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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Ozeankraftwerk. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum In den Vereinigten Staaten wird ein Projekt zum Bau eines Kraftwerks am Golfstrom entwickelt. Das weltweit erste Meereskraftwerk mit einer Leistung von 136 Megawatt entsteht in der Straße von Florida, wo der Golfstrom 25 Millionen Kubikmeter Wasser pro Sekunde bewegt (das ist das Zwanzigfache des gesamten Wasserzuflusses aller Flüsse der USA Globus). Die Umsetzung des Projekts wurde erst nach der Schaffung eines neuen Hydraulikmotors möglich - einer Jet-Helicoid-Hydraulikturbine (Spiralturbine) oder Gorlov-Turbine, wie sie vom Namen des Erfinders genannt wird - einem Professor an der Northeastern University in Boston. Alexander Gorlov, der Autor des Projekts für das erste Meereskraftwerk, ist Absolvent des Moskauer Instituts für Eisenbahningenieure, danach baute er Brücken, war an der Entwicklung und Implementierung einer neuen Tunnelbautechnologie beteiligt und verteidigte seinen Ph .D.-Thesis arbeitete er als Chefspezialist in einem großen Forschungsinstitut. Eine scharfe Wende in seinem Schicksal ist mit seiner Bekanntschaft mit Alexander Solschenizyn verbunden. Die Nähe zum damals in Ungnade gefallenen Schriftsteller führte zu dramatischen Folgen: Die Verfolgung durch den KGB begann, der junge Wissenschaftler wurde aus dem Institut gefeuert, er bekam keine Stelle in seinem Fachgebiet, an eine Verteidigung war nicht zu denken Doktorarbeit. 1975 musste Gorlov ins Ausland gehen. Einmal im Exil erzielte er bedeutende Erfolge in wissenschaftlichen, pädagogischen und erfinderischen Aktivitäten: Alexander Gorlov - Doktor der technischen Wissenschaften, Professor an der größten privaten Universität der Vereinigten Staaten, Direktor des Labors für Wasser- und Windenergie, Inhaber von 15 Patenten für Erfindungen, darunter eine spiralförmige Wasserturbine, deren Anwendung eine neue Seite in der Entwicklung der Wasserkraft eröffnet. "Ein aus seinem Heimatland vertriebener russischer Wissenschaftler kann eine Lösung für globale Energieprobleme liefern", schreibt die Zeitung Financial Times.
Die ursprüngliche Turbine, die von Gorlov geschaffen wurde, heißt Helicoid (aus dem Griechischen "Helix" - "Spirale" und "Eidos" - "Ansicht"). Diese Turbine benötigt nicht die durch den Damm erzeugte hohe Fallhöhe und kann bei relativ niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten effizient arbeiten. Es hat drei Spiralblätter und dreht sich unter dem Einfluss des Wasserflusses zwei- bis dreimal schneller als die Strömungsgeschwindigkeit. Tests von Prototypen haben gezeigt, dass der Wirkungsgrad der Gorlov-Turbine dreimal höher ist als der aller Niederdruckturbinen, die für den Betrieb im freien Wasserstrom ausgelegt sind. Im Gegensatz zu tonnenschweren hydraulischen Turbinen aus Metall, die in Flusswasserkraftwerken eingesetzt werden, ist die Größe der Gorlov-Turbine aus Kunststoff gering (Durchmesser 50 Zentimeter, Länge 84 Zentimeter), ihr Gewicht beträgt nur 35 Kilogramm. Die elastische Beschichtung auf der Oberfläche der Blätter reduziert die Reibung auf dem Wasser und verhindert das Anhaften von Algen und Schalentieren. Der Wirkungsgrad der Gorlov-Turbine ist dreimal höher als der herkömmlicher Turbinen. Das Design der Station ist eine Metallplattform, die aus vorgefertigten Abschnitten mit darin installierten Leistungsgeräten zusammengesetzt ist. Die Ausrüstung eines Abschnitts besteht aus 16 Turbinen, die an den Enden starr miteinander verbunden sind und eine dreizehn Meter lange vertikale Struktur bilden. An seinem oberen Ende ist ein elektrischer Generator in einer wasserdichten Hülle installiert. Wenn sich die Turbinen drehen, erzeugt der Generator einen Strom von 38 kW. Für den ersten Bauabschnitt eines Kraftwerks mit einer Leistung von 30 Megawatt werden etwa 800 solcher Einheiten benötigt. Die Plattform wird so tief verankert und untergetaucht, dass die freie Durchfahrt von Schiffen mit dem größten Tiefgang gewährleistet ist. Die Fischereiflotte weist gewisse Schwierigkeiten auf. Tatsächlich können Fischernetze beim Fischen leiden und gleichzeitig das Kraftwerk ernsthaft beschädigen. Um eine solche Situation auszuschließen, soll die Station auf der Meeresoberfläche mit Bojen mit Licht und elektronischer Signalisierung gekennzeichnet werden. An der Station selbst wird es keine Bediener geben: Ein Computersystem sorgt für die automatische Steuerung. Periodische äußere Inspektionen der Station sowie notwendige Reparaturarbeiten können von Tauchern durchgeführt werden. Die Installation des Meereskraftwerks wird von der neu gegründeten Firma Gulfstream Energy durchgeführt, und die Produktion von Wasserturbinen wird im Werk der Firma Allied Signal organisiert. Ihre Kosten sind viel niedriger als bei anderen Arten moderner Kraftgeräte mit ähnlichem Zweck. Die Gesamtkosten des Meereskraftwerksprojekts belaufen sich auf etwa dreihundert Millionen Dollar. Die Finanzierung erfolgt durch das Land unter Beteiligung privater Investoren. Innerhalb von fünf Jahren sollen sich die Kosten amortisieren. Einen wichtigen Platz bei der Entwicklung eines Meereskraftwerksprojekts nimmt die Frage der Nutzung des erzeugten Stroms ein. Ursprünglich sollte es per Kabel zum Festland oder zur Insel Marathon übertragen werden, die sich in einer Entfernung von fünf Kilometern von der Station befinden, aber der Verwaltungsrat von Gulfstream Energy, zu dem auch Professor Gorlov gehört, kam zu dem Schluss, dass dies die beste Option ist ist die Nutzung von Strom vor Ort zur Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse von Meerwasser. Flüssiger Wasserstoff ist ein umweltfreundlicher Kraftstoff, der in Zukunft Benzin und andere Mineralölprodukte ersetzen kann, deren Verbrennung die Umwelt mit Schadstoffen belastet. Dem Projekt zufolge wird Strom per Kabel zu einem festgemachten Schiff transportiert, das neben dem Meereskraftwerk steht und mit technologischer Ausrüstung zur Herstellung von Verflüssigung und Zwischenspeicherung von Wasserstoff bis zum Versand an die Verbraucher ausgestattet ist. Wasserstoff für Energiezwecke kann jedoch nicht nur als Kraftstoff zur Verbrennung in Auto- und Flugzeugmotoren verwendet werden, sondern auch in den sogenannten Brennstoffzellen – dem wichtigsten Bestandteil von elektrochemischen Generatoren, die chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandeln. Dabei dient Wasserstoff als chemisches Reagenz, das in Gegenwart eines Katalysators mit einem Oxidationsmittel, insbesondere mit Sauerstoff, wechselwirkt. Gegenwärtig werden elektrochemische Generatoren als autonome Energiequellen in Energieversorgungssystemen von Raumfahrzeugen verwendet. Laut Experten wird die weitere Verbesserung der Brennstoffzellen es ermöglichen, leistungsstarke Kraftwerke auf der Grundlage elektrochemischer Generatoren zu schaffen, die ernsthaft mit Wasserkraftwerken, Wärme- und Kernkraftwerken konkurrieren werden, da sie umweltfreundlicher sind. Der flächendeckende Einsatz solcher Anlagen wird zu einem enormen Anstieg des Wasserstoffverbrauchs führen, dessen Bedarf am besten durch den Einsatz von schwimmenden Wasserstofffabriken gedeckt werden kann, die Strom aus Meereskraftwerken erhalten. Möglicherweise wird Wasserstoff zum Symbol der Energiewirtschaft des XNUMX. Jahrhunderts. Das Projekt zum Bau eines Kraftwerks am Golfstrom stieß in mehreren Ländern auf großes Interesse. Laut südkoreanischen Experten können Gorlovs Turbinen große Wirkung beim Einsatz in Gezeitenkraftwerken vor der Küste der koreanischen Halbinsel entfalten. Japanische Wissenschaftler halten den Plan zum Bau eines Meereskraftwerks auf Kuroshio für sehr vielversprechend, dessen Kapazität beispielsweise an der Südspitze der Insel Honshu 38 Millionen Kubikmeter Wasser pro Sekunde erreicht. Sie glauben, dass der weit verbreitete Einsatz von Meereskraftwerken es Japan in Zukunft ermöglichen wird, die sogenannten Seestädte im Pazifik mit Strom zu versorgen. Ein ähnliches Langzeitprojekt japanischer Wissenschaftler sieht die schrittweise Umsiedlung eines erheblichen Teils der Bewohner auf künstlichen Inseln vor. Dadurch kann die ökologische Situation verbessert und das Problem der Überbevölkerung bewältigt werden. Die freigegebene Fläche soll für landwirtschaftliche Flächen und Nationalparks genutzt werden. Während das Programm entwickelt wird, finden Konsultationen mit Gorlovs Labor statt. Die Regierung von Taiwan hat bereits ihr Interesse an dem Projekt bekundet. Die Zukunft der Energie wird mit hoher Wahrscheinlichkeit mit dem Bau von Meereskraftwerken verbunden sein. Schließlich sind sie sparsamer als nukleare. Und indem sie in diesem Parameter thermischen und Flussparametern nachgeben, übertreffen sie sie in der Umweltsicherheit. Autor: Musskiy S.A.
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