Во всем мире возрастает интерес к гидрокинетической энергии, которую вырабатываю полностью или частично погруженные в движущуюся воду турбины. Государственные и частные инвесторы, заинтересованные в возобновляемых источниках энергии, видят в таком способе выработки энергии все больший потенциал. Т.к. выработка энергии в данном случае происходит благодаря естественному течению воды, то такая энергетическая система может быть размещена в любой движущейся воде с минимальными затратами на создание инфраструктуры и без ущерба для окружающей среды.

Применение гидрокинетической энергии не ново для человечества. Многие века человек применял данную технологию на свое благо.

Идеально расположение для гидрокинетической турбины – глубоководные быстрые реки или сливные отсеки уже существующих гидроэлектростанций, где уже развита инфраструктура, но вода еще сохраняет свою кинетическую энергию.

Как работает баржа на гидрокинетической энергии.
Наша гидрокинетическая технология основана на турбине с горизонтальной осью для речных и океанических течений. Ее работу можно сравнить с несколькими колесами Пельтона, установленными на один вал, но значительно лучше. Преимущества и технические характеристики вертикально погруженной лопасти присущи и горизонтальной противопотоковой турбине.

Основой нашей инновационной технологии стала вогнутая форма лопастей турбины. Передняя кромка лопасти обеспечивает меньшее сопротивление, в то время как задняя кромка лопасти аэродинамически оптимизирована так, чтобы сократить Плоскостной Динамический Эффект. Турбина устанавливается на лодках катамаранного типа или баржах и частично погружена в водный поток под дном баржи.

В условиях не зарегулированного водного потока проекты такого рода могут иметь коэффициент производительности более 98%, т.к. энергия будет вырабатываться благодаря постоянному водному течению.

Скорость поворота турбины очень мала. Поэтому она может быть остановлена в течение нескольких секунд с помощью автоматической системы контроля неполадок и поднята из воды для проведения технического осмотра или ремонта менее чем за 2 минуты.

Баржа, на которой установлена турбина, и сама турбина разработаны с расчетом на изменения плотности воды, значительные изменения скорости водного потока, прямого воздействия больших и быстродвижущихся предметов, предусмотрена система самоочистки турбины от мелкого мусора и водорослей. Единственный фактор, который может уменьшить эффективность турбины, – это уменьшение скорости водного потока. В случае непредвиденных неблагоприятных условий или во время наводнения баржа при необходимости может быть поднята на берег.

Первая, спроектированная нами баржа, имеет мощность в 1 МВт и вырабатывает 8,760 МВт/час электроэнергии в год при максимальной мощности синхронизированного генератора переменного тока. Т.к. выход энергии пропорционален скорости и плотности водного потока в кубе, то выход энергии от потока с маленькой скорость, например 1м/сек, будет намного меньше, чем от потока со скоростью 3м/сек. В зависимости от факторов окружающей среды и других факторов (например, глубина), наша лопасть будет сконструирована, так чтобы компенсировать недостаток скорости. Например, лопасть турбины может быть длинной и широкой для глубоководный и медленных потоков, и, короткой и узкой – для мелководный, но быстрых водных потоков.

Срок службы данной баржи рассчитан приблизительно на 20 лет. Благодаря тому, что в ней очень мало движущихся частей, расходы на ремонт и обслуживание будут невелики.

Место расположение
Не все реки обладают постоянным поток необходимой силы по причине сезонных колебаний в количестве осадков или недостаточной глубиной (здесь нужно учитывать вес самой баржи). Во многих частях мира реки во время сухих сезонов мельчают, что снижает степень практичности использования такого рода барж. Также теоретически баржа будет намного эффективнее работать в середине прямого участка реки или ближе к берегу реки с большим ветров в устье, где, таким образом, повышается скорость течения. Но обязательным условие речного движения является беспрепятственный проход баржи на безопасном расстоянии от возможных объектов столкновения.
Идеальным условием соединения с электросетью является близость к линиям электропередачи или, по крайней мере, к непосредственным конечным потребителям электроэнергии. Это поможет сократить расходы на создание инфраструктуры.

Технические инновации
Наша запатентованная вогнутая форма лопасти позволяет сократить аэродинамическое сопротивление передней кромки лопасти и сократить воздействие Плоскостного Динамического Эффекта на заднюю кромку лопасти. Лопасти и сама турбины легко ремонтируются, заменяются и усовершенствуются. Если форма лопасти усовершенствуется, или будет изготовлена с использованием других материалов (например, графит, композиты, металлические сплавы или промышленные сорта высокопрочного пластика), или сделаны другие технические усовершенствования, которые позволят повысить коэффициент производительности, то поднять турбину из воды и сделать все необходимые работы можно в течение одного дня.

Лицензии и разрешения
Многие страны и государства в мире благоприятствуют проектам по использованию возобновляемых источников энергии и экологически чистым проектам. Разработки в данной отрасли всячески поддерживаются и достаточно легко лицензируются. Например, в Южной Африке, NERSA (англ. The National Energy Regulato- Департамент по Энергорегулированию в Южной Африке) опубликовал новые тарифы на возобновляемые источники энергии и инструкции по такого рода энергетическим проектам.

Флора и фауна водоемов и окружающая среда
Некоторые защитники окружающей среды могут заметить, что гидрокинетические турбины могут навредить рыбе и другим видам живой природы. Это является правдой лишь по отношению к гидротурбинам, работающим при нескольких тысячах оборотов в минуту, которые действительно могут порезать и убить рыб. Наша турбина и лопасти вращаются с той же скоростью, и даже меньше, и в туже сторону, что и сам водный поток.

Мы внимательно изучили отчеты Инженерного корпуса Сухопутных войск США о расчетных формулах смертности рыб с целью рассчитать ущерб от нашей турбины, и, выяснили, что смертность будет составлять всего 1%. На наш взгляд, турбины не нанесут значительного ущерба морской фауне. Также ожидаемый коэффициент ухудшения качества воды из-за температурных изменений, концентрации кислорода в воде или прозрачности равен нулю.

Перспективы
Наша цель – построение и использование некоторого количества энергобарж в Южной Африке в рамках возможностей нашей небольшой группы разработчиков, но с учетом возможности привлечения инвесторов на попроектной основе или со структурно ограниченным участием. Также мы предлагаем компаниям в других странах, работающим в данной сфере, лицензии на изготовление и сборку наших турбин в Южной Африке с последующей возможностью экспорта.

Благодаря нашей лицензированной технологии мы сможет предоставить полный пакет чертежей и инструкции, разработанных на основе предоставленных клиентом данных, которые позволят изготовить и баржу на месте.

Также мы предоставляем возможность негосударственным организациям купить маленькие турбины по очень низким ценам, которые не включают отчислений за лицензии, для использования в неблагоприятных для сельскохозяйственной деятельности районах. Такие турбины можно устанавливать в небольших горных или других потоках, каналах орошения для обеспечения ограниченных потребностей в электроэнергии (нескольких электролампочек, компьютера, для подзарядки мобильного телефона и т.д.).

Смелые шаги
Мы верим, что наша технология сделает возведение дамб со сопутствующим ущербом окружающей среды и социально-экономическими неудобствами не нужным.
Корабли и баржи с катамаранным типом строения на сегодняшний день могут перевозить более 1,400 тн. Это значит, что наши турбины практически не ограничены в размерах и могут производить сотни МВт каждая. Вот лишь некоторые из рек, где могут быть использованы наши энергобаржи Рейн, Миссисипи, Конго, Нил, Амазонка. А какие возможности открываются перед энергобаржами на океанских просторах!

По материалам: www.alternative-energy-news.info