Приливные массивы похожи на младшего брата ветряных мельниц - они немного меньше и медленнее вращаются, чем их любящие ветер братья. Но в отличие от ветряных мельниц, они работают под многими футами воды, вращаясь в предсказуемом движении океанских приливов.
В течение последнего десятилетия горстка компаний взяла отдельные приливные турбины для успешного вращения. Но следующая волна приливной энергии вот-вот сломается. Недавно британская компания приливов и отливов MeyGen обнародовала свои планы по созданию первого в мире многотурбинного месторождения приливной энергии.
Компания начинает с испытания четырех турбин, которые вскоре будут развернуты в бурлящих водах Внутреннего Звука в Пентланд-Ферт, Шотландия. Если испытания пройдут безрезультатно, они планируют развернуть еще более сотни в течение следующего десятилетия, что приведет к выработке до 398 мегаватт электроэнергии - примерно в 175 000 домов в Шотландии.
Одна из четырех турбин принадлежит компании Atlantis, компании, занимающейся технологией приливов и отливов, со штаб-квартирой в Эдинбурге, Шотландия, а три другие были разработаны в Глазго компанией Andritz Hydro Hammerfest. Устройства имеют высоту около 85 футов, примерно пятиэтажного дома, и оснащены тремя лопастями, диаметр которых составляет почти 60 футов. Несмотря на то, что турбины меньше, чем ветряные мельницы, они все еще довольно тяжелые, каждая весит 65 тонн - примерно столько же, сколько шесть африканских кустарниковых слонов.
По словам Кэмерона Смита, директора по развитию проектов Atlantis Resources, массив, вероятно, ударит по воде в октябре этого года. Турбины уже отправлены на площадку и прошли испытания на берегу. «Все, что нам сейчас нужно, - это подходящее приливное окно и окно погоды, и мы будем его устанавливать», - говорит он. Инженеры собирают основания турбин на суше, а затем с помощью крана поднимают их с баржи и опускают на морское дно. После погружения каждый будет иметь зазор не менее 26 футов при самых низких приливах.
Турбины высотой около 85 футов. (MeyGen) 
Они имеют три лезвия, которые вращаются с диаметром около 60 футов. (MeyGen) 
Каждая турбина весит 65 тонн. (MeyGen) Приливные турбины имеют много преимуществ перед другими возобновляемыми источниками, объясняет Андреас Уихляйн, научный сотрудник Европейской комиссии. Во-первых, турбины погружены под воду, совершенно не видны.
Хотя некоторые люди наслаждаются красотой солнечных или ветряных мельниц, многие считают их бельмом на глазу. Оффшорная ветряная мельница на острове Блок, первая в своем роде в Соединенных Штатах, получила широкое признание, когда была установлена этим летом, из-за ее небольшого размера и обещания заменить дизельные генераторы на острове. Но отвращение к ветряным электростанциям было совершенно очевидно с шумом, окружавшим 130-турбинный проект Cape Wind у Виноградника Марты. Таким образом, расположение гигантских турбин намного ниже гребня волн считается плюсом.
Приливные турбины также генерируют предсказуемый запас энергии. В отличие от ветра или солнечной энергии, которые зависят от капризов погоды, исследователи могут фактически рассчитать приливную силу и количество энергии, которую эти системы будут генерировать. Несмотря на то, что мощность не является постоянным источником энергии, она постепенно сокращается в течение дня, ее предсказуемость уменьшает потребность в хранении больших энергетических запасов.
Системы также помогут с местной занятостью. «Существует потенциал для создания 5 300 эквивалентных рабочих мест на полный рабочий день в течение следующих трех или четырех лет», - говорит Смит. «Я очень горжусь тем, что 43% этого первого этапа было произведено с использованием местной цепочки поставок». Многие из этих новых рабочих мест требуют тех же навыков, что и нефтегазовая отрасль, а это означает, что эта неоперившаяся отрасль предоставляет новый дом для талантливой рабочей силы.,
Inner Sound компании Pentland Firth и индивидуально развернутые турбины подверглись обширному мониторингу, продемонстрировав незначительное воздействие на окружающую среду. В соответствии с анализом воздействия MeyGen на окружающую среду, уровень шума в турбинах, которые уже выпускаются, значительно ниже уровня, который может нанести ущерб. Наибольшую озабоченность вызывают столкновения с морскими млекопитающими, особенно с морским котиком, популяция которого за последние годы резко сократилась. Но пока не наблюдалось никаких столкновений для одиночных турбинных установок, согласно недавнему отчету из Приложения IV, органа, созданного Международной энергетической ассоциацией Ocean Energy Systems для изучения воздействия морской возобновляемой энергии на окружающую среду.
Это кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой.
Это потому, что, конечно, история на этом не заканчивается. «В производстве энергии всегда есть компромиссы. Вы можете взять каждое из этих утверждений и поставить рядом с ним звездочку », - говорит Брайан Полагье, со-директор Северо-Западного национального центра морской возобновляемой энергии, сотрудничество между Университетом Вашингтона, Университетом штата Орегон и Университетом Аляски Фэрбенкс с целью продвижения коммерциализации морских энергетических технологий.
Хотя первоначальные испытания не показали никакого воздействия на окружающую среду, даже незначительные воздействия будут усиливаться, поскольку компания увеличивает число турбин в поле. И, как отмечается в отчете по Приложению IV, большая часть исследований была сосредоточена на измерении количества шума, создаваемого турбинами, но лишь немногие определили, как этот уровень шума может фактически повлиять на поведение морских животных. Несмотря на низкий уровень шума, звук все еще может мешать общению с животными, навигации или обнаружению добычи.
Также много еще неизвестно о долговечности турбин. Их размещение под водой держит их вне поля зрения, но разъедающая морская среда может медленно разъедать устройства. Они также страдают от постоянных механических нагрузок, возникающих в течениях.
Хотя многие компании развернули отдельные подразделения, ни одна не была в океане в течение очень долгого времени. Marine Current Turbines установили первую приливную турбину в Северной Ирландии в Странгфорд-Лох в 2008 году. Теперь, уже восьмой год, этот вращающийся двигатель мощностью 1, 2 МВт, состоящий из двух отдельных турбин, прикрепленных к центральной платформе, питает энергосистему с момента ее установки.
«Большим вызовом для почти каждой компании будет то, как вы собираетесь делать это по ценам, которые конкурируют с другими источниками энергии?» - говорит Полагье.
Будучи новой отраслью, приливная энергия имела свою долю неудач, и несколько компаний, включая ирландскую компанию Wavebob Ltd., потерпели крах, не сумев получить финансирование. Но с улучшенным дизайном MeyGen и другие вернулись к вершине. Их долгосрочный успех частично зависит от государственной поддержки разработки и установки, объясняет Полагье.
Правительство Соединенного Королевства работает над тем, что известно как «рыночные механизмы», объясняет Полагье. В этой системе правительство оплачивает разницу между стоимостью возобновляемой энергии и стандартной электроэнергии. Эта система выводит новые компании на рынок, позволяя им конкурировать с большими собаками энергии. Правительство Соединенных Штатов, однако, использует механизмы толчка, предоставляя гранты на развитие, но мало помогает в конкуренции с другими источниками энергии. По словам Полагье, для того, чтобы у этих систем было будущее на рынке США, правительству необходимо разработать аналогичные механизмы энергопотребления.
Хотя приливные течения не достаточно сильны вдоль каждого побережья для размещения одного из этих блесен, в мире все еще есть много мест с потенциалом. Для того, чтобы сайт был полезным, он должен иметь географические ограничения, такие как проливы и фьорды. Такое сужение пути потока увеличивает скорость движения воды в отступающих или наступающих приливах и, следовательно, увеличивает энергию, извлекаемую из участка.
«Если вы посмотрите на карту мира и покажете все [потенциальные турбины] в масштабе, они будут выглядеть очень маленькими - вам, вероятно, будет трудно их увидеть», - говорит Полагье. «Но если бы вы собрали их все вместе, вы, вероятно, получили бы несколько сотен гигаватт энергии». И хотя мир, вероятно, никогда не будет полностью работать на приливной энергии, несколько сотен гигаватт - ничто, чтобы потрясти ваш iPhone, Чтобы представить эту сумму в перспективе, так как ожидается, что 400 МВт будут обеспечивать 175 000 домов, один гигаватт может обеспечить примерно 500 000 домов.
Отчет Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии за 2015 год предполагает, что к 2018 году будет проведено около 40 МВт приливной и 26 МВт энергии волн. В то время как приливная энергия использует приливы, волновая энергия использует энергию волн, возникающих в результате взбалтывания. Еще на заре своего развития исследователи изучают различные способы сделать это - от длинных плавающих конструкций, которые «едут» по волнам, до массивных качающихся буев. Несмотря на то, что волновая энергия отстает от приливов, согласно отчету, она имеет глобальный потенциал, в 30 раз превышающий приливную энергию, из-за большого количества потенциальных мест для размещения по всему миру.
Куда пойдет поле приливных турбин в ближайшие пару десятилетий, остается загадкой.
«Многое зависит от MeyGen», - говорит Полагье. «Турбина должна работать хорошо и не должна убивать тюленей. Если они это сделают, у них определенно будет хорошая траектория ».
