Інженерна команда опустила генератор на дно океану і запустила його, використовуючи тепло з підводного вулкана. Вони хотіли дізнатися, чи може він виробляти більше електрики, ніж потрібно для його роботи.

Протягом 8,7 секунди система справді це зробила.

Компанія Endurance Energy, що базується в Сіетлі, оголосила про результати свого експерименту Adélie 19 жовтня.

Тест проходив на вулкані Axial Seamount, що знаходиться приблизно за 480 кілометрів (300 миль) від Орегону. Тут гарячі джерела виходять з морського дна на глибині близько 1500 метрів (5000 футів).

Вода отримує своє тепло від розплавленої породи під вулканом. Морська вода просочується в тріщини на дні, нагрівається під землею і повертається в океан через отвори, звані гідротермальними вікнами.

Інженери Endurance вирішили захопити частину цього тепла. На суші геотермальні електростанції вже використовують гарячу воду або пару з-під землі для генерації електрики. Тепло обертає машину, звану турбіною, яка приводить в дію генератор. Це джерело енергії не залежить від сонця чи вітру.

Щоб це працювало на дні океану, команді спочатку потрібно було забезпечити достатній потік гарячої води через обладнання. Інженери пробурили свердловину на глибину 16 метрів (52 фути) під дном океану, встановили трубу всередині і закріпили її на місці.

Вода виходила при температурі близько 260°C (500°F), але її потік був занадто обмеженим для роботи генератора.

Інженери підключили Adélie до сусіднього природного вікна. Тепло для успішного тесту, отже, надходило з води, яка вже виходила з дна.

Під час експерименту 27 вересня ця вода мала температуру приблизно 281°C (538°F). Високий тиск на цій глибині дозволяє воді залишатися рідкою при температурі, що перевищує її точку кипіння на поверхні 100°C (212°F).

Під час роботи система досягла приблизно 26 000 обертів на хвилину.

Команда контролювала обладнання з Сіетла. Вчені вже моніторять активний підводний вулкан за допомогою приладів, підключених до берега. Існуюча підводна кабельна мережа, званою Региональною кабельною мережею, якою керує Університет Вашингтона, забезпечила зв'язок для експерименту Endurance.

Пам'ятайте, що насоси та інші компоненти також споживали електрику. Після вирахування цього споживання компанія повідомила про середній надлишок близько 2 кіловат під час 8,7-секундного інтервалу, з піком у 16,5 кіловат.

Дослідники вже генерували електрику з підводних вікон раніше. У дослідженні, опублікованому в 2016 році, китайська команда описала пристрій, який перетворював різницю температур між гарячою водою з вікна та холодною морською водою на електрику. Він безперервно виробляв 2,6–3,9 ват під час польового тесту і живив реєстратор даних та світлодіодну лампу.

Довгострокова мета Endurance — постачати електрику споживачам на суші. Компанія заявляє, що її перший комерційний проект розробляється в Тонзі, тихоокеанській острівній державі, електрична мережа якої значною мірою залежить від імпортованого дизельного пального. Вона планує перше постачання електрики у 2027 році.

Для досягнення цієї мети знадобиться набагато довший термін роботи. Запуск Adélie зупинився, коли система безпеки, що захищає його акумулятор від надмірного струму, активувалася. Приблизно через 10 хвилин кабель живлення насоса вийшов з ладу під час спроби перезапуску.

«Gentoo, наступний тестовий генератор потужністю 100 кВт, є вдосконаленим Adélie. Він буде запущений цієї зими і націлений на вищу потужність і триваліші запуски», — сказав засновник і генеральний директор Endurance Ендрю Редд.

Редд зазначив, що оновлене обладнання вирішить проблеми з захистом акумулятора та кабелем насоса, з якими стикалися під час тесту.

«Endurance має нову свердловину, яка запрацює наступного року і досягне глибини 500 метрів», — сказав Редд.

Це приблизно 1640 футів, у порівнянні з максимальною глибиною поточної свердловини 80 метрів (260 футів). Компанія очікує, що глибші свердловини забезпечать більший потік води. Редд зазначив, що команді ще потрібно досягти стабільної генерації з пробуреної свердловини та розробити обладнання, яке працює надійно протягом місяців або років.

Ці цифри описують виробництво електрики під час роботи. Вони не враховують енергію, витрачену на транспортування, буріння та установку. Вимірювання надходять від Endurance, і в її оголошенні немає жодної рецензованої статті, що повідомляє про результати.

Екологічні питання також залишаються. Мікроби навколо вікон використовують хімічні речовини для отримання енергії, а трубчасті черв'яки та інші тварини залежать від цих мікробів.

Endurance заявляє, що вибрала місце буріння подалі від вікон і сусідніх тварин. Її моніторинг не виявив значних змін у житті навколо місця, повідомила компанія. Згідно з оголошенням, більше 40 зразків води, породи та мінералів були надіслані в незалежні лабораторії для аналізу. Довгострокові ефекти ще потрібно встановити.

«Ми усвідомлюємо, що більші системи, які працюють безперервно протягом років, можуть вплинути на навколишню водну колонку, біологічні спільноти та середовище дна», — сказав Редд.

Компанія працює з незалежними дослідниками над подальшим аналізом і дослідженнями, додав Редд.

Експеримент показав, що генератор міг короткочасно виробляти більше електрики, ніж споживав. Наступний тест — це перевірка, чи може він продовжувати працювати. Довші запуски також допоможуть встановити, як це вплине на навколишній океан.

Цікавий факт

Підводні вулкани можуть бути джерелом не лише енергії, але й унікальних екосистем, які підтримують життя в умовах, де інші організми не можуть вижити.