Шведская компания CorPower заявила о прорыве в разработке плавучих генераторов электроэнергии, использующих энергию волн. Генератор-буй компании прошёл 6-месячные испытания в море и показал высочайшую эффективность. По сравнению с обычными генераторами, которые используют волны, выработка устройства CorPower оказалась на 300 % выше. Секрет кроется в подстройке фазы колебания генератора по отношению к фазе волны.

Источник изображений: CorPower

Генератор приводят в движение колебания корпуса буя вверх и вниз гребнем волны. Генератор движется линейно по направляющим, которые закреплены на дне (как вариант, на подводном балласте). Направляющие имеют нарезку, которая через шестерёночную передачу вращает ротор генератора. Система амортизаторов может придерживать амплитуду прыжков буя-генератора на волне. Тем самым колебания буя немного отстают от скорости подъёма уровня воды (волны) и это придаёт ему дополнительную энергию, когда уровень начинает спадать. Подскок получается на большую высоту, чем допускает текущее волнение. Благодаря этому генератор взлетает выше даже на слабой волне, которая в среднем случается чаще.

Автоматика генератора сама выбирает фазу колебаний в зависимости от уровня волнения, и в сильную волну блокирует движение, чтобы не допустить аварии. Так, генератор модели C4 успешно прошёл испытания в шторм, когда высота волн достигала 18,5 м. Размеры самого генератора-буя составляют 19 м в высоту и 9 м в диаметре.

Компания CorPower изготовила только один экземпляр генератора, и теперь вернула его в порт для изучения после 6 месяцев в море. В этом, кстати, преимущество подобных разработок. Генератор всегда можно отбуксировать на обслуживание или ремонт, тогда как с плавучими ветряными электростанциями и, тем более, со стационарными ветрогенераторами на мелководье такое не провернёшь.

Во время испытаний пиковая выработка генератора C4 достигала 600 кВт. Его мощность была искусственно ограничена, говорят в компании, а во время штатной работы генератор сможет вырабатывать в пике до 850 кВт. Если развернуть в море или океане свыше 20 тыс. таких генераторов, то такая электростанция сможет вырабатывать до 20 ГВт электроэнергии. В таком случае стоимость каждого выработанного ею МВт·ч электричества снизится до конкурентного уровня $33–44 LCoE (нормированной стоимости электроэнергии).

Также стоит отметить, что буи-генераторы можно будет располагать намного плотнее в море, чем ветрогенераторы, и тем самым кратно увеличить сбор энергии с каждого квадратного километра морской глади.

Норвежские компании Hydro и World Wide Wind совместно создадут прототип плавучей ветряной турбины нового типа. Лопасти турбины будут необычными на вид, и расположатся на вертикально ориентированной оси. Это придаст установке компактный вид и сделает её легче и дешевле вплоть до изготовления из алюминия вместо стали, где алюминий сыграет роль «зелёного» металла, который можно получать с помощью возобновляемой энергии.

Источник изображения: World Wide Wind

Разработкой проекта будет заниматься компания World Wide Wind, а Hydro, как один из крупнейших в мире производителей алюминия, обеспечит выпуск деталей конструкции. В дальнейшем компания Hydro надеется внести алюминиевые ветряные турбины в список фирменных изделий, чтобы быть на пике климатических усилий.

Предложенное решение плавучей турбины опирается на пару вертикально расположенных роторов с противоположно направленным вращением. Лопасти в форме перевёрнутой буквы V по три на каждый ротор. Ось вращения наклоняется по ветру и каждый раз вращается с максимально выгодным для неё наклоном вне зависимости от направления ветра. Такой турбине не нужен фундамент на дне, гондола и редукторы, а это колоссальная экономия средств. Генератор в основании играет роль противовеса, что также упрощает конструкцию установки.

Разработчики делают акцент на то, что нельзя слепо переносить проекты наземных ветряных турбин на проекты морских ветряных установок. Даже для прибрежных зон с мелкой водой необходимо разрабатывать свои адаптированные решения. Посмотрим, как они с этим справятся.