Освоение океана продолжается

Океаны, моря, реки и другие водоемы занимают большую часть планеты и содержат в себе колоссальную энергию, если даже взять, только кинетическую энергию движущейся воды, по той или иной причине движения, т.е. течения, приливы, сила волн и т.д. Энергию рек люди стали использовать давно, начиная с водяных мельниц и кончая гигантскими Гидроэлектростанциями ХХ1 века. В использовании течений морей, приливов и силы волн, человечество пока делает робкие шаги.

Один из существенных и оригинальных проектов, был предложен в начале 80 годах ХХ века Испанским инженером Феликсом Канью, строительство донной ж\б плотины для подводной ГЭС, в южной части побережья Испании. Океанологи определили, что вдоль марокканского побережья из Атлантического океана в Средиземное море вливается около 100000 м3 воды в секунду, а в придонной части моря у берегов Испании в океан движется морская вода в обратном направлении. Вот, энергию этой мощной донной реки и предложил использовать Феликс Канью, для этого надо было построить ж\б плотину, в пропускных арках которой должны были разместиться электрогенераторы горизонтального типа. Но стройка века не состоялась, видимо из-за сложности возведения плотины, хотя гидротурбины, говорят, были уже созданы фирмами Англии. Донные морские плотины, это очевидно, гораздо экологичней, чем речные поперечные плотины, не требуют подпора воды, затопление земель и строительства пропускных шлюзов, а технологии подводных работ, не сложней, чем наземные.

Хотя многие Европейские энергетические фирмы и компании, охладели к крупным подводным плотинам, из-за сложности и дороговизны их возведения, но если новые современные технологии их возведения, снизятся на половину, то возможно некоторые потребители обратят внимание на эти сооружения, т.к. по мощности донные плотинные ГЭС не будут уступать речным гидроэлектростанциям – гигантам и в тоже время не отнимают места на суше.

Автор позволит себе предложить еще свой вариант донной морской плотины, на его взгляд более технологичный и экономичный, а значит реальный в осуществлении.

Подобные плотины можно возводить всюду, где есть постоянные донные течения, но если данный проект был уже предложен для Испании в прошлом веке, то и рассмотрим вариант проекта именно для этого региона, в том же примерно месте на южном побережье страны .

Вдоль южного побережья Средиземноморской Испании, от Гибралтара и далее на восток, необходимо выбрать благоприятное дно, примерно около 1-1,5 километра в море от берега, и с оптимальными глубинами до 35-40 метров, и естественно, с донным течением не менее — 1м\сек. Под защитой искусственной дамбы у берега, можно создать искусственную бухту (по той же технологии, что плотину), где разместятся вспомогательные суда, причалы, полигоны для изготовления необходимых изделий и форм ж\б конструкций, электроподстанция, сборочные цеха и подъездные пути.

В акватории этой тихой бухты и начинается, от берега, монтаж тела самой плотины, правда при некоторых условиях и требований к донной плотине, возможно в первую очередь, будет необходимо, возвести на конце будущей плотины, маяк. Если плотина будет притоплена на 7-8 метров, то маяк определит, где могут проходить маломерные суда и где крупные корабли, а если по некоторым условиям (или вариантам), гребень плотины должен будет быть выше уровня моря, то маяк тем более необходим, на конце самой плотины. Маяк устанавливается на искусственном острове, сооруженном из ж\б колец диаметром от 6 до 12 метров, в зависимости от глубин в этом месте, которые заполняются скальным грунтом с проливом литым бетоном, по особой технологии и в расчетных места. Кольца изготовляются по той же технологии, что и ячеистые контейнеры (т.е методом «мокрого торкрета» на вращающем стенде) для тела плотины. От маяка и идет подготовка ложа будущей плотины по дуге, вогнутой по течению.

Для монтажа пустотелых конструкций, не обязательно использовать сложные специальные плавсредства. Доставка с берегового полигона ячеистых конструкций и материалов, может осуществляться с помощью специальных понтонов (ноу-хау и патент), а монтаж может вестись, плавучими кранами, причем транспортировка и засыпка установленных ячеистых конструкций скальным грунтом и подводное бетонирование, также может осуществляться с помощью тех же понтонов, оборудованных бункерами с трубчатыми транспортерами (хоботами), что удешевит общие монтажные работы. Пролив скального наполнителя и стыков конструкций бетоном может, так же осуществляется с барж бетононасосами. Глубина до 35 метров, способствует использованию легких водолазов и специальных монтажных батискафов для контроля за подводными работами. На схеме виден почти весь процесс производства работ и предлагаемая схема плотины. В тело плотины по ярусам, вставляются специальной формы, блоки с цилиндрическими отверстиями, куда, затем монтируются электрогенераторы, которые подключаются к, уже проложенному, во время монтажа плотины, электрокабелю. Для электрогенераторов с гидродвигателями, блоки изготовляются отдельно на полигоне, по выбранной схеме и, если есть уже готовые генераторы, то энергоблок может устанавливаться уже в собранном виде под водой, а если генераторы еще не готовы, то энергоблоки могут, уже после монтажа всей плотины, вставляться в ячейки. Удобно и технологично будет, если размеры всех блоков будут, например равны 2х2х4м, 2,5х2,5х5м, или 3х3х6м, в зависимости от ширины и высоты донной плотины, а блоки с генераторами, представляют соответственных размеров, кубы с продольными по течению отверстиями, снабженными специальными пазами и крепежом, для монтажа и фиксации сборных энергоблоков. Расчетная высота и изгибающая форма донной плотины в плане, увеличит подпор воды, и естественно, увеличится скорость направляемого потока в отверстия энергоблоков и повысится мощность генераторов. При указанных примерных размерах плотины, в ней могут разместиться от 300 до 500 генераторов, что при мощности одного генератора, минимум в 100 квт, донная плотина даст около 300 миллиардов киловатт-часов в год, но генераторы могут быть и более мощные. В случае отказа работы генератора, он просто извлекается из бетонного блока с помощью подводного монтажного батискафа и сразу заменяется другим, предварительно отключающиеся от общей сети, затем извлеченный блок, отправляется в цех ремонта на берегу.

Если конфигурация берега Испании позволит построить не одну подобную плотину, то наверняка проблема с недостатком электроэнергии уменьшится или решиться полностью, без строительства АЭС и даже Ветростанций. Если все — таки, условий для строительства плотин не будет и стоимость ее не удовлетворит заказчика, как и в варианте Феликса Канью, то автор предложит еще одну оригинальную конструкцию гидроплотины. Энергоблоки могут полностью изготавливаться на заводах, например в России, и транспортироваться к месту установки морем или ж\д транспортом . Строительство Ветростанций на суше уже не экологично, если можно так сказать, а АЭС и подавно опасны для густонаселенной Европы, поэтому ВЭС стремятся сейчас выносить в море, подальше от берега, на искусственные острова или атоллы, что сильно удорожает вырабатываемый квт. Донные плотинные ГЭС и автономные энергоблоки гораздо безопасней и дешевле. Правда, используя технологию возведения плотины, можно в море создавать комбинированные комплексы типа Ветро-Гидростанций.

Вернемся к поверхностному течению у берегов Марокко, грех не использовать и его (около 100 000 м3/сек.), если глубина потока не менее двух метров, а скорость течения не менее 1-1,5 м\сек. Автор может предложить гидрогенератор работающий именно в этих условиях, поверхностных течений, но он пригоден и для приливов и отливов, а также для рек, единственно что в этих местах, где будут помещены гидроустановки, использующие поверхностные потоки, судоходство не возможно, так как ГЭС использует поверхностные лопастные двигатели (ноу-хау), почти плавающего или притопленного типа. В отличии от подводных мачтовых ГЭС фирмы Marine Curent Turbines и фирмы SMO Hydrovision ( ГЭС перевертыши), гидростанция поверхностных потоков в море и в реках, используют максимально поток и в любом направлении. Станции могут быть, одиночно плавающей, якорного типа, или стационарной, опирающейся на дно (виде кольцевого столба диаметром до 12м заполненного скальным грунтом) и с добрым десятком генераторов в машинном помещении, над поверхностью моря. Или типа подводного корабля, стоящего на якорях в плавающем или в погруженном состоянии и имеющего возможность менять позицию, в зависимости от условий течений и ледового состояния. Для последнего варианта можно использовать списанные дизельные подводные лодки или утилизированные ж\д цистерны. Мощность комплекса ограничена только количеством генераторов и силой поверхностного потока в море или в реке.

Подобные донные плотины, автономные блочные донные гидроэлектростанции, приливные ГЭС и ГЭС для поверхностных течений, со временем найдут применение и в России, особенно на Дальнем востоке, на северных морях и на глубоких местах Сибирских рек, даже подо льдом, тем более, со льда удобней вести ремонт и монтаж блоков. Особенно рационально во льдах, использовать автономные донные энергетические блоки и плавающие ГЭС, на базе подводных лодок или оборудованных цистерн, помещая их в поток прямо со льда или в летнее время, в каньоны с донными течениями, и только кабель будет связывать эти ГЭС с берегом, и с потребителем.

Автор так же предлагает еще один проект, вместо гигантских плотин, перегораживающих реки, (тем более что, они уже становятся опасны в эксплуатации по «старости» ( по 70-80 лет, а ремонт потребует затрат огромных), строить продольные береговые «плотины», которые не требуют затопления земель, сохраняют судоходство и естественное существование рыбного поголовья. Если защитить, например, наиболее опасные части рек Эльбы и Дуная и др. разливающихся рек, трубчатым ж.б. шпунтом и среди них разместить кольца с энергоблоками, то меньше было бы неприятностей от ежегодных разливов, да еще и получили бы «не дорогую» электроэнергию. Все равно многие страны, ежегодно несут большие затраты на защиту берегов, и восстановление аварийных зданий, но это будут «мертвые» защитные береговые ж\б сооружения, а так, предлагаемые защитные цилиндры и энергоблоки будут себя окупать. Технология изготовления ж\б тонкостенных цилиндров, проста, не требует заводского изготовления (ноу-хау) и естественно дальней транспортировки к месту укладки, кроме того и сама технология устройства защитной стенки из цилиндров не сложна. ( Стоимость одного ж\б цилиндра длиной 6м и диаметром в 1м, примерно равна около 10000руб.). Дизайнеры и архитекторы придадут достойный и необычный вид самим набережным и сооружениям с машинными залами, расположенными вдоль берегов.

Для рек в России, сибирских и дальневосточных, автор может предложить несколько малых ГЭС и даже микро ГЭС, весом в не более 30 кг и, то вес этих агрегатов составляет в основном вес генератора. Все устройства компактны, просты, автономны и даже есть, конструкции универсальны, т.е. эксплуатироваться могут и в малых речках, глубиной потока от 0,15м. и больших потоках любой глубины, а также в морских приливах и отливах, кроме того, некоторые конструкции, могут работать и как ГЭС и как ветрогенераторы. Есть разработки, ГЭС типа «ванных» плотин или ванн с водоворотом, которые могут использоваться даже вдали от рек, на большом расстоянии, т.е. ГЭС для поселков и городов, не имеющих поблизости рек.

Эти разработки и идеи выставлены на различные молодежные конкурсы старшеклассников и студентов в 2007-08 годах.

Для дальнейших работ над проектами и создания моделей и опытных образцов, перечисленных и предлагаемых типов ГЭС и энергоблоков, больших и малых, или хотя бы их макетов, требуются спонсорские вложения, причем спонсор может быть патентообладателем некоторых разработок, а так же возможно создание совместных творческих коллективов и предприятий.

Инженер строитель-гидротехник Александр Яковенко

Комментировать новость

<