Галина Ковальчук
Студент третьего курса Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского» Михаил Литовченко уже известен в Украине и за рубежом. Этот молодой ученый, физик изобрел Wave Energy Converter, или преобразователь энергии волн, благодаря чему он стал призером конкурса научных инноваций Tech-I GIST. Однако Миша не собирается останавливаться – он уже запатентовал изобретение и делает первый промышленный образец, а к получению диплома надеется создать серийное производство. На всеукраинской конференции уникальных тинейджеров «Завтра_2037» Миша расскажет о том, каково это — быть новатором в Украине, а сегодня он говорит о будущем науки и своих планах перевернуть сферу энергетики.
Моя работа находится в области возобновляемой энергетики, а если точнее, то это преобразование или конвертация ветровых волн на поверхности моря в электроэнергию. Вы же были на море? Лежали на пляже? Волны, которые вы там видели, и называются ветровыми, они создаются посредством ветра. Это очень сложная сфера, потому что волна – это не ветер и не солнце, ее энергия более концентрированная и стабильна, но переработать ее тяжелее. И именно поэтому в этом сегменте существует множество многомиллионных проектов, но они пока не дали желаемого результата. А если люди научатся перерабатывать волну, это может решить все наши проблемы в энергетике.
Энергия волны
По сути, ветровая волна – та же энергия солнца, конвертированная с увеличением ее плотности. Солнце светит на Землю, но эта энергия имеет очень низкую плотность на квадратный метр. Однако, благодаря этой энергии возникает разница температур на поверхности планеты и возникает нагрев и перемещение воздушных масс или ветер, который в свою очередь, нагоняет волну. Причем то, что мы видим наверху – это лишь десятая часть того, что есть внизу. Волна в этом отношении подобна айсбергу.
В применении к оборудованию для возобновляемой энергетики есть понятие «коэффициент преобразования установленной мощности». Эти четыре не совсем понятных слова обеспечивают баланс между задекларированной производителем высокой мощностью тех же ветряков и солнечных батарей, которая достигается при идеальных условиях их работы и реальными показателями. Другими словами, коэффициент – это количество времени в сутках, когда установка генерирует энергию. И в реальности мощность тех же солнечных батарей гораздо ниже, так как солнце не светит 24 часа в сутки. Поэтому не удивительно, что в мире сейчас относятся очень скептически к солнечной и ветровой энергетике. Что бы ни говорили, но они является полностью дотационными и это очень легко проверить.
Вместе с отцом мы придумали принципиально новую схему, которая основана не на колебаниях, а на вращении. Есть еще одно понятие «знакопеременные нагрузки», это очень опасное явление и бич всех волновых технологий. Это понятие означает, что одна сила взводит механизм, а вторая вырабатывает электроэнергию. Взводящая сила — холостой ход, и по первому закону Ньютона она портит жизнь всем инженерам из-за энергопотерь. А у меня нет холостого хода, так как в моем изобретении сразу две силы – сила тяжести и сила Архимеда – вырабатывают электроэнергию.
Испытания и будущее
Мы испытали около шести прототипов в разных масштабах. Начинали в ванне с маленькой модели диаметром 30 см, потом выходили на Днепр и пытались ловить волну. На реке это сделать очень тяжело, потому что та волна, которая нас устраивает, появляется, только когда дует сильный восточный ветер против течения. Но мы справились и в результате нашли финансирование и собираем на заводе 30-метровую установку диаметром два метра. Это уже промышленный образец, который будет генерировать мощность 5 кВт. Этой энергией можно обеспечить дом, а то и небольшое хозяйство.
Штука в том, что это не только электростанция, она будет приносить тройную пользу – электричество, питьевую воду и будет бороться с волновой эрозией. У жителей островов есть такая проблема – размывание береговой линии волнами. Мы же используем энергию волны, соответственно, уменьшаем ее амплитуду и размывание берега. Изобретение называется Wave Energy Converter, и эту энергию можно конвертировать во что угодно – и воду фильтровать, и водород получать электролизом. Единственный вопрос – в экономической эффективности. С электричеством и водой у нас наиболее очевидные и технически легко осуществимые решения.
В технике очень невыгодно многократное преобразование энергии, это приводит к энергопотерям, с которыми все борются. У нас же устройство вращается, насос высокого давления качает морскую воду на берег и вначале она попадает в опреснительную установку. В результате получается пресная вода. Остальную воду, которой после мембраны остается 80-90%, направляют на турбину для выработки электричества. Так мы уходим от обычных аккумуляторов – мы привыкли ими пользоваться, но, к сожалению, они дороги и требуют частой замены.
Экономика науки
У нас уже есть два патента в Украине – на полезную модель и на изобретение. На данный момент мы подали международную заявку по программе PCT. В любом случае мы защищены. В прошлом году назад получили от авторитетной специализированной организации подтверждение о периоде полной окупаемости – в зависимости от средней амплитуды волны период окупаемости Wave Energy Converter будет от одного года до трех. У нас есть потенциальные клиенты в Испании, на Канарских островах, в Австралии, Малайзии, Новой Зеландии. Пока нас интересуют островные и морские государства, куда завозить горючее неэффективно, дорого и вредно.
Общаясь с бизнесменами, я понял, что экология никого не интересует, к сожалению или к счастью. Мое изобретение безопасно, это правда, но для меня приоритетом является его прибыльность. На самом деле, я никогда не был альтруистом. Нужно искать возможности, стремиться к ним, и менять все, что не нравится, резко и кардинально.
Теория и специальности
Я прочнист – человек, который занимается проблемами прочности. Диплом для меня – это не просто «бумажка», но я не хочу, чтобы от него зависела моя жизнь, а в университете я хочу настроить мышление. Мой отец получил образование на физтехе еще в СССР, он специалист по тонкостенным оболочкам, которые применяются в ракетостроении. Но, благодаря полученному фундаментальному образованию, впоследствии прекрасно себя реализовал в качестве менеджера больших успешных проектов. Поэтому я хочу, чтобы занятия наукой и мне помогли настроить образ мышления, чтобы я был способен поставить себе задачу и прийти к ее решению. У нас был предмет «теоретическая механика» — там задают задачи, и ты все время делаешь на первый взгляд монотонную работу. Поначалу мне это не нравилось, но я понимал, что это нужно – мне все время ставили проблему, и я должен был ее решить. Но в жизни все сложнее, и задачи себе нужно ставить самому.
Я стараюсь искать проблемы, иногда это мешает, в частности, моей девушке. Но я убежден, что решение проблем, любых, приносит нематериальные дивиденды. Деньги – это эквивалент скорее времени, а не труда, они дают возможность более рационально использовать наше время. Есть фраза «деньги решают все», но это не так, все решает человек, а деньги ему помогают это делать.
Михайло Литовченко — яскравий представник цілого покоління розумних, відкритих новому, креативних підлітків України. Вони — засновники проектів, вигідних для навколишнього середовища і суспільства, винахідники, які хочуть трансформувати економіку, енергетику і летіти в космос. На власні очі побачити цих юних героїв майбутнього і почути історії українських підлітків-інноваторів можна на концеренції «Завтра_2037», яка відбудеться 7 жовтня у Києві. Приєднуйтесь!
Беседовала Галина Ковальчук. Фото: Елена Владыко