Раздел 2. Гидроэнергетические ресурсы, их использование. Принципиальные схемы, параметры, режимы работы ГЭС и ГАЭС

В останні десятиріччя проводяться широкомасштабні дослідження практичного використання значного потенціалу течій в морях і океанах, які підрозділяють на неперіодичні, мусонні (пассатні) й припливновідпливні. З них в першу чергу розглядається можливість використання енергії головних неперіодичних течій (Гольфстрим, Куросіо та ін.), сумарний енергетичний потенціал яких за різними методиками оцінюється від 5 до 300 млрд. кВт. Такі різкі розходження в оцінках можна пояснити різницями в методиках розрахунку, відсутністю достатньо обґрунтованих уявлень відносно можливих параметрів використання енергії течій, екологічних наслідків, а також відсутністю практичного досвіду.

Попередньо оцінюється можливість використання до 1–2% енергії течій в морях і океанах без негативних екологічних наслідків. Суттєвими позитивними факторами використання їх енергії є висока забезпеченість їх потужності, закономірність зміни потужності в часі протягом року.

Так, течії Гольфстрім і Куросіо несуть відповідно 83 і 55 млн. м³/с води, а, наприклад, енергетична потужність флоридської течії (частини Гольфстріму) на східному узбережжі США з витратою 30 млн. м³/с оцінюється потужністю біля 20 млн. кВт.

Мал. 2.27. Установка для перетворення енергії океанських течій: 1 – лопатне робоче колесо; 2 – механічна система повороту лопатей; 3 – струмонаправляюча труба; 4 – анкерні розчалки; 5 – якірне кріплення

Також може використовуватися енергія мусонних течій, наприклад Сомалійської течії, яка омиває узбережжя Східної Африки та ін., енергія припливно-відпливних течій.

Запропоновано різні типи потужних енергетичних установок для використання енергії безнапірних потоків океанських течій (мал. 2.27), а також невеликих установок для використання енергії течій в річках і каналах.

У більшості запропонованих установок використовуються лопатеві робочі колеса з вертикальною або горизонтальною віссю обертання, занурені в поток під рівень води. У варіанті установки з розташуванням горизонтальної вісі обертання вздовж потоку робоче колесо має вигляд вітроколеса або колеса осьової гідравлічної турбіни (див. мал. 2.27). Установка розміщується біля дна моря на жорсткій опорі або розкріпляється в потоці за допомогою тросів і якорів.

Наприклад, в проекті використання енергії океанських течій у флоридській заплаві (США) передбачається розміщення 242 підводних установок потужністю 83 МВт кожна.

Недоліком таких установок є низька концентрація енергії, у зв’язку з чим вони характеризуються великими розмірами, високою матеріалоємністю і питомою вартістю.

Окрім установок для використання енергії течій безнапірних потоків, можуть використовуватися установки для перетворення енергії напірних потоків (у трубопроводах систем водопостачання, каналізації тощо). Для цього в трубопроводах можуть позташовуватися агрегати, які включають гідравлічну турбіну і генератор.