суббота, 11 июля 2015 г.

В Портленде с помощью обычных водопроводов начали генерировать электроэнергию или «американский вечный двигатель»

В большинстве случаев в городах используется централизованный водопровод. Через трубы с достаточно большим диаметром протекает огромное количество воды, которая используется для различных целей и нужд населением и предприятиями. Однако энергию напора (течения) воды в водопроводах до недавних пор никак не использовали. Решить данный вопрос взялись в американской компании Lucid Energy, которая предложила властям города Портленд (штат Орегон, США) реализовать проект «LucidPipe Power System» по модернизации трубопроводов для выработки с их помощью электрической энергии.
Проектом предусматривается некоторые участки труб диаметром 107 см заменить частями с четырьмя мини-турбинами, которые должны вращаться под воздействием напора воды. Предварительные исследования показали, что выбранная форма лопастей турбин с вертикальной осью вращения не оказывает существенного влияния на величину напора воды. Таким образом, проблем со снижением пропускной способности водопроводов не возникнут.
Генератор установлен с внешней стороны трубы, дополнительных редукторов не предусмотрено. Электрическая мощность одной мини-гидроэлектростанции (мини-ГЭС) с четырьмя гидроагрегатами составляет порядка 200 кВт. Всего проектом предусматривается вырабатывать по меньшей мере 1,1 ГВт*ч электроэнергии в год. Если посчитать, что средняя семья в Орегоне расходует в месяц 300-400 кВт*ч в месяц, то выработанной на таких мини-ГЭС электроэнергии хватит на электроснабжение примерно 250 семей. На первый взгляд это не так уж и много, но данный проект в первую очередь пилотный и данную систему можно будет масштабировать на бóльшие площади в Портленде.
Проект также понравится защитникам окружающей среды, ведь энергия, выработанная с помощью воды в трубах будет экологически чистой и из возобновляемых источников энергии (воды). Себестоимость производства такой электроэнергии будет также ниже, по сравнению с выработанной на традиционных электростанциях. Поскольку в водопроводных трубах вода практически не прекращает свое движение, вырабатываться электроэнергия может круглосуточно, даже невзирая на неблагоприятные внешние погодные условия, от которых напрямую зависит КПД тех же солнечных батарей и ветроагрегатов.
По словам представителей компании Lucid Energy, первые 20 лет прибыль, полученную при продаже «водопроводной энергии», будет получать частная инвестиционная компания Harbourton Alternative и, частично, муниципалитет города Портленд. 
В настоящее время подобная система уже успешно функционирует в Риверсайде (штат Калифорния, США). Но масштабы проекта намного скромнее, чем в реализуемом в Портленде проекте компании Lucid Energy.
Необходимо отметить, что несмотря на всю кажущуюся на первый взгляд привлекательность проекта, при реализации в других городах его показатели эффективности уже не будут таким привлекательными с инвестиционной точки зрения. Это связано с особенностями водопроводной системы Портленда, где вода из выше расположенных горных источников поступает в город самотеком (gravity fed). За счет уклона водопровода естественный поток воды приводит в движение лопасти турбин и заставляет вращаться её вал, который соединен с вырабатывающим электроэнергию генератором. Т.е. при подаче воды не используются специальные насосы, которые применяются в подавляющем большинстве населенных пунктов при подаче воды из специальных колодцев и скважин.
Т.е. фактически нет ничего нового в данном проекте, что не было придумано ранее гидроинженерами, построившими различные гидроэлектростанции. Компания Lucid Energy удачно использовала особенность водопроводной системы Портленда и общемирового тренда по развитию «зеленой» энергетики. Однако возникает вопрос, почему бы не установить одну более мощную ГЭС на самом нижнем участке падения магистрального трубопровода с дамбы, как это делается во всем мире? Авторы проекта поступают наоборот и «врезают» свои гидроагрегаты в местные водопроводные системы, устанавливая на них недешевые и совсем не простые устройства.