Однако запуск самых современных устройств в часто турбулентные океанские течения потенциально может создать ряд проблем для индустрии приливной энергетики, включая неопределенность в отношении того, как они могут взаимодействовать с окружающей средой.

Чтобы решить эту проблему, команда ученых использовала комбинацию технологий беспилотных летательных аппаратов и исследований с борта лодки, чтобы составить карту сложных приливных течений, с которыми сталкивается самая мощная в мире приливная турбина - O2 от Orbital Marine Power, расположенная в самом сердце Оркнейских островов, Шотландия.

В отличие от обычных приливных турбин, O2 плавает на поверхности моря, закрепленный швартовными тросами на морском дне. Длина платформы составляет более 70 метров, и она подключена к электросети Европейского центра морской энергетики (EMEC). По оценкам, она может обеспечивать электроэнергией 2000 домов в Великобритании в год.

Исследование включало в себя изучение того, как изменение приливных течений, которые превышают 8 узлов, может повлиять на устройство и его производительность, а также того, как течение O2 вниз по течению может повлиять на размещение других турбин, а также на морскую среду обитания.

Благодаря этому ученые дают новое представление об оптимальном размещении турбин tidal stream, подчеркивая при этом важность оценки конкретных объектов на потенциальных площадках для турбин, чтобы помочь преодолеть разрыв между реальными измерениями и компьютерным моделированием.

Они также надеются, что их подход может быть использован для устранения неопределенностей, связанных с взаимодействием с природной средой и морскими средами обитания.

Предыдущее исследование, проведенное ведущими авторами, показало, что след от турбин создает предсказуемую зону поиска пищи для гнездящихся поблизости морских птиц, однако, если турбины расположены слишком плотно, это может ограничить передвижение некоторых представителей морской фауны.

В дополнение к морским птицам, авторы столкнулись с косатками, пролетавшими мимо турбины во время одного из своих исследований с помощью беспилотника, что продемонстрировало важность решения этой проблемы.

Исследование, опубликованное в Связь с природой, был проведен исследователями из Морской биологической ассоциации (MBA), Плимутского университета и Университета высокогорья и островов (UHI) Шетландских островов.

Доктор Лилиан Либер, научный сотрудник MBA и Университета Плимута, является ведущим автором исследования. Она сказала: "Проведение океанографических исследований в одном из самых мощных приливных течений в мире, где течение может превышать 8 узлов, является одновременно захватывающим и сложным процессом. Однако сбор данных в этих неспокойных условиях имеет решающее значение для решения некоторых сложностей, с которыми сталкивается сегодня индустрия приливной энергетики. Оптимальное размещение этих турбин в узких каналах, окаймленных островами, является сложной задачей, но наши новые методы позволили получить достоверное представление об этих турбулентных потоках и характерных следах".

Энергия приливов считается одним из наиболее надежных источников экологически чистой энергии, поскольку приливы, в отличие от ветра и волн, являются регулярными и предсказуемыми.

Турбины, предназначенные для использования энергии приливов и отливов вблизи поверхности моря, работают так же, как ветряные мельницы под водой, и преобразуют кинетическую энергию движущейся воды в электричество. Но поскольку вода в 800 раз плотнее воздуха, они вырабатывают больше энергии, чем ветряные турбины того же размера.

Предполагается, что в будущем по всей Великобритании может появиться больше установок, а предыдущие исследования, проведенные участниками текущего исследования, показали, что энергия приливных течений может удовлетворить до 11% годовых потребностей Великобритании в электроэнергии.

Шон Фрейзер (Shaun Fraser), старший научный сотрудник и руководитель отдела рыболовства UHI на Шетландских островах, добавил: "Это исследование демонстрирует преимущества объединения научного опыта и внедрения новых технологий, что позволяет добиться значительного прогресса в понимании динамичных приливных условий. Поскольку в ближайшем будущем, вероятно, ожидается дальнейшее развитие инфраструктуры морских возобновляемых источников энергии в регионе Хайлендс и островов, эта работа как никогда актуальна для местных отраслей промышленности и сообществ".

Несмотря на многообещающие перспективы использования энергии приливов, отрасль по-прежнему сталкивается с серьезными проблемами, включая затраты на расширение технологий, подключение к электросети и обеспечение дальнейшей работы турбин в условиях чрезвычайно турбулентных течений.

Новое исследование было направлено на решение некоторых из этих проблем путем совершенствования методов полевых измерений, необходимых для обеспечения долгосрочной надежности и устойчивого развития приливных технологий.

Алекс Ниммо-Смит, профессор морских наук и технологий в Университете Плимута и старший автор исследования, сказал: "Будь то плавучие морские ветряные электростанции в Кельтском море или приливные турбины у берегов Шотландии, мы увидим, что по всему миру будет установлено больше морских платформ для использования возобновляемых источников энергии береговая линия Великобритании в ближайшие десятилетия. Однако природные условия в водах вокруг Великобритании невероятно разнообразны и сложны, что невозможно полностью воспроизвести в контролируемых лабораторных экспериментах или компьютерном моделировании. Это исследование демонстрирует экономически эффективное средство борьбы с этим, и если мы хотим получить наибольшие выгоды от революции в области экологически чистой энергетики, оценка реальных экологических условий с учетом этого фактора будет иметь решающее значение".