електроцентрала, която започна да работи през 2008 г.
Не е тайна, че природното богатствоса на ръба на изтощение. Запасите от въглища, нефт и газ - основните енергийни източници - приключват. Според най-оптимистичните прогнози на учените, резервите ще бъдат достатъчни за 150-300 години живот. Ядрената енергия също не отговаря на очакванията. Големият капацитет и производителността изплащат разходите за строителство, експлоатация, но проблемите с изхвърлянето на отпадъци и увреждането на околната среда скоро ще ги принудят да ги изоставят. Поради тези причини учените търсят нови алтернативни източници на енергия. Вятърните и слънчевите електроцентрали вече работят. Но с всичките им предимства те имат съществен недостатък - ниска ефективност. Няма да е възможно да се задоволят нуждите на цялото население. Следователно са необходими нови решения.
За да генерирате електричество, вълнацентралата използва кинетичната енергия на вълните. Според най-консервативните оценки този потенциал се оценява на 2 милиона MW, което е сравнима с 1000 атомни електроцентрали, работещи с пълен капацитет, и около 75 kW / m на метър фронт на вълната. В същото време не се наблюдават абсолютно никакви вредни въздействия върху околната среда.
Вълновите електроцентрали се наричат плаващиструктури, способни да преобразуват механичната енергия на вълновото движение в електрическа енергия и да я прехвърлят на потребителя. Те се опитват да използват два източника:
Различните страни използват свои собствени технологии за преобразуване на механичното движение на вълните в електричество, но общата схема на действие е една и съща.
Основната пречка пред обширнатавъвеждането на вълнови електроцентрали е тяхната цена. Поради сложния дизайн и сложната инсталация на повърхността на морските води, разходите за въвеждане на такива инсталации в експлоатация са по-високи, отколкото при изграждането на атомна електроцентрала или ТЕЦ.
Освен това има редица други недостатъци,които са свързани главно с появата на социално-икономически проблеми. Въпросът е, че големите поплавъчни станции създават опасност и пречат на навигацията и риболова - електроцентрала с плаваща вълна може просто да измести човек от риболовните зони. Възможни са и последици за околната среда. Използването на инсталации значително намалява морските стени, прави ги по-малки и не им позволява да се пробият на брега. Междувременно вълните играят важна роля в процеса на газообмен в океана и в пречистването на повърхността му. Всичко това може да доведе до промяна в екологичния баланс.
Наред с недостатъците, вълновата централа има и редица предимства, които имат положителен ефект върху човешката дейност:
Сухопътните води, главно реките, също имат енергийни резерви. Изграждането на станции на мостове, прелези, пристанища е перспектива за развитието на тази област на производство на електроенергия.
Основната задача пред научнатаобщността сега, е да подобри дизайна, който ще намали разходите за електричество, генерирано от вълнови електроцентрали. Принципът на действие трябва да остане същият, но за създаване на инсталации ще бъдат използвани нови технологии и материали.
Средната мощност на вълната е 75-85 kW / m -в този диапазон са настроени повечето станции. По време на буря обаче силата на морските шахти се увеличава няколко пъти и има опасност от разрушаване на инсталациите. Повече от едно острие е смачкано или огънато след бурята. За да разрешат този проблем, учените изкуствено намаляват специфичната мощност на вълните. Един от проблемите е, че масовото използване на вълнови станции ще доведе до климатични промени. Генерирането на електрическа енергия се осъществява чрез въртенето на Земята (така се образуват вълните). Широкото използване на станции ще накара планетата да се върти по-бавно. Човек няма да усети разликата, но това ще унищожи редица течения, които играят важна роля в топлообмена на Земята.
Първата вълнова електроцентрала се появи през 1985 годинагодина в Норвегия. Мощността му беше 500 kW, а самият той беше прототип. Принципът му на действие се основава на циклично компресиране и разширяване на средата:
Такава електроцентрала произвежда 500 кВт мощност, което е достатъчно, за да потвърди ефективността на инсталациите, което допринесе за тяхното развитие.
Първият в света завод в индустриален мащабСмятан за офшорно пристанище Oceanlinx Port Kemble, Австралия. Той беше пуснат в експлоатация през 2005 г., но след това беше изпратен за реконструкция и през 2009 г. отново започна да работи, поради което в района сега се използват както приливни, така и вълнови електроцентрали. Принципът му на действие е следният:
Мощността на инсталацията беше около 450 kW, въпреки че всяка секция на станцията може да произвежда от 100 kW * h до 1,5 MW * h електрическа енергия.
Първа търговска електроцентрала с вълназаданието, спечелено през 2008 г. в Агусадор, Португалия. Нещо повече, това е първата инсталация в света, която използва директно механичната енергия на вълната. Проектът е подготвен от английската компания Pelamis Wave Power.
Структурата включва няколко раздела,които се освобождават и издигат с вълновия профил. Секциите са шарнирно свързани към хидравличната система и я задействат по време на движение. Хидравличният механизъм кара ротора на генератора да се върти, като по този начин генерира електричество. Вълновите електроцентрали, използвани в Португалия, имат плюсове и минуси. Предимството на инсталацията е нейната висока мощност - около 2,25 MW, както и възможността за инсталиране на допълнителни секции. Има само един недостатък на инсталирането на системата - възникват трудности при прехвърлянето на електрическа енергия чрез проводници към потребителя.
В Русия първият вятърен парк се появи през 2014 г.Приморска територия. Разработката е извършена от екип учени от Уралския федерален университет и Тихоокеанския океанологичен институт на Далечния изток на Руската академия на науките. Инсталацията е от експериментален характер. Нейната особеност е, че използва енергията не само на вълните, но и на приливите и отливите.
Планира се строителство в Москваизследователска лаборатория, която ще разработи и създаде първата вътрешна плаваща станция. Може би след това вълновите централи в Русия също ще имат промишлено или търговско предназначение.
