Энергия океана: перспективы развития

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«Омский государственный  технический университет»

 

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине: «Основы электроэнергетики»

на тему: «Энергия океана: перспективы развития»

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. ПЭН-512

Хлопцов А.C.

Проверил:

Доцент, к.т.н. Щекочихин А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Омск 2012

Содержание:
	Введение                                                                                                            стр. 3
1	Возможности использования энергии  океана                                                стр. 4
2	Энергия волн                                                                                                     стр. 5
3	Конструкции                                                                                                       стр.6
4	Место установки                                                                                                стр.9
5	Проблемы использования                                                                                 стр.9
6	Недостатки существующих установок                                                            стр.9
	Заключение                                                                                                         стр.12
	Список литературы                                                                                            стр.13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Относительное благополучие современного мира сегодня поддерживается использованием около 1 кубического километра углеводородного топлива ежемесячно. 
Попутно с этим около 15 000 куб. км воздуха переходит в газы, вредные для жизнедеятельности живых организмов, что представляет сообщество людей как наиболее вредоносную часть живого потенциала Земли. Уже давно ясно, что даже такое относительное благополучие не может существовать вечно. 
С каждым годом растет напряженность в топливной энергетике, и все отчетливей проявляется необходимость замены энергоносителя. И человечество обязано решить эту проблему в ближайшие 100-150 лет, поскольку более жизненно важной задач и для него, похоже, нет.

            Теоретически сегодня существует лишь два направления, на которых можно было бы сконцентрировать усилия и возможно добиться результата. 
Первый путь сегодня усиленно прорабатывается путем создания экспериментальных термоядерных реакторов. К сожалению, несмотря на огромные затраты этот путь не дает результатов. Экспериментальный рабочий образец очередной раз откладывается лет на 30. Даже при решении теоретических и технических вопросов высококонцентрированная энергия мощностью в десятки тысяч ГВт выделяемые частицами высоких энергий способны принести бесчисленные проблемы экологического характера. Хотя здесь много сторонников это не означает, что проблема может и должна решатся только на этом направлении. 
Второй путь — это освоение солнечной энергии. В традиционном понимании солнечная энергия обладает сравнительно низкой концентрацией и сегодня сдерживается экономическими соображениями. Возможность решить проблему, развернув соответствующее количество солнечных панелей и построив ветроус-тановки, представляется сомнительной. Огромные площади, высокая парусность, определяемые в действительности низкой концентрацией энергии, вряд ли позволят обеспечить выходные мощности в десятки тысяч ГВт.

То же самое можно сказать  и по ряду других источников энергии, имеющих в основе солнечное излучения, таких как биоэнергетика, где  наблюдается дефицит посевных площадей, гидроэнергетика с ограниченным количеством речных стоков. Много энергии можно получить из геотермальных источников, но низкая теплопроводность горных пород вряд ли способна обеспечить необходимые тепловые потоки. Множество других источников, например, энергия приливов и др. вообще носят локальный характер.

На рисунке датского архитектора  Венсано Каллебо (Vincent Callebaut) запечатлен город на 50 тыс. жителей, плавающий  в океане. Данный рисунок, взятый из газеты «Аргументы и Факты», созвучен идеям освоения энергии океана, предлагаемой нами на страницах последних номеров журнала.

Еще во времена парусного флота  французский ученый Д. Арсонваль  увидел колоссальную энергию, скрытую  в градиенте температуры тропического океана. В дальнейшем Жюль Берн в  своем романе «20 тысяч лье под водой» описал корабль, работающий на энергии океана. К сожалению, нефть и уголь заставили забыть эти идеи, но сегодня, видимо, пора вспомнить их с учетом современных условий. Источник энергии в виде тропического океана по своей мощности и доступности не имеет аналогов в природе.

 

1. Возможности использования энергии океана

 

Слой воды толщиной более 50 м, шириной  порядка 5 000 км длиной почти с экватор  и содержащий многолетний запас  солнечной энергии с концентрацией  почти на два порядка превышающей концентрацию прямого солнечного излучения, способен навсегда и в полном объеме обеспечивать людей своей энергией.

Из школьной физики известно, что  теплоемкость воды составляет 1 ккал/кг °С. В тропическом океане поверхность  воды нагревается до 27°С. Относительно холодного бассейна океана, расположенного на глубине свыше 500-600 м, температурный градиент составляет порядка 22°С. Законы термодинамики позволяют около двух процентов этой энергии преобразовать в энергию электричества.

Конечно, силовая установка на термопарах, как у Жюль Верна, вряд ли получится, но современные тепловые машины имеют куда более высокую эффективность и вполне способны выжать эти два процента с приемлемыми затратами на оборудование.

Учитывая, что остальная энергия  практически перекачивается на глубину и рассасывается в нижних холодных слоях, работа станций сопровождается охлаждением поверхности Тропического океана, что на фоне глобального потепления имеет явно положительную тенденцию по экологии. 
Сегодня не редкость увидеть стену дома, увешанную теплообменниками кондиционеров и тепловых насосов. Аналогичные установки, размещенные в водах океана, вполне способны отбирать тепловую энергию для хозяйственной деятельности и перемещения объектов, подобных проекту архитектора Коллебо.

Расчеты показывают, что на 1 Вт электрической  мощности в океане необходимо установить около 20-30 гр титана в виде теплообменного узла, срок службы которого может доходить до 50 лет. По сегодняшнему техническому состоянию нет никаких проблем  построить экспериментальные станции по освоению энергии океана и созданию морских поселений. Вся техническая база тепловых машин не выходит за пределы освоенных технологий. Приходится только недоумевать, что такие энергетические мощности до сих пор находятся вне поля зрения практиков. Примерно то же самое с энергией морских волн.

Традиционно принято использовать тяжелый буй для преобразования энергии морской волны. В результате сконструировано множество малоэффективных станций стационарного типа.

Расчеты, проведенные по формуле E=mgH, показывают, что концентрация энергии морской волны в 4-6 раз выше, чем у ветра, раскачивающего эту волну. Этот факт дает основание пересмотреть установившуюся традицию. В результате спроектирован волновой преобразователь в виде гигантского компрессора, двигающегося в спускающихся с платформы пластиковых трубах, роль поршней в котором выполняет морская волна. Предполагается, что ему по силам конкурировать с парусными судами, даже несмотря на большее гидродинамическое сопротивление, а по комфорту он должен намного их превосходить. Это объясняется тем, что «волноход» способен идти навстречу к ветру, снабжается аккумуляторами и, имея большую базу, хорошо противостоит волновой качке.

Особое место в освоении энергии  океана может найти предлагаемый нами материал, представляющий собой пакеты газонаполненных металлических трубок. Это новый вид строительного материала, предполагаемого для силовых конструкций, представляет собой газонаполненный металл. В ее основе тонкостенная трубка малого диаметра, заполненная инертным газом под высоким давлением и запаянная с обеих сторон.

Пакет таких трубок, связанных между  собой и залитых химически  стойкими материалами, представляет собой  безопасную, исключительно легкую и  прочную конструкцию. Безопасность от наличия газа под высоким давлением обеспечивается его незначительным количеством в единичных элементах конструкции. Это аналог надувной конструкции, но с более высокими силовыми характеристиками. Использование газонаполненных трубок с различными техническими параметрами позволит строить легкие прочные объекты различного назначения в океане и не только.

 

2. Энергия волн

 

Энергия волн — явление малоизученное, хотя и давно известное. Веками люди размышляли над причиной морских  приливов и отливов. Сегодня мы достоверно знаем, что могучее природное явление — результат изменения положений Луны и Солнца относительно Земли вкупе с эффектами вращения Земли и особенностями данного рельефа. Высота прилива — величина непостоянная: в зависимости от взаимного расположения Луны и Солнца малая и, соответственно, большая приливные волны могут усиливать друг друга. Для таких приливов сложились названия:

• «квадратурный» прилив — наименьший прилив, когда приливообразующие силы Луны и Солнца действуют под прямым углом друг к другу (такое положение светил называется «квадратурой»);
• «сизигийный» прилив — наибольший прилив, когда приливообразующие силы Луны и Солнца действуют вдоль одного направления (такое положение светил называется «сизигией»).

Чем меньше или больше прилив, тем  меньше или, соответственно, больше отлив.

Идея использования энергии  приливов появилась у наших предков  добрую тысячу лет назад. Правда, строили  они тогда не ПЭС, а приливные  мельницы. Одна из таких мельниц, упоминаемая  еще в документах 1086 г., сохранилась  в местечке Илинг на юге Англии. В России первая приливная мельница появилась на Беломорье в XVII в. Но за отсутствием теоретической, равно как и технической баз пыл изобретателей быстро угасал, и широко распространения данная тематика не получила. В ХХ в. ученые вновь задумались над использованием потенциала приливов в электроэнергетике. Десятки научно-исследовательских институтов по всему миру одновременно бросились довольно резво и поначалу успешно разрабатывать конструкции, позволяющие извлекать энергию из волн и суточных перепадов высот воды, и казалось, что основным вопросом будет: кто первым успеет получить патент.  
Ну что там можно принципиально нового придумать? Берем обыкновенный, отлично зарекомендовавший себя на суше ветряк и помещаем его под воду. Но патентов хватило на всех, потому что ветряк под водой работать не захотел. Вернее, он, конечно, заработал, но с таким низким КПД, что срочно потребовалась модернизация. Вот тут-то техническая и творческая мысль ученых всей Земли заработала на всю катушку. Ведь на кону — ни много ни мало — монополия на самые дешевые и производительные на свете приливные электростанции, гора заказов и всемирная слава. Поскольку сразу объять необъятное не вышло, компании решили пока не зацикливаться на комплексном решении, а сосредоточиться на отдельных, кажущихся им наиболее значимыми, аспектах.

Для начала группу проблем разделили  на две: часть ученых продолжила заниматься приливной тематикой, другая же решила развивать направление собственно волн и течений на бескрайних океанических просторах.

3. Конструкции

 

Первыми в сооружении электростанций, извлекающих энергию из суточных движений воды, преуспели французы. В 1925 г. они присмотрели перспективное  место под приливную электростанцию вблизи деревни Абер-Врак (Aber-Wrac’h, департамент Финистер) и даже начали строительство, но из-за финансовых проблем в 1930 г. дело встало. Конструкторские наработки, однако, даром не пропали: они пригодились при сооружении следующей ПЭС, которая и стала первой действующей. Место для нее в устье р. Ранс, впадающей в Ла-Манш (провинция Бретань), выбрал еще в 1921 г. инженер Жерар Буасноэ (Gerard Boisnoer). Даже самые низкие квадратурные приливы поднимаются здесь на 8 м, а в дни т.н. «сизигий» вода превышает отметку 13,5 м. В 1943 г. Общество по изучению использования приливов (SEUM) провело необходимые исследования и составило техническое обоснование проекта ПЭС. Сами же работы по строительству начались только в 1961 г. Главным специалистом проекта стал известный французский архитектор Луи Арретч (Louis Arretche). Плотину, призванную защитить стройку от океанических течений, спроектировал Альбер Како (Albert Caquot), получивший к тому времени титул «лучшего инженера Франции». Два года ушло на осушение строительной площадки. 20 июля 1963 г., когда бассейн будущей ПЭС был надежно заблокирован двумя мощными дамбами, состоялась церемония закладки первого камня, а 26 ноября 1966 г. построенную ПЭС открыл лично президент Франции генерал Шарль де Голль. Сооружение получилось впечатляющим: приливный бассейн площадью 22,5 км2, отгороженные плотиной длиной 750 м, на которой смонтированы 24 турбины общей мощностью 240 МВт. Движение по дамбе было открыто 1 июля 1967 г., а 4 декабря того же года электростанция была подключена к национальной энергосети (EDF). Несмотря на внушительные размеры (эта электростанция по сей день является одной из крупнейших в мире среди ей подобных), электростанция обеспечивает лишь 0,012 % необходимой французам электроэнергии.

Простейший, наиболее похожий  на ветряные двигатели вариант предложили англичане из MCT (Marine Current Turbines — турбины морского течения): подводный столб с двумя расположенными на горизонтальной перекладине поперек предполагаемому приливу-отливу двухлопастными пропеллерами. В зависимости от направления водных масс лопасти пропеллера необходимо разворачивать на 180° (разумеется, это делается с помощью автоматики, а не вручную), для чего они останавливаются, а после вновь закручиваются в противоположном направлении. Диаметр каждого пропеллера — от 15 до 20 м. Примерная мощность столба — 1 МВт. Для выполнения профилактических и ремонтных работ перекладина умеет выезжать из-под воды наружу. Конструкция, получившая название SeaGen (морской генератор), уже установлена у берегов Великобритании и снабжает электричеством полторы тысячи близлежащих домов.

Российские ученые, подвергнув критике зарубежную классическую осевую поворотно-лопастную турбину из-за ее технологической сложности, придумали  турбину с ортогональным гидроагрегатом, основным преимуществом которой  декларируется простота в изготовлении. Делать такие гидроагрегаты можно не только на турбиностроительных заводах, но и на любом механическом предприятии. В ортогональных турбинах прямые лопасти с крыловидным профилем устанавливаются параллельно оси вращения, а вода течет перпендикулярно им. При любом направлении потока вся конструкция вращается в одну и ту же сторону, заданную профилем «крыла». Такие турбины уже давно применялись в ветроэнергетике, но для приливной оказались неэффективными. Разработанные в середине 1980-х гг. в Канаде и Японии прототипы имели низкий КПД (около 40 %), и в итоге идею забросили. Однако в российском НИИ энергетических сооружений в результате десятилетней работы смогли найти оптимальные очертания камеры и лопастей ортогональной турбины и подняли КПД до 60–70 %. Экспериментальный образец турбины диаметром 2,5 м был изготовлен на заводе «Севмаш» и в 2004 г. установлен на Кислогубской станции (это наша первая российская ПЭС небольшой мощности, на которой испытывают экспериментальное оборудование; удачные решения внедряются на другие ПЭС) вместо полностью выработавшей свой ресурс первоначально стоявшей там французской 400-киловаттной осевой турбины. В течение двух лет проходили испытания. Результат показал, что КПД ортогональной турбины в 1,5 раза выше зарубежных турбин. Снижается стоимость и время ее изготовления. Например, пионерный серийный образец ортогонального гидроагрегата диаметром 5 м, предназначенный для будущих мощных ПЭС, был изготовлен также на заводе «Севмаш» в рекордное время — за полгода. Весь 2007 г. ученые проводили испытания этого энергоблока в естественных условиях. Работы велись по всем направлениям: испытаниям подвергались технология конструкции агрегатов и наплавных блоков, а также выбор материалов для строительства. Упомянутая технология наплавных блоков подразумевала выполнение всех сложных работ по сборке агрегатов в промышленных центрах и буксировка готовых блоков по воде к месту установки, что позволило обойтись без дамбы, которая, как мы помним, потребовалась во Франции.

Похожую идею предложили недавно три  оксфордских профессора — Гай  Хоулсби (Guy Houlsby), Малькольм Маккаллок (Malcolm McCulloch) и Мартин Олдфилд (Martin Oldfield). Свой проект они назвали THAWT — Transverse Horizontal Axis Water Turbine («поперечная водяная турбина с горизонтальной осью»). Он предполагает установку на дно горизонтальной барабанной конструкции с косыми лезвиями-лопастями, которая, подобно ортогональной турбине, вращается в одну и ту же сторону на обеих фазах приливно-отливного цикла. Еще одно важное нововведение — набор лопастей THAWT расположен так, что образует треугольники. Такая конструкция отличается большой прочностью и жесткостью. В промышленном варианте ротор должен иметь 10 м в диаметре и 60 м в длину. Связка из двух барабанов и одного генератора между ними сможет выдавать до 12 МВт электроэнергии — в 10 раз больше, чем уже действующая установка SeaGen. Как посчитали авторы проекта, затраты на производство такой установки будут на 60 % ниже, а эксплуатационные расходы — примерно на 40 % меньше, чем у морских турбин SeaGen. В 2009 г. англичане обещают построить прототип установки с диаметром турбины 5 м, а к 2013 г. — запустить первую коммерческую установку.

В 2005 г. британская компания SMD Hydrovision анонсировала технологию сбора энергии  приливов TidEl. Пропеллеры выполнены  из легкого материала, а потому не тонут, а стремятся всплыть. Но от всплытия их удерживает якорь, в результате вентиляторно-генераторный блок шириной 15 м, похожий на небольшой двухмоторный самолет, болтается на цепях на глубине около 30 м. Поток воды разворачивает турбину в нужную сторону, посему агрегат работает одинаково хорошо как во время приливов, так и во время отливов, да и вообще чутко реагирует на любые течения. Не нужны ни разворачивающие лопасти механизмы, ни сложные ортогональные и треугольные конструкции. Оригинальность проекта обеспечила TidEl победу в конкурсе экологических технологий на всемирной выставке World Expo’2005. Однако дальше полутораметрового проектного образца, работающего в экспериментальном бассейне SMD Hydrovision, дело пока не пошло.

Австралийская компания Oceanlinx в качестве основного недостатка конкурентов  выделила статичность расположения лопастей турбины, что не позволяет им с равной эффективностью реагировать на разнообразные по своим направлениям и интенсивности морским течениям. Поэтому их разработка OWC имеет камеру предварительного реагирования, которая расположена на поверхности океана и имеет отверстия снизу побольше и сбоку поменьше. Набегающая волна, поступая в камеру снизу, резко повышает уровень воды и, соответственно, давление воздуха, выходящего через боковое отверстие. Это давление измеряется, передается в центр управления, где всесторонне анализируется на предмет размера, скорости, направления и даже формы волны. По результатам анализа определяются оптимальные значения скорости вращения турбины и угла атаки ее лезвий — Oceanlinx обещает повышение КПД чуть ли не до 95 %. Выходная мощность установки составляет от 100 кВт до 1,5 МВт.

Несколько установок описанного типа уже установлены в Австралии. Две из них можно посмотреть на карте Google по координатам 34°27’07,6” S, 150°54’06,8” E и 34°28’16,7” S, 150°54’56,5” E. Контракты других потенциальных заказчиков из Намибии, Мексики и американских штатов Род-Айленд (Rhode Island) и Гавайи (Hawaii) пока находятся в стадии разработки. Идея вытесняющегося водой воздуха нашла применение и в запатентованной «колонне колеблющейся воды» от Sperboy, где повышение и понижение уровня воды в море вызывает аналогичные колебания уровня воды во внутренней полости трапециевидной конструкции, частично торчащей над водой. Находящийся в верхней части колонны воздух выдавливается наружу или, соответственно, всасывается внутрь через отверстия, в которые встроены электрогенерирующие вентиляторы.

Похожий принцип использован в  распространенной конструкции IPS OWEC Buoy (OWEC = Offshore Wave Energy Converter — конвертор  энергии волн, расположенный на некотором удалении от берега), представляющей собой 6–8-метровый в диаметре буй, плавающий над зафиксированной в морском дне трубкой с поршнем. Длина трубки обычно составляет 20 м. Колебания буя на морской поверхности передаются поршню, поступательные движения которого преобразуются генератором в электроэнергию. Генератор может быть один на несколько (до 10) трубок. В роли генератора, как правило, выступает проволочная катушка, магнитным сердечником которой является совершающий поступательные движения стержень поршня. В конструкции турбины от OpenHydro Group также присутствует магнитная обмотка в качестве генератора. А с конструкцией самой турбины решили особо не выдумывать: внешне она сильно напоминает многолопастную турбину самолетного двигателя. Устройство закрепляется на дне по ходу какого-либо океанического течения. Действующий прототип установлен недалеко от берегов Шотландии.

Интересная конструкция волнового  понтона реализована шотландцами  из эдинбургской Pelamis Wave Power у берегов  Португалии. Их электростанция имеет вид качающейся на волнах змеи из нежестко соединенных секций размером с железнодорожный вагон каждая. Взаимное угловое перемещение «вагонов» приводит в действие электрогенераторы, размещенные в сочленениях. Принцип действия устройства основан все на том же свойстве магнита вызывать в перемещающемся относительно него проводнике ток. Качающиеся на волнах генераторы-змеи вырабатывают 2,25 МВт энергии. В дальнейшем предусмотрено добавление к этой же волновой ферме у берега Агусадоры еще 25 «змей», что поднимет суммарную мощность станции до 21 МВт. Датчане из Wave Dragon тоже придумали плавающую конструкцию и назвали ее «Волновым драконом». На самом деле, на дракона она похожа мало: через бортики болтающегося на волнах бассейна перехлестываются волны, собранная вода стекает в центр емкости, где находится сквозное отверстие с турбинами. Вода, стекая вниз, вращает турбины. Мы описали, конечно, не все проекты, а лишь наиболее интересные из тех, которые оказались достаточно реалистичными и финансируемыми, чтобы быть реализованными или, по меньшей мере, протестированными.

 

 

 

4. Место установки 

 

Теперь немного о местах, где  от установки приливных и волновых турбин можно получить наибольшую отдачу. Ведь мощность ПЭС напрямую зависит  от силы волны. Проведенные измерения показывают, что на атлантическом побережье (Ирландии, Исландии, Норвегии) на каждый метр прибрежной линии приходится 70 кВт волновой мощности. В Испании и Португалии мощность волны достигает 50 кВт, а в районе Гибралтара уже только 30 кВт. На североморском побережье Германии это значение и того меньше — 20 кВт.

В самом Старом Свете пока известны всего 100 с лишним мест, где можно  получать электроэнергию из морских  течений. Согласно первым предварительным  научным исследованиям, потенциал  ПЭС в Европе может составить 12 000 МВт. Экономически целесообразным считается строительство приливных электростанций в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м.  
Подход к организации «рабочего места» для приливных электростанций также очень отличается. Некоторые экземпляры можно просто втыкать в морское или океаническое дно (SeaGen, THAWT, TidEl), другие же (французская и Кислогубская ПЭС) требуют сложных гидротехнических запруд, барьеров и вспомогательных ГЭС. Плотиной перекрывается залив или устье впадающей в море (океан) реки (образовавшийся водоем называют бассейном ПЭС). В теле плотины имеются водопропускные отверстия, в которых размещаются гидротурбины и соединенные с ними гидрогенераторы. Во время прилива вода поступает в бассейн и вращает лопасти турбин. Постепенно уровни воды в бассейне и море сравниваются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы вновь начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит. При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4–5 ч с перерывами, соответственно, 1–2 ч четырежды за сутки (такая ПЭС называется однобассейновой двустороннего действия).

Для устранения неравномерности выработки  электроэнергии бассейн ПЭС можно  разделить плотиной на два или  три меньших бассейна, в одном  из которых поддерживается уровень  «малой», а в другом — «полной» воды; третий бассейн — резервный; гидроагрегаты устанавливаются в теле разделительной плотины. Но и эта мера полностью не исключает пульсации энергии, обусловленной цикличностью приливов в течение полумесячного периода. При совместной работе в одной энергосистеме с мощными тепловыми (в т.ч. и атомными) электростанциями, энергия, вырабатываемая ПЭС, может быть использована для участия в покрытии пиков нагрузки энергосистемы, а входящие в эту же систему гидроэлектростанции (ГЭС) или гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), имеющие водохранилища сезонного регулирования, могут компенсировать суточные и внутримесячные колебания энергии приливов.

5. Проблемы использования 

 

Энергетические ресурсы Мирового океана ассоциируются не только с  углеводородным сырьем, добываемым в  больших количествах на шельфе, но и с возобновляемыми энергоносителями. Пока энергия Океана лишь в очень малой степени поставлена на службу человеку, что придает данной проблеме глобальное звучание (см. также тему «Энергетическая проблема»).

С учетом того обстоятельства, что  энергия приливов (потенциал приливной энергии Мирового океана оценивается в несколько миллиардов киловатт) в 2000 раз превышает годовой запас энергии всех рек мира, данное направление в развитии мировой энергетики особенно перспективно.

К сожалению, этого нельзя сказать  о других направлениях. Так, постоянным возобновляемым ресурсом является кинетическая энергия волн. Разумеется, она размещена далеко неравномерно по акватории Океана, однако в некоторых местах на шельфе, где возможно гидростроительство, она достигает высокой концентрации. Первые промышленные волновые электростанции небольшой мощности уже сооружены в Норвегии, Японии, Индии. Чаще всего с помощью энергии морских волн приводятся в действие электрогенераторы, устанавливаемые на плавучих маяках. Несмотря на высокие стоимостные затраты, целесообразность создания волновых станций определяется конкретными географическими условиями, наличием или отсутствием альтернативных источников, плотностью приходящей энергии и т. д. 
Еще одним из направлений в развитии энергетики Океана в перспективе может стать строительство электростанций, использующих энергию течений. Результаты гидрологических исследований свидетельствуют, что лишь Гольфстрим в наиболее мощной своей части (38° с. ш.) переносит ежесекундно 82 млн м3 воды, а в течение года — 250 тыс. км3, что в 6,5 раза больше годового стока вод со всей поверхности суши. Конечно, проекты установки в толще Гольфстрима турбин большого диаметра для получения электрической энергии сегодня кажутся нереальными, однако не исключено, что по мере обострения энергетической ситуации в мире к таким проектам еще вернутся. Главные лимитирующие факторы широкого использования энергии течений сегодня — чрезвычайно низкий коэффициент полезного действия существующих преобразователей этого вида энергии (всего 0,5—10%), колоссальные затраты на гигантские турбины, нерешенность многих чисто технических вопросов. 
Прямое отношение к проблеме использования энергии Океана имеет утилизация термической энергии акваторий. Солнечное тепло, как известно, аккумулируется в верхних слоях Океана, в то время как нижние сохраняют достаточно низкие температуры. Вследствие этого создаются значительные различия температуры поверхностных и глубоко лежащих вод. В тропических широтах температура воды на поверхности достигает почти 30°, а на глубине 0,5 км — всего 8—10°. Таким образом, амплитуда температуры составляет примерно 20°.