Хэдэн хоногийн өмнө Японы машин үйлдвэрлэлийн IHI Corp компанийн мэргэжилтнүүд  Эрчим хүчний ба үйлдвэрлэлийн шинэ технологийг хөгжүүлэх агентлагтай /NEDO/ хамтран 330 тонн жинтэй аварга том турбиныг Номхон далайн усан дор байрлуулах туршилтыг амжилттай хийлээ.  

“Курошио” хэмээх далайн урсгалын хүчээр ажилладаг “Кайрю” гэдэг нэртэй уг турбиныг ашиглан цахилгаан эрчим хүч гарган авснаар Япон улс ирээдүйд нүүрс, байгалийн хий, нефть, уран зэрэг эрчим хүчний түүхий эдүүдээс аажмаар татгалзах эхлэлийг тавих юм. Хэдийгээр тус улс нарны эрчим хүчний төхөөрөмжийн тоогоор дэлхийд тэргүүлдэг боловч дээрх түүхий эдүүдээс хамааралтай хэвээр байна. 

Японы IHI Corp компани 3 жилийн өмнө далайн түрлэгийн хүчээр ажиллах 330 тонн жинтэй турбиныг далайн усанд байрлуулж байсан туршлагатай. Тус компанийн хийсэн тооцооллоор, Курошио урсгалыг ашиглан 200 гигаватт /200 мянган МВт/ цахилгаан эрчим хүч гарган авах боломжтой бөгөөд энэ нь Японы эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн хүчин чадлын 60 хувьтай тэнцэх юм.

КУРОШИО УРСГАЛ

Курошио бол Гольфстримын дараа орох далайн хүчтэй урсгал юм. Энэ урсгал Номхон далайн баруун хэсэг, Тайвань арлын зүүн эрэгт үүсэж, улмаар Японоос зүүн хойд хэсгийг чиглэн хөдөлдөг. Энд хүрснээр Умард Номхон далайн хойд урсгалтай нийлэх ба ингэснээр Атлантын далайн Гольфстрим урсгалтай дүйцэхүйц хэмжээний хүчтэй болж, халуун орны бүлээн усыг хойд зүг ба туйлын бүс нутгууд руу урсгадаг байна.

Далайн урсгал нь мэдээж түрлэгийн урсгалаасаа харьцангуй удаан байдаг. Тухайлбал, Шотландын Orbital O2 турбин нь урсгалын хурд 2,5-4,5 м/с байх үед ажилладаг. Гэтэл асар том буюу 100 км-ийн голчтой Курошио урсгал харьцангуй удаан, 1-2 м/сек хурдтай хөдөлнө. Баримжаа тооцоогоор, энэ урсгал Японы зүүн өмнөд эргээс холгүй цэгт хамгийн их хүчтэй болж, секундэд 65 сая шоо метр усыг зөөвөрлөн шилжүүлдэг байна. Тэгэхээр олон тооны турбиныг далайн гүнд байрлуулах боломжтой гэсэн үг. IHI компани, NEDO байгууллага хоёр хамтран 2011 оноос хойш ийм боломжийг судалж байгаа бөгөөд 2017 оноос 100 кВт-ын хүчин чадалтай жижгэвтэр далайн түрлэгийн генераторыг туршиж байгаа юм.  

КАЙРЮ ТУРБИНЫ ТЕХНИКИЙН ҮЗҮҮЛЭЛТҮҮД  БА ДАВУУ ТАЛ 

Эсрэг чиглэлд эргэдэг хоёр турбин бүхий "Кайрю" (Kairyu) агрегат нь овор хэмжээний хувьд дунд зэргийн нисэх онгоцтой дүйцнэ. Тусгай зангууны тусламжтайгаар уг турбиныг далайн ёроолд урьдчилан бэхэлснээр 30-50 м-ийн гүнд чөлөөтэй хөвөх боломжтой болох юм. Үүнийг гүйцэтгэхэд инженерийн нарийн шийдлүүд, багагүй цаг хугацаа шаардлагатай.

Kairyu генератортай төстэй Шотландын Orbital O2 турбиныг мөн адил далайн гүнд бэхэлсэн. Гэхдээ шотланд турбин далайн гадаргуугаас ердөө 2 метрийн гүн дэх урсгалаар ажилладаг ба түрлэгээс хамааран чиглэлээ өөрчилдөг байна. Харин 50 м-ийн гүн гэдэг бол далайн урсгалын энергийг цуглуулахад зохимжтой байрлал биш юм. Гадаргууд ойр байх тусмаа үр ашиг нь илүү байх боловч яг энэ газарт 20 м өндөр давалгаа үүсгэдэг далайн хар салхи байнга шуурдаг тул аюулгүй байдлыг эн тэргүүнд тавьжээ.

Кайрю турбины цилиндр хэлбэртэй 3 хөвүүр нь тус бүр 20 м урттай, мөн хэмжээний өргөнтэй. Гадна талын 2 хөвүүр нь хоёр эргэлдүүр далбан бүхий 11 м-ийн голчтой хувьсах алхамт роторуудтай. Эргэлтийн моментийг тэнцвэржүүлэхийн тулд роторуудыг эсрэг чиглэлд эргэж байхаар тохируулсан ба ротор тус бүр 50кВт-ын генераторыг эргүүлнэ.

Усны даралт мэдрэгч нь турбин байрлах гүнийг тохируулах бол хурдны мэдрэгч нь эргэлдүүр далбангийн алхмыг тохируулна. Бусад мэдрэгч нь хазайлтын өнцөг, уртааш тэнхлэгийн өнцөг гэх мэт үзүүлэлтүүдийг хянадаг. Техникийн засвар үйлчилгээ хийх шаардлагатай үед Кайрю турбин усны гадаргуу дээр хөвөн гарч ирэх тул Orbital O2-ыг засварлах үед хэрэглэдэг нугастай хөшүүрэг шаардлагагүй.

2030 ОНЫГ ХҮЛЭЭХ ШАЛТГААН      

3 жил хагас үргэлжилж буй Кайрю турбины туршилт амжилттай явагдаж байгаа тул 40 урттай хоёр эргэлдүүр далбан бүхий турбины хүчин чадлыг 2 мегаваттад хүргэж, олноор нь үйлдвэрлэж эхлэхээр төлөвлөжээ. Энэ төлөвлөгөөг 2030 оноос хэрэгжүүлж эхлэх тэр үед далайн урсгалын эрчим хүчний өртөг нь нарны эрчим хүчнийхтэй өрсөлдөх хэмжээнд байх болов уу гэж IHI компанийн мэргэжилтнүүд таамаглаж байна. Ингэснээр алслагдсан арлуудын оршин суугчдыг хямд эрчим хүчээр хангах боломжтой болно.  

Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхийн тулд цөмийн энергийг ашиглах нь аюултай эсэх талаар мэтгэлцээн өрнөж буй энэ үед Японы эрдэмтэд, инженерүүд эрчим хүч гарган авах өөр бусад арга шийдлүүдийг идэвхтэй эрэн хайсаар байна. Тухайлбал, далайн түрлэг, татлагын хүчийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч гарган авахаас гадна далайн бүлээн ба хүйтэн усны температурын ялгааг ашиглах замаар дулааны эрчим хүч гарган авах гэх мэт аргуудыг боловсруулахаар ажиллаж байна. Олон улсын эрчим хүчний агентлагийн хийсэн тооцоогоор, 2050 он гэхэд далайн татлага түрлэгийн хүчийг ашиглан 300 гигаватт эрчим хүч үйлдвэрлэх боломжтой ажээ.

Салхины ба нарны эрчим хүчийг гарган авахаас ялгаатай тал гэвэл, далайн гүнд байрлуулсан турбин нь цаг агаарын байдлаас үл хамааран цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг. Түүнээс гадна, далайн түрлэгийн турбин нь 70 хувийн үр ашигтай гэдэг нь батлагдсан бол нарны хавтангийн үзүүлэлт ердөө 15 хувь.

Анхны туршилтууд амжилттай болсон хэдий ч бүхэл бүтэн 8 жилийн хугацааны дараа Кайрю турбин цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэж эхлэх нь. Гэхдээ байгаль орчинд ээлтэй, найдвартай эрчим хүчний шинэ эх үүсвэрийг ашиглах тэр мөчийг наашлуулахын төлөө Японы эрдэмтэд ажиллаж байна. 

Б.Адъяахүү

Эх сурвалжууд: ihi.co.jp; building-tech.org; new-science.ru