Автор: Мировой океан покрывает более 70% поверхности Земли. В нем есть течения, некоторые из которых намного сильнее самых быстрых крупных рек. Эти течения можно использовать для получения чистой морской возобновляемой энергии.
Морская энергетика гораздо более предсказуема и надежна, чем многие другие виды возобновляемой энергии, потому что, в отличие от солнца и ветра, которые обычно не вырабатывают электроэнергию, океанские течения никогда не прекращают движение по планете.
Новое исследование показало, что у восточного и юго-восточного побережий Африки есть течения, которые делают их одним из самых перспективных мест в мире для производства энергии из океана.
Исследователи Махсан Садугипур, Джеймс Ванзвитен, Юфей Танг и Габриэль Алсенас объясняют, что необходимо для включения возобновляемых источников морской энергии в энергетический баланс африканских стран.
Океанские течения содержат кинетическую энергию, которая может быть преобразована в электрическую энергию с помощью турбин, что делают их похожими на морские ветряные электростанции или ветряные турбины, расположенные в океане, которые преобразуют ветер в электричество.
Разница в том, что преобразование океанских течений в энергию означает, что турбины будут плавать на поверхности или под поверхностью океана.
Электроэнергия, которую они вырабатывают, может быть доставлена на берег с помощью силовых кабелей, проложенных под водой (как это в настоящее время делается с ветряными турбинами в море).
Ее также можно было бы использовать для выработки водорода в море, который можно было бы транспортировать и использовать в качестве топлива. Это устранило бы необходимость в подводных кабелях.
Однако, важно проводить исследования на постоянной основе.
Так, ученые получили данные с дрейфующих буев в океане.
Эти устройства оснащены метеорологическими и океанографическими датчиками, которые были отправлены в океан.
Сегодня в мировом океане плавает 1 250 таких буев, которые предназначены для отслеживания циркуляции воды в океанах, что позволяет постоянно измерять скорость и направление океанских течений.
Важно понимать, что буи не переносятся ветром: они передают информацию об океанских течениях через спутник, чтобы ее можно было сделать общедоступной и использовать учеными.
В целом, ученые проанализировали 43 миллиона измерений скорости и направления океанских течений в определенных местах и в разное время в течение 30 лет.
Исходя из этого, они смогли рассчитать количество энергии, запасенной в каждом квадратном метре океана, что характеризуется плотностью энергии.
Это фундаментальный шаг в определении потенциала океанических течений для выработки чистой и возобновляемой энергии.
В ходе последних исследований впервые была получена такая информация.
Между тем, опытные образцы турбин были разработаны и испытаны в море еще в 1985 году.
Главные проблемы, однако, свзаны с установкой этих систем в глубоководных морских условиях.
Прогресса удалось добиться, усовершенствовав подводные кабели и микрокомпьютеры, используемые в системах энергоснабжения океанских течений, а также усовершенствовав конструкцию лопаток турбин.
Также были достигнуты успехи в разработке более прочных креплений для этих систем.
В настоящее время, новые и усовершенствованные системы разрабатываются и тестируются в водах Флориды (США), Северной Каролины (США), Японии и Тайваня.
Инженеры в Южной Африке и Мексике также изучают потенциал турбин с океанскими течениями.
Ученые определили высокоэнергетические районы в водах Сомали, Кении, Танзании и Мадагаскара.
В них наблюдаются одни из самых энергоемких течений на Земле, что превышает стандарт использования энергии ветра, который можно классифицировать как “превосходный”.
Это потенциальные места для производства энергии из океана.
Район в океане у берегов Южной Африки также обладает потенциалом.
Например, мы обнаружили районы с плотностью электроэнергии от 500 до 2 500 Ватт на квадратный метр на площади примерно 800 на 30 км от Южной Африки и примерно 2000 на 30 км от Сомали, Кении и Танзании.
Чтобы представить это в перспективе, среднее небольшое домохозяйство в Южной Африке потребляет в среднем около 730 ватт электроэнергии.
Таким образом, каждый квадратный метр океана, который генерирует энергию, может обеспечить энергией одно небольшое домохозяйство в Южной Африке.
Однако необходимы дополнительные исследования.
Они связаны с тем, что ученые не измеряли течения в Индийском океане так долго, как в других океанах. Например, течения в Тихом океане измеряются с 1979 года, а течения в Индийском океане — только с 1994 года.
Кроме того, большинство из этих высокоэнергетических районов расположены на относительно большой глубине (более 1000 метров), что естественным образом затрудняет установку турбин, работающих в условиях океанического течения.
Впрочем, положительным моментом является то, что эти районы расположены относительно близко к берегу. У побережья Южной Африки, Сомали, Кении и Мадагаскара также есть районы, где в водах глубиной до 100 метров наблюдается высокая плотность энергии океанских течений.
Существует большая вероятность того, что относительно мелководные и прибрежные районы, подобные этим, станут первыми местами, где у берегов Африки будет вырабатываться электроэнергия на основе океанских течений.
Не секрет, что ученые по всему миру проводят исследования того, как использовать океанские волны, приливы и течения для выработки энергии и разрабатывают соответствующие проекты.
Обычно разработчик проекта, сообщество или электрическая компания создают бизнес для привлечения инвестиций для запуска проекта.
Затем потребуется дополнительная техническая работа, которая включает в себя тщательное измерение океанских течений для точного выбора местоположения турбин и выяснение того, как соединить турбины с берегом.
Затем разработчику проекта необходимо собрать все воедино.
Стоимость каждого проекта будет разной, в зависимости от его масштабов и требуемых технологий. Поиск средств для запуска может оказаться сложной задачей.
Другим камнем преткновения является то, что технологии, позволяющие использовать океанские течения, пока не являются коммерчески жизнеспособными.
Но они быстро развиваются.
Оригинал статьи здесь.