Промышленность

Энергия приливов – в духе времени

Компания Nova Innovation уже зарекомендовала себя как мировой лидер в области приливных электростанций. Её цель — использование экологически чистой энергии приливов для перехода к рациональному использованию ресурсов океана и предотвращения климатических изменений.

Related Articles

Приливная энергетика всё ещё находится в начале своего развития, однако она обладает огромным потенциалом и может стать источником экологически чистой энергии во всём мире. Жителям прибрежных районов хорошо известна сила и степень предсказуемости регулярных приливов и отливов, вызываемых гравитационными силами Луны и Солнца. Ранее энергия приливов практически не использовалась, но у компании Nova Innovation имеются амбициозные планы по изменению этой ситуации.

Саймон Форрест и Гэри Коннор основали компанию в 2010 г. с целью создания принципиально новой энергетики. Компания начала работу с посевного финансирования, но по мере роста ей удалось привлечь частные и государственные инвестиции. Прогнозируемый оборот компании на 2021 г составляет 3 млн фунтов стерлингов (3,5 млн евро), а штат Nova насчитывает 30 сотрудников из четырёх стран. Производство расположено в Шотландии. «Наша компания находится на этапе роста и масштабирования в тот самый момент, когда приливная энергетика становится общемировой тенденцией», — отметил Форрест, генеральный директор компании.

Коннор занимает должность технического директора. Вот что он рассказывает о продукции компании Nova: «Мы проектируем, строим и эксплуатируем турбины, вырабатывающее электричество из энергии приливов и отливов. Наши турбины предназначены для установки как на большой глубине, так и на мелководье, а также в устьях широких рек по всему миру. Установка наших турбин выполняется очень оперативно, а срок их службы составляет 20 лет».

Инновационная конструкция

Nova использует технологию приливных течений. Энергия движущейся воды в момент прилива преобразуется устройствами, похожими на подводные ветряные турбины. Поток воды вращает лопасти, вырабатывая электричество. В турбинах компании Nova используется прямой привод без редуктора, что делает конструкцию проще и дешевле. «Турбина Nova M100-D мощностью 100 киловатт — надёжное и масштабируемое решение, подходящее для установки в самых разных условиях, в том числе на больших глубинах, на мелководье, в устьях и крупных реках, — подчёркивает Коннор. — Турбины надёжно закрепляются на дне, бесперебойно генерируя экологически чистую энергию».

Форрест говорит, что значительным преимуществом энергии приливов является их предсказуемость. «Энергия солнца и ветра вносит большой вклад в создание экологически чистой энергетики, но эти источники нельзя в полной мере назвать предсказуемыми, — замечает он. — Энергия приливов — это возобновляемый источник с предсказуемостью, столь необходимой для функционирования энергосистемы». Коннор добавляет: «Ещё одно важное преимущество состоит в том, что наши подводные турбины скрыты от глаз и не портят пейзаж. Отсутствие плотин и иных препятствий для навигации обеспечивает безопасное прохождение судов над нашими приливными энергетическими установками».

Компания Nova реализует проекты в Канаде, Шотландии, Уэльсе и Франции, изучая при этом возможности строительства приливных электростанций в других точках мира. «Сейчас мы находимся на стадии масштабирования и вывода нашего бизнеса на международный рынок», — рассказывает Форрест.

Гэри Коннор, технический директор компании Nova Innovation.
Симон Форрест, главный исполнительный директор компании Nova Innovation.

Главные достижения

В 2016 г. Nova установила первую в мире подводную приливную электростанцию у Шетландских островов (Шотландия). В 2020 г. число турбин было доведено до четырёх, а ещё две будут установлены в 2022 г. Свыше пяти лет турбины снабжают национальную систему чистой энергией. Выработка оборудования превысила 38 тысяч часов. В 2018 г. Nova в сотрудничестве с компанией Tesla занималась разработкой накопителя энергии для приливной электростанции на Шетландских островах. В результате появилась первая в мире подключённая к энергосети приливная электростанция, способная поставлять энергию по запросу.

Это один из крупнейших и лучших в мире массивов экологических данных по эксплуатации приливно-отливных турбин
Гэри Коннор, технический директор компании Nova Innovation

Nova реализовала первый зарубежный проект в 2019 г. в Северной Америке, заключив контракт на строительство и эксплуатацию 15 турбин в проливе Пети (провинция Новая Шотландия, Канада). Первую турбину планируется ввести в эксплуатацию в 2021 г.

В ноябре 2020 г. Nova получила от правительства Уэльса инвестиции в размере 1,2 млн фунтов стерлингов на строительство приливной электростанции на острове Бардси в северном Уэльсе. Компания победила в тендере на создание первого в мире острова, получающего электроэнергию только из океана. Проект предусматривает генерацию электричества из энергии течений и приливов между островом Бардси (называемым также «остров течений») и полуостровом Ллин. Nova планирует установить на морском дне пять турбин по 100 кВт с возможностью дальнейшего расширения.

В феврале 2021 г. компания объявила о новом проекте в Шотландии. Компания Crown Estate Scotland заключила с Nova опционное соглашение на реализацию проекта «Òran na Mara» по сооружению трёхмегаваттной приливно-отливной электростанции в проливе Айлей. Компания установит несколько приливно-отливных турбин между островами Айлей и Джура в составе Гебридских островов Шотландии, обеспечивая генерацию чистой возобновляемой энергии. В результате локальные заводы по производству виски смогут отказаться от использования ископаемых видов топлива. В марте 2021 г. Nova создала на Шетландских островах первую в мире станцию для электроавтомобилей, питаемую исключительно энергией приливов.

Защита морских обитателей

Nova стремится обеспечить полную безопасность морской флоры и фауны при эксплуатации приливно-отливных турбин. С 2010 г. компания занимается экологическим мониторингом Шетландской приливной электростанции. «Мы провели более 1000 часов наземных наблюдений морских птиц и млекопитающих в проливе Блюмулл-Саунд и произвели более 20 000 часов подводных съёмок в районе установки наших турбин, — рассказывает Коннор. — Это один из крупнейших и лучших в мире массивов экологических данных по эксплуатации приливно-отливных турбин. С его помощью мы изучаем морскую жизнь около подводных электростанций и турбин». Мониторинг окружающей среды показывает, что когда энергии прилива достаточно для работы турбины, рядом с ней не бывает морских животных. Это значит, что вероятность того, что рядом с работающими турбинами будет находиться рыба, ныряющие птицы и морские млекопитающие, крайне мала. Негативных воздействий на морскую экологию выявить не удалось.

Конический роликоподшипник SKF.

Конкурентоспособные цены

С 2017 г. Nova возглавила консорциум компаний в рамках проекта EnFAIT («Разработка приливных электростанций будущего»), финансируемого ЕС. Это ведущий проект в области приливной энергетики с объёмом инвестиций в 20,2 млн евро. Он должен продемонстрировать возможность разработки, эксплуатации и демонтажа первой в мире приливной электростанции с шестью турбинами. Проект рассчитан на пять лет. Планируется, что он покажет возможности снижения затрат на приливную энергетику, чтобы сделать её конкурентоспособной по сравнению с другими видами возобновляемых источников энергии. Проект продлится до 2022 г. Полученные результаты пройдут независимую оценку, но уже сегодня они превосходят все ожидания. Удалось показать, что энергия приливов имеет отличные перспективы во всем мире: объём рынка к 2050 г. оценивается в 138 млрд евро.

«Разработка любой новой технологии в энергетике очень затратна, — отмечает Форрест. — Когда угольные, нефтяные, газовые, атомные, солнечные и ветряные электростанции только появлялись, они получали государственную финансовую поддержку, направленную на дальнейшую коммерциализацию новых технологий. Затраты снижались по мере научно-технического прогресса».

Коннор добавляет: «Приливная энергетика — это новая технология, но затраты на неё уже падают. По стоимости она уже конкурирует с дизельными электростанциями, имея при этом значительные преимущества для удалённых и островных населённых пунктов, куда для генерации энергии нередко приходится завозить дизельное топливо. Компания Nova Innovation работает над снижением стоимости приливной электроэнергии и выходом на новые рынки по всему миру, так как приливная энергетика становится основной тенденцией в отрасли». К 2030 г. приливная энергия станет дешевле, чем энергия атомных станций и станций на ископаемом топливе. Мир получит экологически чистое решение энергетической проблемы.

Уплотнение SKF Simplex.

Приливно-отливные турбины Nova

В 2014 г. Nova создала опытный образец турбины мощностью 30 кВт, а уже в 2016 г. построила крупнейшую в мире приливную электростанцию у Шетландских островов, оснащённую тремя турбинами по 100 кВт каждая. Новейшее достижение компании — безредукторная приливно-отливная турбина M100-D мощностью 100 кВт. Уменьшение количества движущихся компонентов повышает надёжность и сокращает периодичность техобслуживания с одного года до двух лет, что ещё больше снижает себестоимость приливной энергии. Турбина без редуктора более эффективна и надёжна. Стоимость модульной конструкции на 30 % меньше, при этом техобслуживание проводится более оперативно, а затраты снижаются. С новой опорной рамой гондолу турбины проще устанавливать и извлекать с морского дна.

Компания SKF давно сотрудничает с Nova Innovation, так как тоже планирует разрабатывать решения в области морской энергетики. Новая безредукторная турбина стала ещё одной совместной разработкой двух компаний.

«Мы уже имели дело с безредукторными конструкциями, но впервые применили такую схему в подводной приливной электростанции, — рассказывает Микаэль Бауманн, менеджер по развитию бизнеса SKF в области морской энергетики. — Было важно создать решение, не только пригодное к работе в исключительно тяжёлых условиях морского дна, но и отличающееся низкой себестоимостью».

Специалисты компаний SKF и Nova работали в тесном сотрудничестве. «Вместе с Nova мы разработали единый модульный главный вал, тем самым оптимизировав конструкцию и снизив себестоимость, — отмечает Бауманн. — В турбине применяются наши подшипники ротора, устойчивые к морской воде уплотнения и другие детали и узлы — в частности, корпуса подшипников, вал ротора, системы смазывания и мониторинга состояния оборудования». Компания SKF также занималась сборкой агрегата.

Следующая задача для Бауманна и его коллег — дальнейшее совершенствование конструкции с целью снижения периодичности техобслуживания.

«Безредукторные турбины более компактны, что упрощает транспортировку, но для проведения техобслуживания их всё равно приходится поднимать с морского дна. Увеличение интервалов техобслуживания позволит уменьшить расходы клиентов, — поясняет Бауманн. — Сейчас мы активно работаем над этим вопросом».

Коннор добавляет: «У нас сложились отличные рабочие отношения с SKF. Нельзя не отметить их высокий профессионализм и высокое качество оборудования». В ответ Бауманн замечает: «Мы гордимся нашим сотрудничеством в технической части, а наши специалисты полностью доверяют друг другу».

«Когда мы начнём массовое производство турбин, себестоимость снизится ещё больше, и тогда энергия приливов станет одним из главных направлений энергетики, — говорит Коннор. — Наши приливно-отливные турбины устанавливаются как по отдельности, так и в виде многотурбинных установок мощностью в десятки мегаватт, способных удовлетворить любые потребности клиентов». SKF планирует и в дальнейшем оказывать поддержку компании Nova, чтобы ускорить коммерциализацию приливной энергетики.

Компания Nova Innovation

Год основания: 2010

Местоположение: Представительства в Канаде, Шотландии, Ирландии, Уэльсе и Бельгии

Форма собственности: Частная

Продукция: Приливно-отливные турбины

Число сотрудников: 30

Годовой доход: 3 млн британских фунтов стерлингов (3,5 млн евро)

Сайт: https://www.novainnovation.com/