Подводный кайт умножает поток ради сбора энергии

Кинетической энергии в квадратном метре потока воды, идущем со скоростью 2,5 м/с, столько же, сколько в ветре, "делающем" 260 км/ч. Ветер непостоянен, а приливы регулярны. Но приливные электростанции всё равно остаются экзотикой, а ветровые фермы завоёвывают планету. Не придумано ещё оптимальной конструкции? В очередь на признание встал ещё один вариант.

Шведско-британская компания Minesto, выделившаяся три года назад из промышленного гиганта Saab Group, разработала весьма оригинальный проект электростанции Deep Green. В основе системы — крыло размахом 12 метров, которое плавает под водой, будучи прикреплённым ко дну длинным тросом.

Вдохновлённые пируэтами, которые способны проделывать в небе кайты воздушные, инженеры Minesto придумали подводный кайт. Это удивительный принцип работы станции за счёт гидродинамической силы: кайт начинает выписывать в толще моря гигантские восьмёрки, в чём устройству помогает автоматически-управляемый руль.

Самое интересное, что скорость движения "змея" по его замкнутой траектории оказывается в 10 раз выше, чем скорость приливного течения, в которое он погружён, — 16 метров в секунду против 1,6 м/с.

Это "умножение скорости" означает, что водяная турбина, установленная под крылом, может быть намного меньше в диаметре (а именно — всего 1 метр), чем стационарная при той же генерируемой мощности. А она равна 500 киловаттам. Турбина без всяких промежуточных передач вращает вал электрогенератора, а ток поступает по кабелю на берег.

Авторы Deep Green указывают сразу на несколько преимуществ своей версии приливной станции. Большинство генераторов, преобразовывающих энергию приливных течений, строятся или задумываются по схеме, сходной со строением классических ветряков: в виде большого "пропеллера" на стационарной башне, только расположенного под водой.

Так сделано в уже действующей установке SeaGen, такую же картину можно увидеть и в проекте Neptune.

Всем им для нормальной работы нужен приличный поток, что ограничивает возможные места для монтажа – годятся только удачные участки в узких проливах и заливах.

Аппарат Deep Green же начинает давать электричество при куда меньшем темпе приливного течения, а потому может быть установлен на значительно больших глубинах и на большем удалении от берегов, что многократно расширяет спектр возможных районов монтажа и рынок для таких установок.

Сравнение с Deep Green не выдерживает и другой тип приливной станции — на основе плотины, подобной возведённым на речных ГЭС. Такие системы, в которых прилив загоняет воду в закрытый резервуар (отгороженный морской залив), а затем эта вода крутит турбины, могут быть очень крупными и мощными, но капитальное строительство тут просто огромное.

Deep Green же даже проще в этом отношении, чем набор "подводная башня – винт", поскольку требует лишь сравнительно небольшого якоря на дне, да и сложность этой системы не зависит от глубины моря в точке установки. Последняя может составлять от 20 до более 100 метров при высоте "полёта" кайта над дном в десятки метров. Над водой ничего заметить не удастся.

А ещё Deep Green проще демонтировать в случае перебазирования станции или с целью доставки генератора на завод для ремонта. Низкий вес системы потенциально означает и низкую её цену. В совокупности все эти плюсы говорят о том, что подводный кайт может извлекать приливную энергию там, где другие установки оказались бы экономически нецелесообразными.

Для проверки своей идеи специалисты Minesto построили маленький прототип Deep Green и испытали его в бассейне. Об этих тестах и о проекте в целом рассказывается в видеоролике.

Недавно компания получила инвестиции в размере 2 миллиона евро, которые направит на постройку более крупного прототипа устройства, уже в масштабе 1:4. Его должны испытать у берегов Северной Ирландии в 2011 году.

Если эти тесты будут успешными, следующим шагом станет постройка полномасштабных приливных кайтов, которые поместят на дно моря уже в количестве 10 штук. Группы из нескольких таких аппаратов, по замыслу Minesto, должны снабжать прибрежные города разных стран мира даровой энергией.

На второй этап эксперимента, впрочем, ещё потребуется изыскать $50 миллионов. Но компания надеется, что через четыре года сможет выпустить на рынок коммерческий вариант своей приливной установки.