71 процент поверхности Земли покрыт океанами. Небольшая часть этой территории уже используется для производства возобновляемой энергии.

Компания CorPower Ocean продвинулась дальше всех в технологическом плане. Фото: CorPower 

Существуют плавучие солнечные системы, которые снабжают электроэнергией острова или места на материке недалеко от побережья. Разрабатываются также плавучие ветряные электростанции, которые, в отличие от обычных морских ветряных турбин, можно размещать даже в очень глубоких водах. Однако другой источник энергии на море практически не используется: волны.

В отличие от современных электростанций, которые используют изменение уровня воды между приливами и отливами для выработки электроэнергии, волновые электростанции преобразуют движение поверхностных волн в электрическую энергию. Есть несколько способов сделать это.

«Существует более 1000 различных вариантов и несколько форм технологий», — говорит Кристиан Кейндорф, профессор в области возобновляемых источников энергии в Кильском университете прикладных наук.

Некоторые волновые электростанции имеют камеры, заполненные воздухом, в которых воздух сжимается при приходе волны. Сжатый воздух проходит через турбину и вырабатывает электроэнергию.

Другие технологии используют гигантские буи, прикрепленные ко дну океана. Движение плавающих тел вверх и вниз, в свою очередь, приводит в действие генератор.

«Морской змей» — это название волновой энергетической установки, состоящей из нескольких вытянутых плавающих объектов, соединенных друг с другом шарнирами. Гидравлические насосы прикреплены к шарнирам и приводят в действие генератор.

Первый «Морской змей» был введен в эксплуатацию у побережья Шотландии в 2004 году и стал первой волновой электростанцией, подающей электроэнергию в энергосистему. Шотландская компания Pelamis Wave Power построила в общей сложности 5 экземпляров. Очень похожая электростанция была испытана в Южно-Китайском море в 2015 году. Конструкция так и не дошла до серийного производства.

«Морской змей» чаще всего используется вблизи побережья вдоль пирсов, поскольку волны должны ударяться о конструкцию, чтобы вырабатывалась электроэнергия.

Все технологии объединяет то, что они еще не используются в коммерческих целях.

«Волновые электростанции все еще крайне экзотичны; мне пока не известно о серийном производстве систем одного типа», — говорит Кейндорф.

Исследования велись по этому поводу на протяжении десятилетий, но есть большая проблема. По-настоящему опробовать технологию можно только в открытом море. Там лучший выход энергии при высоких волнах. В открытом море ветер раздувает волны. Чем сильнее дует ветер, тем выше волны.

Однако чрезвычайно высокие волны могут быть опасны для морских систем. Необходимо учитывать штормовую безопасность. Станции должны быть надежными и, прежде всего, не требующими особого обслуживания.

Энергетический потенциал волн велик и экспоненциально увеличивается с высотой волны. Сколько можно получить энергии с помощью волновых электростанций, пока неясно.

Стартап Corpower Ocean смог достичь пиковой мощности около 600 киловатт во время испытаний с помощью своих 19-метровых волновых электростанций. В обычном режиме максимальная мощность должна составлять около 850 киловатт. Электростанция уже выдержала несколько штормов в 70 километрах от побережья Португалии. Кроме того, развитие волновых электростанций все еще находится в зачаточном состоянии, говорит Кейндорф.
Волновая электростанция Aurelia Wino была разработана в Кильском университете прикладных наук.
Кейндорф говорит на основании своего опыта. В Кильском университете прикладных наук сам исследователь работает над волновой электростанцией, которая будет генерировать электроэнергию за счет движения плавающего объекта вверх и вниз. Ему и его команде потребовалось 3,5 года, чтобы построить прототип под названием Aurelia Wino. Пройдет еще два года, прежде чем станция будет протестирована в реальных условиях.
Чтобы система достигла серийного производства, требуются годы. Кроме того, финансирование таких систем крайне затруднено. 

По словам Кейндорфа, волновые электростанции определенно найдут свое применение. Однако, по его мнению, они не смогут производить энергию в больших масштабах, как морские ветряные электростанции.

Скорее, волновые электростанции можно было бы использовать для снабжения электричеством островов, которые до сих пор получают электроэнергию от дизельных генераторов, а топливо приходится доставлять кораблем, что требует больших усилий. Или для исследовательско-измерительных станций в море. Или волновые электростанции послужат зарядными станциями для электрокораблей, которые часами простаивают у крупных ветряных электростанциях, пока специалисты обслуживают системы.

«Волновые электростанции не для масс. Мы никогда не покроем затраты на производство электроэнергии таким образом», — говорит инженер.

Но в этом нет никакой необходимости – было бы успехом, если бы отдельные конечные потребители могли снабжаться энергией непосредственно в открытом море или можно было бы заменить дизель-генераторы на островах, чтобы внести вклад в климатическую нейтральность.