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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Centrale électrique océanique. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Aux États-Unis, un projet est en cours d'élaboration pour construire une centrale électrique sur le Gulf Stream. La première centrale électrique océanique au monde d'une capacité de 136 mégawatts sera construite dans le détroit de Floride, où le Gulf Stream déplace 25 millions de mètres cubes d'eau par seconde (soit vingt fois le débit total d'eau de toutes les rivières du globe). La mise en œuvre du projet n'est devenue possible qu'après la création d'un nouveau moteur hydraulique - une turbine hydraulique à jet hélicoïdal (spirale), ou turbine Gorlov, comme on l'appelle du nom de l'inventeur - professeur à la Northeastern University de Boston. Alexander Gorlov, l'auteur du projet de la première centrale électrique océanique, est diplômé de l'Institut des ingénieurs ferroviaires de Moscou, après quoi il a construit des ponts, participé au développement et à la mise en œuvre d'une nouvelle technologie de construction de tunnels, et après avoir défendu son doctorat .D. thèse, il a travaillé comme spécialiste en chef dans un grand institut de recherche. Un tournant brutal dans son destin est lié à sa connaissance d'Alexandre Soljenitsyne. La proximité avec l'écrivain, alors disgracié, a eu des conséquences dramatiques : la persécution par le KGB a commencé, le jeune scientifique a été renvoyé de l'institut, il n'a pas pu trouver d'emploi dans sa spécialité, et il n'était pas question de défendre son dissertation doctorale. En 1975, Gorlov a été contraint de partir à l'étranger. Une fois en exil, il a obtenu un succès significatif dans les activités scientifiques, pédagogiques et inventives : Alexander Gorlov - Docteur en sciences techniques, professeur dans la plus grande université privée des États-Unis, directeur du laboratoire d'énergie hydraulique et éolienne, propriétaire de 15 brevets pour inventions, dont une hydroturbine hélicoïdale, dont l'application ouvre une nouvelle page dans le développement de l'hydroélectricité. "Un scientifique russe expulsé de son pays natal peut apporter une solution aux problèmes énergétiques mondiaux", écrit le journal Financial Times.
La turbine originale, créée par Gorlov, est appelée hélicoïde (du grec "helix" - "spirale" et "eidos" - "vue"). Cette turbine n'a pas besoin de la hauteur de chute élevée générée par le barrage et peut fonctionner efficacement à des vitesses d'écoulement relativement faibles. Il a trois pales en spirale et sous l'influence du flux d'eau tourne deux à trois fois plus vite que la vitesse du courant. Des essais de prototypes ont montré que le rendement de la turbine de Gorlov est trois fois supérieur à celui de toutes les turbines basse pression conçues pour fonctionner en écoulement libre. Contrairement aux turbines hydrauliques métalliques de plusieurs tonnes utilisées dans les centrales hydroélectriques fluviales, la taille de la turbine Gorlov en plastique est petite (diamètre 50 centimètres, longueur 84 centimètres), son poids n'est que de 35 kilogrammes. Le revêtement élastique à la surface des pales réduit les frottements sur l'eau et empêche l'adhérence des algues et coquillages. L'efficacité de la turbine de Gorlov est trois fois supérieure à celle des turbines conventionnelles. La conception de la station est une plate-forme métallique assemblée à partir de sections préfabriquées avec des équipements électriques installés à l'intérieur. L'équipement d'une section se compose de 16 turbines, reliées rigidement aux extrémités et formant une structure verticale de treize mètres de long. Un générateur électrique dans une coque étanche est installé à son extrémité supérieure. Lorsque les turbines tournent, le générateur génère un courant de 38 kW. Pour la première étape de la construction d'une centrale électrique d'une capacité de 30 mégawatts, environ 800 unités de ce type seront nécessaires. La plate-forme sera ancrée et immergée à une profondeur garantissant le libre passage des navires au tirant d'eau le plus important. La flotte de pêche présente certaines difficultés. En effet, lors de la pêche, les filets de pêche peuvent souffrir et en même temps causer de graves dommages à la centrale électrique. Pour exclure une telle situation, la station est censée être balisée à la surface de l'océan avec des bouées à signalisation lumineuse et électronique. Il n'y aura pas d'opérateurs à la station elle-même : un système d'ordinateurs assurera le contrôle automatique. Les plongeurs pourront effectuer des inspections externes périodiques de la station, ainsi que les travaux de réparation nécessaires. L'installation de la centrale électrique océanique sera réalisée par la société nouvellement créée Gulfstream Energy, et la production de turbines hydroélectriques sera organisée à l'usine de la société Allied Signal. Leur coût est bien inférieur à celui d'autres types d'équipements électriques modernes ayant un objectif similaire. Quant au coût total du projet de centrale électrique océanique, il est d'environ trois cents millions de dollars. Le financement sera assuré par l'Etat avec la participation d'investisseurs privés. Il est prévu que les coûts soient amortis d'ici cinq ans. Une place importante dans le développement d'un projet de centrale électrique océanique est occupée par la question de l'utilisation de l'électricité produite. Initialement, il devait être transmis par câble vers le continent ou l'île de Marathon, située à une distance de cinq kilomètres de la station, mais le conseil d'administration de Gulfstream Energy, qui comprend le professeur Gorlov, est arrivé à la conclusion que la meilleure option est d'utiliser l'électricité sur place pour produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau des océans. L'hydrogène liquide est un carburant écologique capable de remplacer à l'avenir l'essence et d'autres produits pétroliers, dont la combustion pollue l'environnement avec des substances nocives. Selon le projet, l'électricité sera transmise par câble à un navire amarré situé à côté de la centrale électrique océanique, équipé d'équipements technologiques pour la production de liquéfaction et le stockage temporaire d'hydrogène jusqu'à ce qu'il soit expédié aux consommateurs. Cependant, l'hydrogène à des fins énergétiques peut être utilisé non seulement comme combustible pour la combustion dans les moteurs de voitures et d'avions, mais également dans les piles à combustible - le composant le plus important des générateurs électrochimiques qui convertissent directement l'énergie chimique en énergie électrique. Dans ce cas, l'hydrogène sert de réactif chimique interagissant en présence d'un catalyseur avec un agent oxydant, notamment avec l'oxygène. Actuellement, les générateurs électrochimiques sont utilisés comme sources d'énergie autonomes dans les systèmes d'alimentation électrique des engins spatiaux. Selon les experts, une amélioration supplémentaire des piles à combustible permettra de créer de puissantes centrales électriques basées sur des générateurs électrochimiques, qui concurrenceront sérieusement les centrales hydroélectriques, les centrales thermiques et nucléaires, car elles sont plus sûres pour l'environnement. L'utilisation généralisée de telles centrales entraînera une augmentation considérable de la consommation d'hydrogène, dont la demande peut être satisfaite au mieux par l'utilisation d'usines à hydrogène flottantes qui reçoivent de l'électricité des centrales électriques océaniques. Il est possible que l'hydrogène devienne un symbole du secteur énergétique du XNUMXe siècle. Le projet de construction d'une centrale électrique sur le Gulf Stream a suscité un vif intérêt dans de nombreux pays. Selon des experts sud-coréens, les turbines de Gorlov peuvent avoir un grand effet lorsqu'elles sont utilisées dans des centrales marémotrices au large des côtes de la péninsule coréenne. Les scientifiques japonais estiment que le projet de construction d'une centrale électrique océanique à Kuroshio est très prometteur, dont la capacité, par exemple, à la pointe sud de l'île de Honshu, atteint 38 millions de mètres cubes d'eau par seconde. Ils pensent qu'à l'avenir, l'utilisation généralisée des centrales électriques océaniques permettra au Japon de fournir de l'électricité aux soi-disant villes maritimes de l'océan Pacifique. Un projet similaire à long terme de scientifiques japonais prévoit la réinstallation progressive d'une partie importante des habitants sur des îles artificielles. Cela permettra d'améliorer la situation écologique, ainsi que de faire face au problème de surpopulation. La zone libérée est censée être utilisée pour les terres agricoles et les parcs nationaux. Pendant que le programme est en cours de développement, des consultations sont en cours avec le laboratoire de Gorlov. Le gouvernement de Taïwan a déjà manifesté son intérêt pour le projet. Il est très probable que l'avenir de l'énergie sera lié à la construction de centrales électriques océaniques. Après tout, ils sont plus économiques que les nucléaires. Et cédant dans ce paramètre aux thermiques et fluviaux, ils les surpassent en sécurité environnementale. Auteur : Musskiy S.A.
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