Приливные электростанции
В существующем мире человек все чаще задумывается о необходимости применения возобновляемых источников энергии при получении электроэнергии, одним из таких, является энергия морских приливов, а для ее преобразования служат приливные электростанции.
Как известно, природные приливы и отливы, взаимосвязаны с движением Луны и Солнца вокруг биосферы планеты Земля, а также от ее движения вокруг своей оси вращения. В зависимости от положения космических тел по отношению к Земле, приливы и отливы могут различаться по свое силе, но так как это явление происходит регулярно, то человек решил, что их можно применить для своего использования.
Принцип работы приливной электростанции
Приливная электростанция – это комплекс инженерных систем, при помощи которых энергия от движения воды, или кинетическая энергия воды, преобразуется в электрическую.
Характер работы – цикличный, это обусловлено периодичностью приливов и отливов.
В период покоя, а это происходит когда отлив заканчивается, или только начинается прилив, кинетическая энергия воды мала, и ее недостаточно. Этот период длится 1-2 часа.
В активный период, ее продолжительность 4-5 часов, энергия водных масс, преобразуется в электрическую энергию. Циклы, в течение суток повторяются 4 раза.
Основным элементом любой электростанции служит генератор, который вырабатывает электрический ток, разница лишь в механизме, приводящем его во вращательное движение. В варианте приливной электростанции, этим механизмом становится гидротурбина.
Для того чтобы повысить КПД такого сложного комплекса, как приливная электростанция, выбирается местоположение, где регистрируются максимальные приливы. Затем монтируется плотина, которая отделяет акваторию самого моря от прибрежной зоны.
В тело построенной плотины монтируются гидротурбины, которые преобразуют кинетическую поступательную энергию воды, в кинетическую вращательную энергию. Также, чтобы повысить коэффициент использования, изготавливаются резервные водохранилища, которые во время прилива наполняются морской водой.
Во время отлива, набранная водная масса увеличивает количество вырабатываемой электрической энергии, за счет увеличения объема, который проходит через турбину. В качестве механизма, обеспечивающего набор воды во время прилива, выступают также гидротурбины.
Показателем работы электростанции любого типа является ее мощность, которая зависит от технических показателей и вида преобразуемой энергии.
У приливных электростанций мощность установки зависит от:
- характера приливов и отливов, а также их мощности;
- количества и объема резервных водохранилищ;
- количества и мощности гидротурбин.
Количество турбин и их мощность напрямую зависят от характеров приливов и объема резервныххранилищ.
В связи с тем, что сооружение плотин сильно увеличивает стоимость строительства станции, то и развитие гидроэнергетики этого типа шло довольно медленно. Последние десятилетия появились новые материалы и новые технологии, которые не обошли своим вниманием и энергетику, в свете этого, появились новые типы приливных электростанций.
Принцип действия приливных электростанций нового поколения остался прежним, это преобразование движения водных масс, отличие же в том, что на специальной конструкции, которая закрепляется на дне, монтируются лопасти большого диаметра.
Они вращаются при движении водных масс и через редукторы передают вращательное движение на генераторы.
]
По конструкции электростанции такого типа напоминают ветряные генераторы, с той лишь разницей, что источником энергии у ветряных установок служит ветер, а у приливных станций – вода.
Плюсы и минусы использования
У любого агрегата всегда есть положительные и отрицательные аспекты его использования, и именно соотношение этих параметров определяет целесообразность его применения. Приливные электростанции не являются исключением, рассмотрим все плюсы и минусы использования этого источника энергии.
К плюсам использования можно отнести:
- экологическая безопасность установок;
- возобновляемый источник энергии;
- возможность рассчитать количество получаемой энергии в долгосрочной перспективе;
- низкая себестоимость получаемой электроэнергии;
- продолжительный срок эксплуатации.
К минусам данного типа электростанций относятся:
- высокие затраты на строительство при продолжительном сроке окупаемости проекта;
- малая мощность вырабатываемой энергии;
- цикличность работы.
Приливные электростанции в России
Использование источников энергии, способных к возобновлению, которые позволяют получать электроэнергию с низкой себестоимостью, дает ученым и инженерам всех стран, новые идеи и способы воплощения их в жизнь.
На территории нашей страны уже построен ряд приливных электростанций, и работы в этом направлении продолжаются.
Успешными проектами являются следующие.
Кислогубская ПЭС
Расположена в губе Кислая Баренцова моря, в Мурманской области. Работала с 1968 по 1992 год, когда
была поставлена на консервацию. Начиная с 2004 года производилась реконструкция станции, и с 2007 года работа станции была возобновлена. В настоящее время станция работает в штатном режиме.
Основные характеристики:
- Электрическая мощность – 1,7 МВт;
- Тип турбин – ортогональные;
- Количество турбин – 2 комплекта;
- Количество генераторов – 2 шт.;
- ОРУ – 35 кВ.
Малая Мезенская ПЭС
Расположена в Мезенском заливе Белого моря, в Архангельской области. Начало работы – 2007 год, работает по настоящее время.
Основные характеристики:
- Электрическая мощность – 1,5 МВт;
- Тип турбины – ортогональная;
- Количество турбин – 1 комплект;
- Количество генераторов – 1 шт.
Ведутся работы по увеличения мощности и модернизации станции в более крупную Мезенскую ПЭС.
В настоящее время, кроме перечисленных выше, уже успешно реализованных, в стадии разработки и реализации находится еще несколько проектов.
Северная ПЭС
Расположена в губе Долгая-Восточная Баренцова моря, в Мурманской области. Проектная мощность 12,0 МВт, годовая выработка электрической энергии составит 23,8 млн. кВт/часов.
Пенжинская ПЭС
Расположена в Пенжинской губе залива Шелихоа в Охотском море.
Проектная мощность 21,4 ГВт, годовая выработка электрической энергии составит 50,0 млрд. кВт/часов.
Тугурская ПЭС
Расположена в Тугурском заливе Охотского моря, в Хабаровском крае.
Проектная мощность 8,0 ГВт, годовая выработка электрической энергии составит 20,0 млрд. кВт/часов.
Использование приливных электростанций за рубежом
Использование природной энергии широко распространено во многих странах мира, так приливные электростанции успешно работают в США, Франции, Канаде, Норвегии, Южной Корее, Великобритании, Китае и Индии. Важными условиями наличия подобных энергетических объектов являются: наличие технических возможностей и присутствие собственных морских побережий.
Рассмотрим несколько зарубежных проектов
Великобритания
В 1913 году около города Ливерпуль в бухте Ди в Великобритании впервые в мире запустили приливнуюэлектростанцию, мощность которой была 0,635 МВт.
В настоящее время там же в Великобритании на реке Северн идёт подготовка по реализации проекта в строительстве уже самой большой и мощной приливной электростанции. Проектная мощность составляет 8,6 ГВт.
США
Первая подобную станцию, в этой стране, начали строить в 1935 году. В настоящее время успешно реализованы несколько проектов, и есть проекты в стадии разработки.
Южная Корея
ПЭС «Shihwa», которая построена в 2003 году, имеет мощностью 254 МВт, и затем до 2011 года прошла модернизацию. Объем вырабатываемой электроэнергии составляет 550 млн. кВт/часов ежегодно.
В планах строительство еще нескольких электростанций подобного типа.
Канада
ПЭС «Аннаполис» была построена в 1985 году в заливе Фанди и имеет мощность 20 МВт.
Норвегия
ПЭС «Хаммерфест.», мощностью 300 кВт, была построена в 2003 году
Франция
ПЭС «Ля Ранс», выдающая мощность 240 МВт, расположена в провинции Северная Бретань.
Хотя использованием возобновляемых источников энергии интересуется большое количество специалистов из разных стран нашей планеты, тем не менее широкое распространение способ использования энергии природных приливов и отливов пока не получил. Это обусловлено рядом объективных причин.
Причины малой распространенности приливных станций
Мировой океан обладает огромным потенциалом, энергией которого можно обеспечить почти 20% от необходимого количества энергопотребления.
Причинами, которыми можно объяснить малое распространение приливных электростанций, можно назвать следующие:
- При строительстве станций подобного типа приходится осуществлять вывод из общего пользования прибрежных территорий, что обусловлено организацией бассейна станции (строительство резервных бассейнов и охранные мероприятия).
- Высокая стоимость при малой проектной мощности, что определяет большой срок окупаемости проекта.
Приведенные выше причины постепенно утрачивают свою актуальность, т. к.
при использовании новых типов станций с лопастно-редукторными агрегатами, позволяет отказаться от строительства плотин и резервных бассейнов, что значительно снижает стоимость строительства и снижает сроки окупаемости проекта.
А разработка новых, более мощных генераторов, позволяет получать большее количество электрической энергии, при тех же исходных параметрах первичной энергии, которой является энергия приливов и отливов.
Источник: https://alter220.ru/voda/prilivnye-elektrostantsii.html
Современный взгляд на приливную энергетику
Даже маленькие дети знают, что большую часть Земли занимает вода. Казалось бы, и что тут такого? Задумайтесь, какой потенциал хранит в себе мировой океан – бескрайний, необъятный и бурный.
Люди давно научились преобразовывать мощность речного потока в электроэнергию – первые гидроэлектростанции (ГЭС) появились в России еще в конце 19 века. Однако наука не стоит на месте. В числе последних достижений – разработки, позволяющие эффективно использовать перемещение водных масс во время приливов и отливов для выработки энергии. Речь идет о приливных электростанциях (ПЭС).
По последним оценкам, экономические показатели ПЭС сопоставимы с гидроэлектростанциями, в 2,5—3,5 раза выгоднее солнечных электростанций, и на 10 % экономичнее атомных электростанций (АЭС).
К преимуществам ПЭС можно отнести их экологичность и низкую себестоимость производства энергии.
Эксперты из организации Greenpeace сделали вывод, что ресурсы приливной энергии в мире таковы, что при их использовании можно получить такое количество энергии, которое превысит современные потребности человечества в электроэнергии в 5 тысяч раз.
Приливы и отливы на службе у энергетиков
В основе приливной энергетике лежит взаимодействие трех небесных тел – Земли, Солнца и Луны. То, что ритмичному движению морских вод способствуют силы гравитации Солнца и Луны в средние века выявил еще Исаак Ньютон. Дважды в сутки Солнце и Луна силой тяготения заставляют морскую воду то наступать на берег, то отходить назад.
Приливная энергетика использует океанские и морские приливы и отливы. ПЭС располагают на побережьях с максимальными перепадами уровней воды во время прилива и отлива. Для того, чтобы выбрать наиболее подходящее место для строительства приливной электростанции необходимо изучить особенности дна и береговой линии водоема.
Плотина ПЭС строится всегда в заливе, ведь приливная волна должна не просто пройти через станцию, но и вернуться в море.
Во время прилива и отлива по разные стороны плотины образуется перепад уровней воды, вода устремляется через плотину в сторону нижнего уровня и приводит в движение турбины, вращающиеся то в одну (во время прилива), то в другую (во время отлива) сторону.
Ученые подсчитали, что для хорошей работы электростанции необходимо, чтобы перепад уровней между отливом и приливом составлял более четырех метров.
]
Первая в мире ПЭС была построена в устье Ла-Манша во Франции в 1966 году, а в СССР — в Кислой губе Белого моря в 1968 году.
В последние годы приливная энергетика получила дальнейшее развитие. Она пополняется принципиально новыми типами приливных электростанций. Главным их отличие – отсутствие дорогой плотины. Вместо компактных турбин электрогенераторы приводятся в движение крупными лопастями диаметром от 10 до 20 метров.
Такие электростанции больше всего напоминают ветряные электростанции, опущенные в воду. Эксперты из организации Greenpeace сделали вывод, что ресурсы приливной энергии в мире таковы, что при их использовании можно получить такое количество энергии, которое превысит современные потребности человечества в электроэнергии в 5 тысяч раз.
Приливная энергетика шагает по миру
Эксперты констатируют – количество приливных электростанций в мире ничтожно мало. Мы не используем даже сотой части энергетического потенциала мирового океана. После длительного перерыва приливная энергетика вновь начинает развиваться.
Новые ПЭС появляются по всему миру – уже построили около двух десятков ПЭС различной мощности: промышленные ПЭС во Франции, Великобритании, Канаде, США, Южной Корее и Ирландии, экспериментальные в Канаде и Норвегии, несколько микроэлектростанций в Китае. В ближайшие годы могут быть построены приливные электростанции в Индии, Бразилии, Шотландии и Аргентине.
Великобритания
Мощная приливная электростанция будет построена недалеко от побережья Южного Уэльса. 10-километровая плотина (6,2 мили) станет первой в мире приливной лагуной, которая будет полностью окружать залив Swansea Bay барьером в форме подковы.
По словам инженеров проекта, приливная лагуна Swansea Bay может генерировать энергию благодаря морским приливам и отливам по крайней мере четыре раза в день. В будущем лагуна даже может быть разделена на отдельные бассейны для производства электроэнергии по требованию, так же, как это делается сегодня на ГЭС.
Проект представляет инвестиции в размере £ 650 000 000. Он откроет значительные возможности для промышленности не только Уэльса, но и всей Великобритании. Завершить строительство приливной электростанции планируется в 2017 году.
Испания
Новый проект в сфере приливной энергетики, реализацией которого займется испанская Iberdrola Engineering, получил название HiWave.
В рамках новой инициативы предполагается разработка высокоэффективного устройства, работающего от энергии приливов и отливов, которое смогло бы расположится на открытой воде, для того чтобы вырабатывать энергию за счет морских течений. Ввод нового морского парка в эксплуатацию намечен на 2016 год. Бюджет проекта составляет порядка €15 млн.
Часть средств поступит из Европейского института инноваций и технологий (EIT). Уже сейчас, многие специалисты считают данный проект одним из наиболее масштабных и важных в своем роде. Однако его детали не разглашаются.
Франция
Во Франции развитие приливной энергетики поддерживает президент страны Франсуа Олланд.
Известно, что морская турбина компании «ALSTOM», вырабатывающая энергию с помощью течений, будет интегрирована в пилотный проект «GDF Suez», расположенный в городе Шербур-Октевиль. Таким образом, компании надеются создать качественно новый промышленный сектор по добыче чистой энергии за счет приливов и отливов, который внесет весомый вклад в развитие в стране альтернативной энергетики.
Наибольшим потенциалом в сфере приливной энергетики обладают территории у берегов Пиренейского полуострова и в районе департамента Финистер на западе Франции — в них сконцентрировано около 80 % имеющегося в стране потенциала приливной энергии.
Сингапур
У берегов находящегося в ведении Сингапура острова Сентоса запущена первая в стране приливная электростанция. Данный сектор альтернативной энергетики, обладающий внушительным потенциалом в регионе, открывает новые перспективы развития энергетической системы государства.
Сингапурская приливная электростанция состоит из двух турбин, которые установлены на специальном испытательном стенде, оптимизированном для работы в местных условиях. По сравнению с традиционными приливными объектами, данные турбины могут работать с большей эффективностью, несмотря на то, что они установлены на низкой воде, где приливы и отливы не обладают высокой мощностью.
Сегодня многие мировые эксперты говорят о том, что приливная энергетика открывает новые возможности для освоения ВИЭ для таких стран, как Сингапур, обладающих ограниченными ресурсами. Планируется, что по прошествии года работы турбин специалисты на основе полученных данных займутся разработкой более мощной и эффективной установки.
Приливная электростанция в Сингапуре может генерировать до 1 000 Вт чистой энергии в час. Этого количества хватит для работы около 70 люминесцентных ламп (15 Вт мощность каждой лампочки), которые активно используют жители острова Сентоса.
Россия
Сегодня в России работает только одна опытная приливная электростанция – Кислогубская ПЭС, расположенная на Баренцевом море.
В стадии разработки находятся проекты Тугурской ПЭС мощностью 8 ГВт и Пенжинской ПЭС мощностью 87 ГВт на Охотском море.
На Белом море проектируется Мезенская ПЭС мощностью 11,4 ГВт, энергию которой предполагается направить в Западную Европу. В Мурманской области также разрабатываются проекты строительства Северной и Лумбовской ПЭС.
Здание Кислогубской ПЭС возведено наплавным (без перемычек) способом впервые в практике гидроэнергетического строительства.
Преимущества ПЭС
Во-первых, энергия приливов возобновляема, неизменна в месячном (сезонном и многолетнем) периодах на весь срок эксплуатации, независима от водности года и наличия топлива.
Во-вторых, приливные электростанции могут быть использованы совместно с электростанциями других типов в энергосистемах как в базе, так и в пике графика нагрузок. Кроме того, ПЭС не оказывают негативного влияния на экологию.
Техническое обслуживание ПЭС несложно. Турбины рассчитаны на срок работы не менее 30 лет.
Источник: http://www.myenergy.ru/popular/alternative-energetics/novost/full/sovremennyi-vzgljad-na-prilivnuju-ehnergetiku/
Как работает приливная электростанция
В течение многих веков люди размышляли над природой океанских приливов и отливов. Сегодня хорошо известно, что этому грандиозному явлению природы, а именно, ритмичному движению морских вод, способствуют силы гравитации Солнца и Луны.
Дважды в сутки Солнце и Луна силой тяготения заставляют морскую воду то наступать на берег, то отходить назад. Это явление известно людям с давних времен, однако использовать его с целью получения энергии человечество научилось лишь недавно.
Первую приливную электростанцию построили в 1913 г. вблизи Ливерпуля в бухте Ди, ее мощность достигала 635 кВт. В США первую приливную электростанцию возвели в 1935 году. Для этого была перегорожена часть залива Пассамакводи в восточной части побережья Америки, но работы не были закончены из-за неподходящего морского грунта, он оказался слишком мягким.
Ученые подсчитали, что для хорошей работы электростанции необходимо, чтобы перепад уровней между отливом и приливом составлял более четырех метров.
]
Таким образом с увеличением разницы высот воды увеличивается эффективность работы приливной электростанции.
Наиболее подходящим местом для использования энергии приливов необходимо считать такое место на морском побережье, где приливы обычно имеют наибольшую амплитуду, а береговой рельеф позволяет создать большой замкнутый «бассейн».
Хорошим местом для постройки приливной электростанции является узкий морской залив, который отсекается плотиной от океана. В отверстиях плотины размещаются гидротурбины с генераторами. Генератор и турбина заключены в обтекаемую капсулу, которая очень удобна в использовании.
Главным достоинством таких капсульных агрегатов является их универсальность. Они способны не только вырабатывать электрическую энергию при движении через них морской воды, но и выполнять функции насосов.
При этом производство электроэнергии происходит как в период прилива, так и в период отлива.
Принцип работы ПЭС
Режим работы приливной электростанции обычно состоит из нескольких циклов. Четыре цикла, это простой, по 1-2 часа, периоды начала прилива и его окончания. Затем четыре рабочих цикла продолжительностью по 4-5 часов, периоды прилива или отлива, действующих в полную силу. В ходе прилива водой наполняется бассейн приливной электростанции.
Движение воды вращает колеса капсульных агрегатов, и электростанция вырабатывает ток. Во время отлива вода, уходя из бассейна в океан, опять вращает рабочие колеса, теперь в обратную сторону.
И вновь электростанция снова производит электрический ток, потому что рабочий агрегат обеспечивает одинаково хорошую работу при вращении колеса в любую из сторон. В промежутках между приливом и отливом движение колес останавливается.
Какой же выход из этого положения? Чтобы не было перебоев, энергетики связывают приливную электростанцию с другими станциями. Это могут быть, например, тепловые или атомные электростанции. Получившееся энергетическое кольцо помогает во время пауз переложить нагрузку на соседей по кольцу.
Пример суточного режима работы приливной электростанции
В последние годы приливная энергетика получила дальнейшее развитие. Она пополняется принципиально новыми типами приливных электростанций. Главным их отличием является отсутствие дорогой плотины.
Вместо компактных турбин электрогенераторы приводятся в движение крупными лопастями диаметром от 10 до 20 метров. Такие электростанции больше всего напоминают ветряные электростанции, опущенные в воду.
К недостаткам традиционных приливных электростанций можно отнести их высокую стоимость. Она в 2,5 раза превышает стоимость гидроэлектростанций аналогичной мощности. Однако к преимуществам ПЭС можно отнести ее экологичность и низкую себестоимость производства энергии.
Так, приливная электростанция, построенная в декабре 2011 года в Южной Корее, мощностью 254 МВт, способна обеспечить электрической энергией город, число жителей которого составляет 500 тысяч человек.
С ее помощью Южная Корея сможет экономить более 860 тыс. баррелей нефти в год. Однако намерения Южной Кореи идут дальше, и она не собирается останавливаться на достигнутом. В планах на 2014 г.
намечено запустить в эксплуатацию приливную электростанцию мощностью 812 МВт.
Приливная электростанция на реке Ранс (Франция)
Кислогубская приливная электростанция (Россия)
Эксперты из организации Greenpeace сделали вывод, что ресурсы приливной энергии в мире таковы, что при их использовании можно получить такое количество энергии, которое превысит современные потребности человечества в электроэнергии в 5 тысяч раз.
Источник: https://alternativenergy.ru/energiya/553-prilivnaya-elektrostanciya-princip-foto.html
Кислогубская приливная электростанция Чебоксары,2008 Выполнила: Ученица 9 класса А МОУ «СОШ 45» Бодрова Яна. — презентация
1 Кислогубская приливная электростанция Чебоксары,2008 Выполнила: Ученица 9 класса А МОУ «СОШ 45» Бодрова Яна<\p>
2 Оглавление: 1. Расположение ПЭС 2. Возобновление работы ПЭС 3. Метод строительства Кислогубской ПЭС 4. Безупречный источник электроэнергии – ПЭС 5. Выводы<\p>
3<\p>
4 ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря была пущена в 1968 году и свыше 30 лет вырабатывала электрическую энергию, отдавая ее в единую Энергосистему. С 2000 года станция не эксплуатировалась.<\p>
5 Возобновление работы ПЭС Два года назад при активном участии РАО ЕЭС началось восстановление Кислогубской ПЭС. Толчком к этому стало создание в одном из российских НИИ уникального агрегата – ортогональной турбины, способной вращаться только в одну сторону независимо от направления приливов и отливов. Узнав об этом изобретении, руководство РАО поставило перед мурманскими энергетиками задачу – именно здесь, на Кольском полуострове, довести его до реализации. За два года задача была решена. И единственная в России экспериментальная приливная электростанция (принадлежащая ОАО «Колэнерго») после десятилетнего простоя в декабре 2004 года была вновь введена в эксплуатацию.<\p>
6 Разумеется, впереди большая работа по обкатке, ведь речь идет об опытно- промышленной эксплуатации. Однако масштаб этого события выходит за рамки российской энергетики. Это действительно первый в мире ортогональный агрегат, работающий на приливной станции. Впрочем, к эпитету «первая в мире» Кислогубской станции не привыкать. Экспериментальный образец ортогонального гидроагрегата был создан в ОАО «НИИЭС» и по заказу РАО «ЕЭС России» построен на ФГУП «ПО Севмаш» (Северодвинск Архангельской обл.)<\p>
7 Метод строительства Кислогубской ПЭС Впервые в практике гидроэнергетического строительства здание ПЭС было сооружено без возведения перемычек – наплавным способом в доке. Затем его с полностью смонтированным технологическим оборудованием вывели из строительного дока, отбуксировали по морю в Кислую губу и установили на выровненное водолазами основание из песчано-гравелистого грунта. Такой метод строительства позволяет на 25–30% снизить капитальные затраты по сравнению с классическим способом строительства гидротехнических сооружений за перемычками. Кроме того, при строительстве Кислогубской ПЭС были разработаны особо прочный и морозостойкий бетон, способный противостоять воздействию морской среды Арктики, и уникальная катодная защита металлоконструкций оборудования и арматуры железобетона от коррозии и обрастания морскими организмами.<\p>
8 Рабочие на Кислогубской ПЭС<\p>
9 Безупречный источник электроэнергии — ПЭС Перспективы приливных станций во всем мире рассматриваются как серьезные. Плановая выработка электроэнергии, практически не зависящая от приливов и отливов (как у ветряных, зависящих от движения воздуха), отсутствие вредных выбросов (как у тепловых станций), затопленных земель (как у ГЭС) и радиационной опасности (как у АЭС) делают приливные электростанции безупречным источником электроэнергии. Развитые страны предполагают в будущем до 12% энергопотребления обеспечивать за счет энергии моря.<\p>
10 По мнению специалистов, использование ортогональных турбин открывает большие перспективы строительства ПЭС и в России. Такая турбина уникальна тем, что при движении потока в прямом и обратном направлении (прилив-отлив) направление ее вращения не меняется, она все время вращается в одну и ту же сторону. Это дает многократное снижение стоимости изготовления турбины и генератора. Если испытания новой турбины в условиях естественной работы пройдут успешно, то можно будет начать строительство Мезенской ПЭС, а опыт сотрудничества НИИЭС, «Севмаша» и ОАО «Колэнерго» откроет путь промышленной эксплуатации приливных электростанций в нашей стране.<\p>
11 Мировых аналогов подобной ортогональной турбины в настоящее время не существует. В конце 80-х годов прошлого века японские и канадские ученые предприняли попытку создания гидроагрегата. Однако его КПД оказался менее 40 %, и работы были прекращены из-за нерентабельности оборудования. По заверению ученых НИИЭС коэффициент полезного действия российского аналога может составить 70%.<\p>
12 Выводы: 1. Кислогубская ПЭС – единственная в России опытно- экспериментальная станция, использующая энергию морского прилива. 2. Кислогубская ПЭС – единственное в мире крупное бетонное сооружение в условиях Заполярья 3. Действующая электролизная установка десятилетиями обеспечивает защиту подводной части станции от коррозии и ракушечных наростов, сохраняя при этом экологическую чистоту района. 4. Кислогубская ПЭС состоит на государственном учете и охраняется как памятник науки и техники России. В период с 1970 по 1994 г. станция выработала 8018 тысяч кВтч электроэнергии<\p>
Источник: http://www.myshared.ru/slide/143584/
Потенциал морской волны
14.08.2007
Кислогубская ПЭС – экспериментальная площадка, на которой отрабатываются технологии приливной энергетики.
Фото предоставлено «ГидроОКГ»
Энергопотенциал морской волны, по подсчетам Международного объединения океанической энергии (Ocean Energy Association), равен примерно 3,5% мирового электропотребления. Но, чтобы его достичь, необходимо построить по всему земному шару тысячи приливных электростанций (ПЭС) общей мощностью более 150 ГВт.
Это может заменить 70 АЭС или 100 крупнейших угольных ГРЭС. Конечно, ГЭС давно действуют во многих странах. Ныне они производят пятую часть всей потребляемой в мире электроэнергии. В сфере использования приливов, однако, успехи гидроэнергетиков еще не так велики.
Не везде есть исходные природные условия для сооружения ПЭС, нет пока и необходимых для налаживания выгодного производства электричества технологий. Многие проекты все еще находятся в стадии разработки.
]
Однако развитие экономики и растущие потребности в энергии все настойчивее ставят мировое сообщество перед необходимостью более широкого использования экологически чистой и возобновляемой энергии морских приливов.
Выгодность энергии прилива
Мировая энергетика располагает позитивным опытом эксплуатации приливных электростанций. Ведь принцип работы ПЭС во многом схож с гидростанциями.
Однако для их работы не требуется создания водохранилищ – плотины, внутри которых устанавливаются турбины, строятся на входах в заливы морей и океанов.
От гидростанций приливные отличает и низкий напор, вследствие чего турбины ПЭС имеют особую конструкцию.
В СССР экспериментами в области приливной энергетики занимался академик Лев Бернштейн. Под его руководством в 1968 году на побережье Баренцева моря в Кислой губе была построена экспериментальная приливная станция мощностью 400 кВт.
Это была вторая приливная станция в мире – после французской Ля Ранс. Всего в мире существует не более 10 приливных станций, хотя самая крупная из них – Ля Ранс – с установленной мощностью в 240 МВт.
Французская ПЭС находится в устье реки Ранс в области Бретань и сооружена в 1966 году. Перепад высот прилива и отлива составляет от 12 до 18 метров. Работают 24 турбины, которые действуют в среднем 2200 часов в год.
Но в мире не так уж много мест, где было бы возможно строить ПЭС. Для постройки такого объекта перепад высот приливов и отливов должен составлять не менее пяти метров.
По сравнению с обычной ГЭС ПЭС имеет ряд преимуществ. Помимо отсутствия необходимости создания водохранилища выработка ПЭС не зависит от водности года. Приливы и отливы, сменяя друг друга, имеют постоянную для каждого месяца энергию. Привлекательны приливные электростанции и тем, что капитальные вложения на их строительство не превышают расходов на сооружение гидроэлектростанций.
Конечно, мощность ПЭС зависит от силы волны. На атлантическом побережье на каждый метр прибрежной линии приходится 70 кВт волновой мощности. Эти параметры измерены на побережьях Ирландии, Исландии, Норвегии.
В Испании и Португалии мощность волны достигает 50 кВт, а в районе Гибралтара уже только 30 кВт. На североморском побережье Германии она составляет 20 кВт. В самом Старом Свете пока известны всего 100 с лишним мест, где можно получать электроэнергию из морских течений.
Согласно первым предварительным научным исследованиям, потенциал ПЭС в Европе может составить 12 000 МВт.
Российская школа, занимающаяся проблемами ПЭС, насчитывает шесть десятилетий. Так, выполненный на Охотском море проект Пенжинской ПЭС мощностью 87 ГВт может поставлять энергию в районы Юго-Восточной Азии, испытывающие дефицит в энергии.
На Белом море проектируется Мезенская ПЭС, энергию которой предполагается направлять в Западную Европу по объединенной энергосистеме «Восток–Запад». Приливная электростанция в Тугурском заливе на севере Хабаровского края, по мнению главы РАО «ЕЭС России» Анатолия Чубайса, может стать мощнейшей станцией с параметрами, которых в мире не существует.
Ведь в Тугурском заливе «самые высокие в стране возможности по уровню морских приливов, достигающих более 15 метров».
Препоны на пути ПЭС
Главными препятствиями широкого развития приливной энергетики в мире являются конструкция турбины и стоимость строительства ПЭС. Турбины, рассчитанные на работу в двух направлениях (прилив и отлив), оказались технически сложными и чрезвычайно дорогостоящими в производстве. Сам процесс строительства ПЭС – на воде, вдали от берегов – также оказался весьма затратным.
Российским ученым и инженерам ОАО «ГидроОГК» удалось создать эффективную (названную ортогональной) турбину, особенность которой состоит в том, что во время приливов и отливов направление ее вращения не меняется. Это позволило радикально упростить конструкцию турбины и, как следствие, снизить ее стоимость.
Экспериментальный образец ортогональной турбины диаметром 2,5 метра был изготовлен в конце 2004 года на заводе «Севмаш». В течение 2005–2006 годов проходили его систематические испытания.
Результаты испытаний показали высокую эффективность ортогональной турбины – КПД составил порядка 63%, что в полтора раза выше, чем у зарубежных аналогов.
Еще одно российское ноу-хау – наплавной метод строительства приливных станций, при котором все самые сложные работы по сборке агрегатов выполняются в промышленных центрах, а готовые наплавные блоки буксируются по воде к месту установки. Впервые он был применен при строительстве Кислогубской ПЭС. Наплавной способ строительства позволяет на 30–40% снизить стоимость работ.
В 2006 году по заказу ОАО «ГидроОГК» на заводе «Севмаш» был изготовлен экспериментальный модуль-блок приливной станции с ортогональным гидроагрегатом мощностью 1,5 МВт. В начале текущего года он был отбуксирован в Кислую Губу и установлен в проектное положение в створе Кислогубской ПЭС.
Как рассказал представитель «ГидроОГК» Андрей Петрушинин, сейчас проходят испытания этого блока в натурных условиях. В программу испытаний входят энергетические, нагрузочные и испытания в переходных процессах. Цель – подтвердить правильность принятых инженерно-технических решений по конструкциям агрегатов и наплавных блоков ПЭС, а также верность выбранных материалов.
Известно, что морская среда очень агрессивна по отношению к металлу, который со временем может подвергнуться коррозии.
В «ГидроОГК» рассчитывают завершить испытания экспериментального модуль-блока к январю 2008 года. «Сейчас для нас главное, чтобы оправдались все наши технические решения и выбор материалов, – рассказывает Петрушинин. – В настоящее время у компании уже есть несколько проектов строительства приливных станций.
Самые мощные из них – до 3–4 ГВт каждая – проектируется в Мезенском заливе Архангельской области и в Тугурском заливе Хабаровского края. Но до того, как приступить к реализации этих мегапроектов, нам необходимо будет отработать технологию строительства современных ПЭС на менее мощных станциях в 100–200 МВт».
В целом же, по оценкам «ГидроОГК», за счет энергии приливов в России можно получать до 20% всей потребляемой энергии.
Источник: http://www.ng.ru/energy/2007-08-14/15_potencial.html
Приливные электростанции плюсы и минусы при строительстве в России и мире
Энергия приливов всегда интересовала ученых. Ежедневно Луна влияет на Землю, временно повышая уровень воды до 18 метров. Такие перепады на море стали основой новых исследований. Они показали, что можно использовать неординарные перепады во благо, если построить электростанцию соответствующего типа.
Первое появление приливных электростанций
Первые приливные электростанции появились в СССР. Экспериментальное строение было возведено в 1968 году, когда ученым удалось обуздать стихию. Тогда они доказали, что энергетика в будущем пополнится новыми возможностями и источниками. Причем они ослабят отрицательное воздействие на окружающую среду.
Приливная электростанция в России оказалась начальным этапом развития глобального направления конструкторских исследований. С их помощью удалось категорически изменить принцип действия турбин, значительно повысив мощность. Раньше даже колоссальный перепад уровня давал небольшой приток энергии, а теперь удается забрать из него максимум.
Крупные приливные станции России
Современный принцип работы приливной электростанции заключается в проходе воды через турбины. Только он происходит исключительно в момент повышения уровня воды.
Ни одна река не подойдет для строительства такого здания, ведь для работы требуется морской прилив. Хотя сейчас ученые возводят плотины, дающие схожий эффект, что подтвердили иностранные специалисты.
Какие же объекты встречаются в России?
- Кислогубская — 1,7 МВт;
- Северная — 12 МВт;
- Пенжинская — 87 ГВт.
Пенжинская ПЭС — это не отдельный объект, а глобальный проект РАО «ЕЭС» России. В нее входят новые приливно-отливные электростанции, объединенные в цельную сеть. Это даст постоянный поток энергии, способный обеспечить целый регион без материальных затрат.
Интересуясь тем, в каком регионе России построена приливная электростанция, несложно отметить, что строительство осуществляется в северной части страны. Это связано с силой воздействия Луны, которая в этих местах делает перепады максимальными. Полученные данные стали лучшим подтверждением, так что нынешняя работа ориентировано только на определенные регионы.
Приливные электростанции в других странах
Приливная электростанция принцип действия имеет несложный, но его изменение позволяет увеличить количество мест установки.
Так, посредством строительства крупных плотин на реках зарубежным ученым удалось добиться неожиданных результатов. Ими стала ПЭС «Ля Ранс» во Франции.
Ее общая протяженность составляет 800 метров, а суммарная мощность всех турбин достигает 240 МВт. Сегодня это известнейший действующий объект.
Приливные электростанции в мире встречаются часто. Разработками занимаются разные страны, в частности, Китай, Южная Корея, Великобритания, Норвегия и Канада. Исследователи стараются внести необходимые коррективы в действующие проекты, увеличивая мощность и получая возможность строительства.
Приливные электростанции: плюсы и минусы
Приливные электростанции плюсы и минусы имеют различные. Их невозможно сравнить с традиционными источниками, основанными на твердом и жидком топливе. Только в последние годы специалисты продолжают ориентироваться на данное направление, стараясь восстановить окружающую среду.
Преимущества приливных электростанций
Переходя к преимуществам, можно долго рассуждать. Специалисты отмечают полную экологическую чистоту их работы. Их принцип исключает вредные выбросы. Из-за чего проекты продолжают расширяться, постепенно заменяя устаревшие ТЭЦ.
Также плюсом является низкая себестоимость энергии, которая обеспечить человечество доступным природным ресурсом. Ведутся разговоры об отсутствии интереса со стороны властей, кому выгодно традиционное топливо, но это ошибка. Правительства различных государств активно вкладывают средства, стараясь повысить возможности ученых.
Недостатки приливных электростанций
Обратив внимание на то, как работает приливная электростанция, можно сразу выделить первый недостаток — непостоянство подачи энергии. Это главная проблема, с которой борются конструкторы. Вторым же остается небольшая мощность, но оба минуса быстро устраняются. Последние разработки позволили использовать плотины, что повысило все показатели.
Сейчас построить приливную электростанцию в России берутся немногие компании. Причиной этого является колоссальная стоимость подобных проектов. Это еще один минус, сохраняющийся десятилетиями. Пока невозможно уменьшение суммарных затрат, поэтому говорить о расширении возможностей не удается.
Приливные электростанции на фото чем-то напоминают традиционные ГЭС. Если же изучить их принцип работы и горизонты, открытые учеными, придется изменить собственное мнение. В будущем полностью восстановится экология, главной причиной чего станет активное использование альтернативных источников энергии.
Источник: http://MadEnergy.ru/stati/princip-raboty-prilivnoj-ehlektrostancii-v-rossii-i-mire.html
Загрузка...
