Энергия волн

Японское изобретение предложено профессором Иошио Масуда, в прошлом морским офицером. Это плавающая перевернутая, полностью открытая снизу канистра с двумя отверстиями наверху. Волны, двигаясь внутри канистры, попеременно всасывают и выталкивают заключенный в ней воздух; воздушный поток приводит в движение воздушную турбину, вращающую генератор электроэнергии. Любой инженер скажет вам, что трудно предвидеть проблемы, которые возникают при значительном увеличении размера устройств; но надавите на этого инженера, и он согласится с тем, что непредсказуемые проблемы оказываются разрешимыми. Месяцами я просматривал материалы, показывающие, чего можно ожидать от моделей в лабораторных условиях и на открытой воде; в них очень проницательно разбирались возможности реальной жизни волновых генераторов в открытом море. И вот — сделан шаг от теории к практике.

Какова эффективность устройства? Я отвечу: вряд ли это имеет значение. Если быть точнее, можно сказать, что для энергопитания навигационных буев устройство очень эффективно. Согласно м-ру Эрнсту Хэмфри, ответственному за инженерные исследования в Тринити-Хаус, три японских буя заряжают шесть двухвольтовых батарей, которые получают электричество почти непрерывно, а при их полной зарядке цепь питания размыкается. Батареи обычного размера дают суммарное напряжение 12 В, они похожи на автомобильную батарею, которая может запускать мотор, усиливать действие калорифера, очищать ветровое стекло и обеспечивать освещение. Буй Масуды, кроме 60-ваттной лампочки, может иметь регулирующее устройство, включающее огни лишь в отсутствие солнца.

Эволюция конструкции осциллирующего водного столба (проект Масуды).

Тринити-Хаус имеет образцы, работающие в Ирландском море уже 3 года, и около 300 штук, функционирующих в Тихом океане. Испытания показали, что срок жизни батареи обычно составляет около трех лет — на 50% больше, чем срок жизни автомобильных батарей. Чтобы повысить надежность, Тринити-Хаус планирует смену огней каждые 20 месяцев.

Буи, изготовленные в Англии, приспосабливаются под установку на них импортных генераторов. В Японии используется антикоррозийный алюминиевый сплав. Инженер-информатор службы средств навигации сказал мне: «Мы будем первыми, кто положит в основу конструкции пластмассы».

Разве не насмешка над нашей робостью, отсутствием уверенности в себе то, что наш вклад в техническую революцию, в создание нового источника энергии выражается в… применении пластмасс?

Японцев считают великими изобретателями. Они переняли все наши лучшие идеи, наладили массовое производство лучших образцов и на основе дешевого труда наводнили ими мировой рынок. Сейчас мы начинаем сознавать, что Япония вносит значительный вклад в волновую энергетику. Она больше, чем мы, нуждается в топливе, поскольку практически не имеет естественных ресурсов, а по причинам, восходящим к Хиросиме и Нагасаки, там не проявляют энтузиазма к ядерной энергии. Все же обстоятельства заставляют их развивать свою ядерную энергетику, и сегодня Япония является второй страной в мире в этом отношении, обойдя Британию, со своими 14 действующими ядерными электростанциями, еще 12, которые вступят в строй в ближайшие четыре года, и еще шестью, которые планируются. Япония вынуждена либо двигаться по этому пути, либо искать другой энергетический источник: она стоит перед необходимостью выбора.

Японский каталог буев вводит в особый мир. Речь идет о выработке 30 Вт на волнах высотой 40 см и периодом 3 с. Это очень непродуктивное море по сравнению с Северным морем и Атлантикой, где пятнадцатиметровые волны — привычное явление. Дело в том, что буи, как правило, используются в защищенных водах, в частности, в узких проливах. К тому же японцы подчеркивают, что их буи могут функционировать в штилевом море. Буи качаются на волнах. Они крепятся длинной цепью и поэтому могут подниматься вместе с приливом.

Энергию, захватываемую буем Масуды, можно грубо оценить на основании различий в движении волн и буя. Представим открытую снизу канистру, прыгающую на волнах как поплавок, объем воздуха внутри ее меняется незначительно, и его поток будет слаб для вращения воздушной турбины. В другом предельном случае, когда канистра закреплена, относительное волновое движение будет максимальным. Давление на закрепленную канистру в бурном море будет огромным и волны либо расплющат ее, либо сорвут с якоря. Это схематичные крайние ситуации. Где-то между ними лежит оптимальный вариант[32].

Японцы не рассматривают эффективность навигационного устройства, ибо оно должно давать энергию лишь для лампочки 60 Вт. Но если волновая энергия претендует на видную роль в национальном масштабе, то эффективность приобретает значение. И здесь проявляется основное различие в подходе Японии и Англии. Япония напористо движется вперед, как делала это в последней войне, но на этот раз с лучшими намерениями, проявляя прагматический подход — то, что всегда воспринималось как британская прерогатива.