Соломоновы Острова могли бы обеспечить отдаленные деревни электричеством с помощью небольших речных турбин мощностью менее 5 кВт. К такому выводу пришли ученые из Аделаидского университета в Австралии, изучившие пути электрификации региона. По их мнению, подобные установки способны стать более доступной альтернативой крупным гидроэлектростанциям и расширению централизованных электросетей в стране, где сегодня лишь около 15% жителей имеют доступ к электричеству, а в сельской местности этот показатель составляет всего около 3%.
Проблема Соломоновых Островов типична для многих островных государств Тихого океана. Население разбросано по десяткам небольших островов, поэтому строительство линий электропередачи до удаленных поселений обходится слишком дорого, а существующая энергетика в значительной степени зависит от импортного дизельного топлива. Даже в столице страны Хониаре стоимость электроэнергии достигает около 0,8 доллара за киловатт-час – один из самых высоких тарифов в мире. При этом ставка на крупные гидроэлектростанции тоже не решает проблему. Строительство ГЭС на реке Тина мощностью 15 МВт оценивается примерно в 240 млн долларов (около 16 тысяч долларов на каждый киловатт установленной мощности), при этом проект уже несколько лет сталкивается с задержками и ростом стоимости. Поэтому исследователи решили проверить, сможет ли большое количество небольших гидротурбин стать более эффективным способом электрификации сельских районов.
Для этого они использовали открытые глобальные базы данных о реках, цифровые модели рельефа, карты существующих электросетей и сведения о плотности населения. Поскольку для большинства рек Соломоновых Островов отсутствуют прямые измерения скорости течения, исследователи рассчитали ее с помощью гидродинамических моделей. В частности они применили формулу Маннинга-Стриклера, которая оценивает скорость потока по особенностям русла, и глобальную модель WaterGAP, содержащую данные о водных ресурсах и речном стоке. Это позволило оценить, сколько энергии потенциально можно получить практически от любой реки страны. Затем полученные данные сопоставили с расположением населенных пунктов и существующей энергетической инфраструктурой.
Расчеты показали, что около 35% жителей страны живут менее чем в 500 метрах от ближайшей реки, а примерно 65% – в пределах двух километров. При этом только четверть населения находится рядом с существующими электросетями. Чтобы определить наиболее перспективные районы, ученые оценили каждую провинцию по пяти критериям: численности населения, близости к рекам, доле жителей, проживающих рядом с ними, энергетическому потенциалу рек и удаленности от линий электропередачи. Наиболее подходящей для внедрения небольших гидротурбин оказалась провинция Малаита, где высокая плотность населения сочетается с низким уровнем электрификации и большим количеством рек.
В качестве примера исследователи подробно рассмотрели одну из рек этой провинции – Фиу. Ранее здесь планировалось построить гидроэлектростанцию мощностью 750 кВт стоимостью около 15 млн долларов, однако проект был заброшен из-за земельных споров. Вместо этого ученые предлагают использовать небольшие гидрокинетические турбины, работающие непосредственно в потоке реки без строительства плотины. По их расчетам, одна такая установка способна ежегодно вырабатывать около 1600 кВт·ч электроэнергии – этого достаточно для обеспечения одного сельского домохозяйства освещением, зарядкой телефонов, работой вентилятора, небольшого холодильника и другой базовой бытовой техники.
Исследователи подчеркивают, что проведенный анализ не заменяет детального обследования конкретных рек. Однако он помогает определить, где небольшие гидротурбины могут оказаться наиболее эффективными. По мнению ученых, такие установки способны стать более стабильным дополнением к уже используемым на Соломоновых Островах домашним солнечным системам.
