Энергия волн

Сооружение, известное как плот Коккереля, представляет шарнирную цепочку понтонов. Для удобства все зовут ее «плот». Первоначально полагалось, что отдельный модульный плот составят семь понтонов. Брайен Каунт, специалист по инженерным расчетам в Марчвудской лаборатории Электроэнергетического управления, сумел показать теоретически, что связка из меньшего числа понтонов будет эффективнее. В настоящее время модульный плот составляют три, иногда даже два понтона. Проектная линия из таких модулей может достигать 1000 км.

Плот принимает очертания поверхности моря. Передний понтон свободно движется вверх и вниз, подчиняясь колебаниям волн. Движения второго понтона более ограничены, ибо поверхность воды под ним становится более пологой, после того как большую часть энергии волны перехватит первый понтон. Третий понтон в цепочке вдвое длиннее первых двух и относительно устойчивее. Таким образом, трио движется в различных фазах, что составляет функциональный принцип конструкции[27].

Сэр Кристофер Коккерель

Каждое шарнирное крепление через два длинных шатуна и специальные рычаги соединено с поршнями внутри гидравлических цилиндров. Движение плота заставляет поршни двигаясь вперед и назад перекачивать жидкость в изолированной замкнутой системе. Через невозвратный клапан жидкость попадает в трубопровод. Жидкость перекачивается через четыре патрубка и под низким давлением поступает из резервуара под поршень, а под высоким давлением подается с рабочей стороны поршня в трубу. Протекая по трубе, она попадает на гидравлический мотор. В отличие от гидравлического насоса, более знакомого большинству, который выбрасывает жидкость, гидравлический мотор сам работает под действием потока. Свою энергию он передает генератору, вырабатывающему электричество.

Сэр Кристофер относится к гидроэнергетике без энтузиазма. «Люди, на попечении которых все это окажется, — говорит он, — будут не высококвалифицированными гидравликами в белых костюмах. Поэтому хотелось бы, чтобы система, как и старые паровые двигатели, была простой в эксплуатации. Все, что для них требуется, — это гаечный ключ; что же касается гидравлической системы, то и песчинка может вывести ее из строя. Решает практика. Лучше пользоваться примитивнейшей техникой, если она надежнее».

Сэр Кристофер затрагивает актуальный вопрос. Инстинктивно он за механическую систему и, подобно многим, полагает, что с гидравлическими силовыми установками не все благополучно. Обращаться с ручным тормозом в старинных автомобилях было значительно проще, чем с современной гидравлической системой. В гидравлических устройствах возникает задача борьбы с перегревом. Однако при огромных электрогенераторах, рассматриваемых здесь, использование механических передач сопряжено с большими трудностями.

Требуется нечто вроде охладителей, используемых на плотах, чтобы снимать теплоизбытки в гидравлических передачах. В существующих моделях рабочая жидкость охлаждается в резервуаре, объем которого втрое превышает емкость остальной системы, однако полномасштабный плот потребует значительно большего объема охладителя, что приведет к конструкторским трудностям. Можно попробовать использовать в качестве рабочей жидкости саму морскую воду, по мере нагрева заменяя ее холодной.

Один из технических сотрудников сэра Кристофера, Мишель Урвин, развивает эту идею. «Рабочая жидкость используемая в гидросистемах, подобно тормозной жидкости, много эффективнее воды и поэтому используется в модели. Но в реальной ситуации с полномасштабными генераторами небольшое уменьшение эффективности не будет играть роли. В условиях бурного моря такие менее эффективные системы могут в известном смысле обладать преимуществом».

Сэр Кристофер оставляет открытым вопрос относительно конструктивных особенностей станций. «Мы изучаем, следует ли выносить насосы наверх, — говорит он, — что имеет свои достоинства и недостатки. Следует учесть и условия эксплуатации. Что предпочтительнее: иметь внутреннее помещение вроде машинного отделения на корабле либо вынести насос в надстройку?»

В модели работающие элементы находятся снаружи. Это вынужденная особенность конструкции, поскольку плот слишком мал, чтобы содержать внутреннее «машинное отделение». Весьма вероятно, что, если реальный плот будет иметь закрытое помещение, расположенное частью ниже ватерлинии, условия для эксплуатации и ремонтных работ будут более удобными. Необходимо также иметь вертолеты либо рядом на берегу, либо на палубе плота для эвакуации персонала в случае шторма.

Одна из стоявших ранее проблем кажется сейчас менее неприятной. Это опасение, что в бурном море передний понтон перевернется. Испытания однако показали, что гидравлическая система демпфирует колебания плота, поэтому опрокидывание передних понтонов маловероятно.

Корабль со сломанной кормой. Плот Коккереля в Соленте, масштаб 1/10.