Солнце, воздух и вода нам заменят “Дальэнерго”?

В будущем это вполне возможно, считают ученые. Пережитый нами зимой очередной энергетический кризис вновь заставил задуматься о бренности бытия. Конечно, не в столь глобально-философском смысле, но в надежность “Дальэнерго” уж точно никто давно не верит.

Народ освоил установку буржуек и миниатюрных дизель-генераторов, принюхался к испарениям из керосиновых грелок – это на обывательском уровне. Люди же ученые думают куда как шире. Проблема тепла в отдельно взятой квартире неотделима для них от глубочайших исследований, итогами которых помимо заветных градусов и киловатт становятся диссертации и публикации в солидных журналах.
          Поиск иных, нетрадиционных источников энергии ведется уже давно. Собственно говоря, не все из них можно назвать “нетрадиционными”. Та же “традиционная”, казалось бы, энергия атомного ядра используется людьми каких-то полвека, зато воду под солнцем нагревали с незапамятных времен.
          Солнцу в лаборатории нетрадиционной энергетики Института морских технологий ДВО РАН отводится особая роль. Горячая вода в здание подается от солнечной водонагревательной установки, размещенной на его крыше.
          Принцип работы cолнечных водонагревательных батарей такой же, как в дачных душевых кабинках. Однако есть и свои хитрости, позволяющие использовать тепло светила максимально эффективно даже в морозы. Это и особый светопоглощающий материал, которым покрыты батереи, и специальная конструкция установки, и изоляция, не выпускающая полученное тепло наружу. Играет роль все, включая угол, под которым батарея повернута к солнцу, и конструкция теплообменника.
          Солнечные батареи для нагрева воды активно используются в Калифорнии, Израиле, Германии, и у нас их установка теоретически эффективна: по подсчетам метеорологов, в среднем в Приморье 310 солнечных дней, или 1900 – 2400 солнечных часов в год, а это почти 30 миллиардов киловатт солнечной энергии. Большая часть ясных дней в Приморье приходится как раз на зиму. В это же время случаются и энергетические кризисы. В этом свете использование энергии Солнца выглядит вполне разумным.
          - Солнечной батареи площадью 6–9 квадратных метров достаточно, чтобы обеспечить горячей водой семью из трех человек, - рассказывает сотрудник лаборатории нетрадиционной энергетики Александр Волков. – Правда, использовать их можно лишь как дополнительный источник тепла. Ведь поступление солнечной энергии изменяется от максимальной величины в солнечный полдень до полного отсутствия вечером и ночью. А бывают еще и пасмурные дни. И все-таки даже по самым приблизительным подсчетам, солнечная батарея дает существенную экономию, к тому же этот вид энергии стопроцентно экологичен – никаких вредных выбросов – просто светит себе солнышко и светит.
          Кстати, лаборатория уже приступила к созданию первого, опытного образца комбинированной солнечной водонагревательной установки для отопления и горячего водоснабжения. Она будет установлена на крыше одного из домов в пригороде Владивостока. В доме есть робот-бойлер, и водонагревающая установка скомбинирована с электрическим котлом в качестве дублирующего источника.
          К сожалению, солнечные батареи не могут обеспечить горячей водой все население в многоэтажках – людей там живет много, а площадь крыши маленькая.
          Но не только солнце рассматривают сотрудники лаборатории как источник энергии. Волны, приливы и отливы, ветер и даже соленая вода могут давать столь необходимые людям тепло и электричество.
          Например, приливы - отливы. Чтобы построить электростанцию, турбины которой вращались бы за счет перепада уровня воды, нужно, чтобы перепад этот был достаточно большим. В Приморье же он не превышает 0,5 метра, что несравнимо с возможностями скандинавских фьордов или побережья Камчатки, где работали ученые лаборатории. По результатам экспедиций в Тугурский залив и на Пенжинскую губу они установили, что там – идеальное место для строительства приливно-отливной ЭС, но по иронии судьбы там нет потребителей энергии – местность практически необжита. А тянуть тысячекилометровые ЛЭП через тундру и тайгу просто невыгодно.
          Исследования энергии волн в лаборатории прекратились несколько лет назад, когда институт покинул ведущий специалист в этой области, профессор, доктор технических наук Виктор Иванович Сичкарев. Продолжить его дело оказалось некому, но не столько потому, что в институте не нашлось достойных ученых, сколько потому, что финансирование в те годы катастрофически уменьшилось. А жаль – по мнению Александра Волкова, это очень перспективное направление.
          Из-за недостатка финансирования не получают дальнейшего развития исследования и в области получения электроэнергии на основе перепада солености “река - море”. Лично мне, стопроцентно гуманитарному человеку с тройкой по физике в аттестате, оно показалось наиболее экзотичным – ну как, скажите, можно получать электричество из соли???
          - А очень просто, – растолковал Валерий Княжев, научный сотрудник лаборатории нетрадиционной энергетики, занимающийся как раз этим направлением. – Растворяясь в воде, соли образуют ионы – заряженные частицы. И если есть градиент (разница) насыщенности ими двух растворов, то можно получать электричество. Ведь любой перепад стремится выровняться, возникает движение, и на его пути надо лишь поставить своеобразную “плотину”. В нашем случае используются специальные мембраны, проходя через которые, положительные и отрицательные ионы разделяются, в результате чего получается электрический потенциал, который подается на электроды. Кстати, по подобному принципу работает обычная батарейка.
          Этот метод мог бы стать идеальным решением энергетических проблем для небольшого поселка, расположенного в устье реки, впадающей в море, а таких в Приморье немало, но пока он недостаточно изучен.
          Никто не говорит о том, что энергия солнца, воды и ветра сможет спасти человечество. Еще долго мы вынуждены будем сжигать уголь и нефть, загрязняя атмосферу и уродуя землю карьерами и скважинами. Будем строить ГЭС, затопляя леса и губя реки, возводить атомные станции, вздрагивая при слове “Чернобыль”. Это реальность, от которой никуда не денешься. Утешает лишь то, что исследования в области принципиально иной энергетики ведутся и даже кое-где уже применяются на практике.
         
          Справка “В”. Начало в области исследования нетрадиционных источников энергии было положено еще в 1979 году в Тихоокеанском океанологическом институте известным ученым Виктором Анатольевичем Акуличевым. В 1980-м Госкомитет СССР по науке и технике поручил ТОИ быть головным по проекту “Энергетика океана”. Вскоре в ТОИ была создана группа энергетики океана, которую возглавил кандидат технических наук Альберт Константинович Ильин. В 1984-м она была преобразована в самостоятельную лабораторию, которая, в свою очередь, с 1989 года вошла в состав вновь созданного Института проблем морских технологий ДВО АН СССР (теперь ДВО РАН).

Автор: Юлия ИГНАТЕНКО, "Владивосток"