Japonia zrzuca do oceanu gigantyczną turbinę. Czyżby sposób na „nieograniczoną” energię?
Japonia zrzuca do oceanu gigantyczną turbinę, by wykorzystać „nieograniczoną” energię
Głęboko pod falami znajduje się źródło energii nieporównywalne z żadnym innym. Aby z niego skorzystać, japońscy inżynierowie skonstruowali prawdziwego lewiatana – bestię zdolną wytrzymać najsilniejsze prądy oceaniczne i przekształcić ich przepływ w praktycznie nieograniczone źródło energii elektrycznej.
Firma Ishikawajima-Harima Heavy Industries – obecnie znana po prostu jako IHI Corporation – pracuje nad tą technologią już od ponad dziesięciu lat, a w 2017 r. nawiązała współpracę z organizacją NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization), aby przetestować swoje projekty.
W lutym projekt przeszedł ważny kamień milowy, kończąc udane, trwające trzy i pół roku testy terenowe na wodach u południowo-zachodnich wybrzeży Japonii.
Prototyp o masie 330 ton nosi nazwę Kairyu, co w wolnym tłumaczeniu oznacza „prąd oceaniczny”. Jego konstrukcja składa się z kadłuba o długości 20 metrów (66 stóp), otoczonego parą cylindrów podobnej wielkości, z których każdy mieści system generowania energii połączony z 11-metrową łopatką turbiny.
Po przymocowaniu do dna oceanu za pomocą liny kotwicznej i kabli zasilających urządzenie może się orientować w taki sposób, aby znaleźć najbardziej efektywną pozycję do generowania energii z impulsu prądów głębinowych i kierować ją do sieci.
Japonia jest krajem w dużym stopniu uzależnionym od importu paliw kopalnych, z których wytwarza znaczną część energii. Po katastrofie w elektrowni jądrowej w Fukushimie w 2011 roku opinia publiczna ma coraz gorsze zdanie na temat energii jądrowej, dlatego Japonia jest zmotywowana do wykorzystania swoich możliwości technologicznych w celu wykorzystania odnawialnych źródeł energii.
Niestety, górzysty archipelag japoński nie pozwala na budowę rozległych lasów turbin wiatrowych czy pól paneli słonecznych. Ze względu na położenie z dala od sąsiednich krajów, Japonia ma również mniejsze możliwości zrównoważenia wahań cen energii odnawialnej poprzez handel energią.
Jedną rzeczą, którą kraj ten posiada, są rozległe połacie wód przybrzeżnych. Na wschodzie ocean wiruje pod siłą prądu oceanicznego północnopacyficznego. W miejscu, w którym wir styka się z Japonią, jest on kierowany w stosunkowo silny przepływ zwany prądem Kuroshio.
IHI szacuje, że gdyby energia obecna w prądzie została wykorzystana, można by wytworzyć około 205 gigawatów energii elektrycznej, czyli tyle, ile wynosi obecna produkcja energii w kraju.
Ten olbrzymi potencjał drzemiący w burzliwych ruchach oceanu sprawia również, że tak trudno jest go wykorzystać jako źródło energii. Najszybciej płynące wody znajdują się blisko powierzchni, a tak się składa, że tam właśnie tajfuny mogą łatwo zniszczyć elektrownie.
Kairyu zaprojektowano tak, aby unosiła się około 50 metrów pod falami – gdy unosi się ku powierzchni, powstający opór powietrza zapewnia niezbędny moment obrotowy turbinom. Każda z łopat obraca się w przeciwną stronę, dzięki czemu urządzenie jest stosunkowo stabilne.
Przy prędkości od dwóch do czterech węzłów (około 1 do 2 metrów na sekundę) Kairyu jest w stanie wytworzyć 100 kilowatów mocy.
W porównaniu z mocą przeciętnej morskiej turbiny wiatrowej wynoszącą 3,6 megawata, Kairyu może niebawem wygenerować (dzięki 20-metrowej turbinie – 2 megawatów.
Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, być może już w przyszłym dziesięcioleciu zobaczymy farmę generatorów dostarczających prąd do sieci. Nie wiadomo, czy Kairyu uda się rozwinąć skalę projektu.
Pomimo ogromnego zainteresowania tą stosunkowo mało wykorzystywaną rezerwą energii odnawialnej, próby wyciśnięcia watów z pływów, fal i prądów otwartego oceanu zazwyczaj kończą się niepowodzeniem. Wysokie koszty inżynieryjne, ograniczenia środowiskowe, bliskość obszarów przybrzeżnych do sieci energetycznej… aby zrealizować takie projekty, trzeba pokonać wiele wyzwań.
Jeśli firmie IHI Corp. uda się je pokonać, może to przynieść gigantyczne korzyści – energia oceanu może zaspokoić od 40 do 70 procent zapotrzebowania Japonii na energię.
Dzięki postępom w dziedzinie materiałoznawstwa i lepszemu zrozumieniu środowiska morskiego ktoś z pewnością pokona szereg problemów, aby wykorzystać ogromne zasoby energii oceanu.
Źródło: sciencealert.com
Tłumaczenie: Agata Pałach, blog Nigdy za późno
