Фотографии приливных электростанций – Приливная электростанция в России принцип работы, плюсы и минусы фото — specable.ru

Приливная электростанция в России принцип работы, плюсы и минусы фото

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.

Кислогубская ПЭС действует до сих пор. Полстолетия она дает электроэнергию, хотя ее показатели далеки от максимальных. На стадии проектирования остается Северная ПЭС, возможности которой ощутимо возрастут. Она планируется для дальнейшего развития направления энергетики и тестирования нового принципа работы.

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

madenergy.ru

принцип работы, плюсы и минусы

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

Содержание статьи

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 резервных

хранилищ.

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 приливную электростанцию, 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.

alter220.ru

Приливная электростанция. Виды и устройство. Работа и особенности

Приливная электростанция представляет собой специализированный вид гидроэлектростанции, которая использует энергию приливов. Долгое время люди думали о том, откуда появляются приливы и отливы. На сегодняшний день природа появления данного явления не представляет секрета, на это влияют силы гравитации небесных тел в виде луны и солнца. Благодаря ним вода в морях и океанах наступает и отходит от берега. Долгое время люди думали, как можно использовать силу приливов, но только в 1913 году рядом с Ливерпулем была построенная первая электростанция, которая использовала силу приливов.

Было доказано, что для лучшей работы электростанции важно, чтобы перепад между отливом и приливом был более 4-х метров. Поэтому лучшим местом для постройки электрической станции является морское побережье с большой амплитудой приливов и береговым рельефом, который создает крупный замкнутый «бассейн». Сегодня подобные электростанции часто имеют конструкцию, которая позволяет вырабатывать электрическую энергию во время отлива и прилива.

Виды

Приливная электростанция имеет несколько видов:

В первую очередь это генераторы приливного потока. Это отдельные установки, работающие по извлечению кинетической энергии водных масс при приливах. Часто подобные генераторные установки встраиваются в мостовые опоры, что позволяет решить сразу несколько проблем. Это касается эстетики, а также более полезного использования водного пространства. Ставятся подобные турбины и в проливах. Данные установки бывают горизонтального и вертикального исполнения. Также они выполняются в открытом виде либо в обтекателе.

Динамическая приливная электростанция. Данная технология предполагает одновременное использование кинетической и потенциальной энергии наступающей волны. Но для создания подобных электростанций требуется возводить плотины непосредственно в море. В среднем ее протяженность должна составлять порядка 35-55 километров. В этом случае водная масса будет двигаться в единственном направлении. Такая электростанция выполняется из многочисленных низконапорных гидротурбин, которые и вырабатывают электричество.

Приливные плотины. Данные станции работают по принципу применения потенциальной энергии при разности высот воды в период прохождения отливов и приливов. Они захватывают водные массы при прохождении прилива с целью ее удержания. Когда наступает время отлива, то вода идет обратно в океан, что заставляет вращаться турбины генераторов, заставляя их вырабатывать электрическую энергию.

Приливные лагуны. Данные электростанции представляют собой круговые плотины, использующие для своей работы турбины. В результате получаются водоемы, похожие на те, которые создаются приливными плотинами. Отличие здесь только в том, что данный вид электростанций представляет искусственно созданные объекты.

Устройство

Приливная электростанция по своей конструкции может быть бесплотинной и плотинной. Плотинные электростанции по своему устройству во многом напоминают традиционные гидроэлектростанции. Плотинные электростанции предполагают отгораживание морского участка плотиной. В конструкции плотины предусматриваются протоки, в которых и ставятся турбины.

Также возможен вариант, когда плотина перекрывает уже существующей залив или устье реки. В большей части случаев, в отличие от привычных гидроэлектростанций, здесь ставятся обратимые гидрогенераторы. То есть такие установки предназначены для вырабатывания электрической энергии и при приливе и при отливе, то есть когда вода движется и в прямом и обратном направлении.

В бесплотинных электростанциях предусмотрена установка гидроагрегатов на дне морского пролива, где благодаря отливам и приливам удается получить достаточно сильные и скоростные течения. В качестве примера бесплотинной электростанции можно привести электростанцию, построенную около американского острова Рузвельта. К числу их достоинств можно отнести экономичность возведения, к минусам – небольшую мощность, а также ограниченность мест, где их можно было бы установить.

Лучшее место для возведения электростанций считается узкий морской пролив, данное обстоятельство дает возможность отсечь его плотиной от океана. В плотине предусмотрены отверстия, где устанавливаются гидравлические турбины с генераторами. Эти элементы располагаются в обтекаемой капсуле. Они могут функционировать не только в качестве генераторов электрической энергии, но также работать как насосные установки. Это свойство позволяет заполнять бассейн при приливе и сбрасывать воду при отливе, пропуская ее через турбины и вырабатывая электрическую энергию.

Капсульный тип агрегата

В капсульном агрегате герметичная капсула, где находится генератор, в большинстве случаев размещается рядом с верхним бьефом. Благодаря этому создаются лучшие гидравлические условия. Капсула крепится к железобетонному бычку через статорную колонну. Через нее проходят шинопроводы и подается масло. Из направляющей трубы вода направляется на рабочее колесо капсульного агрегата. Оно приводится в движение благодаря энергии воды.

Рабочее колесо выполнено из специальной втулки, насаженной на вал. На втулке установлены металлические лопасти, которые изогнуты специальным образом. Таких лопаток в зависимости от напора и мощности воды может быть порядка 4-8 штук. Втулка с лопатками приводит во вращение вал, который соединен с валом генератора. Одна из частей гидрогенератора является статор, выполненный из спрессованных листов стали. В канавках статора располагается медная обмотка.

Внутри статора находится ротор, который представляет барабан, насаженный на вал. На нем находятся мощные электромагниты. Вследствие действия электромагнитов и вращательного движения в обмотке образуется переменный электроток.

После прохождения рабочего колеса вода направляется во всасывающую трубу. Она выполнена таким образом, чтобы создавать пониженное давление. Благодаря этому существенно повышается мощность турбины, ведь вода начинается втягиваться в отверстие гораздо быстрее.

В последнее время распространение получили новые типы электростанций, которые работают на приливах. Основное их отличие заключается в отсутствии дорогостоящей плотины. Здесь генераторы приводятся в движение не компактными турбинами, а крупными лопастями, которые достигают диаметра порядка 10-20 метров. Эта приливная электростанция смахивает на ветряную электрическую станцию, которая погружена в воду.

Принцип действия

Приливная электростанция, выполненная по принципу плотины, работает по следующему принципу:

Во время прилива водные массы вращают колеса капсульных устройств, вследствие чего в действие приводятся генераторы, которые и вырабатывают электрический ток.
При отливе вода уходит из бассейна обратно в море. Это также заставляет вращаться рабочие колеса, но уже в обратную сторону. Генераторы вновь начинают вырабатывать электрический ток, так как рабочий агрегат способен функционировать при вращении колеса в любые стороны. В то же время в ряде случаев капсульные устройства работают в виде насосов и откачивают воду из бассейна в море по завершении отлива, чтобы увеличить разницу уровней воды. После прилива вода здесь закачивается, чтобы обеспечить лучшую работу электростанции.
Когда нет приливов и отливов колеса не крутятся, в результате электрический ток не вырабатывается. Это плохо сказывается на потребителях. Поэтому для предотвращения перебоев с подачей электроэнергии приливная электростанция работает совместно с иными электрическими станциями. К примеру, это могут быть тепловые либо атомные станции. Подобная взаимосвязь позволяет перераспределять нагрузку и экономить топливо в период отливов и приливов.

Применение

В соответствии со статистикой энергия приливов способна обеспечить порядка 3.5% генерации электрической энергии в мире. Но, чтобы достичь данной цели, потребуется соорудить огромное количество электростанций, работающих на приливах и отливах, в многочисленных точках мира. Их совокупная мощность должна составлять 150 ГВт. Однако данная цель является практически невыполнимой, ведь придется вложить огромные финансовые средства. Так для получения одного киловатта мощности потребуется вложить примерно 1-2 тысячи долларов, а суммарные вложения должны будут составить порядка 200-300 миллиардов долларов.

Кроме того, имеется технологическая сложность касающаяся необходимости использования турбин особой конструкции. Также необходимо учитывать, что они работают только в определенный период времени, что является существенным недостатком. Поэтому такие электростанции мало распространены. Всего насчитывается чуть более 10 коммерческих станций. В то же время всегда известно, когда приливная электростанция будет работать. Поэтому энергетики всегда готовы перевести потребителей на получение мощностей от других электростанций.

Экономическая целесообразность возведения электростанций, работающих на приливах, достигается в тех местах, где колебания приливов превышают четыре метра. При установке электростанций в таких местах можно получать сравнительно дешевую электроэнергию, которая не потребует загрязнения окружающей среды.

Виды приливных электростанций и особенности их работы

Дата публикации: 21 декабря 2018

Приливные электростанции используют для преобразования кинетической энергии приливов в другие полезные виды энергии. Чаще всего — в электрическую. Главное преимущество ПЭС — предсказуемость. Рассчитать периодичность приливов куда проще, чем понять динамику энергии ветра или солнца, что также используются в альтернативной энергетике. Строительство ПЭС практически не изменяет окружающего ландшафта и исключает риск подтопления прилегающих земель. Такая станция не производит никаких вредных отходов и способна проработать более ста лет.

Как работает приливная электростанция

Чтобы на берегу можно было соорудить станцию, рельеф должен образовывать бухту-бассейн. Для таких целей хорошо подходят устья рек или заливы. Для оптимальной работы ПЭС необходимо, чтобы разница перепадов между приливами и отливами составляла не менее 4-х метров. Поэтому ПЭС строятся на побережьях с высокой приливной амплитудой. В некоторых резервуарах разница составляет 17-18 метров для большей эффективности. Иными словами, чем больше разница высот, тем мощнее электростанция. На мощность также влияет количество гидротурбин и объемы резервных водохранилищ.

Основным элементом ПЭС выступает гидротурбина, которая приводит в движение генератор, накапливающий ток. Для увеличения КПД энергетического комплекса его строят с таким расчетом, чтобы «поймать» максимальные приливы. На выбранном месте возводится плотина, отделяющая море (или реку) от прибережной зоны. В плотине монтируются гидротурбины, захватывающие поступательную энергию воды для дальнейшего ее преобразования в электрическую. Ближе к берегу строятся специальные резервуары, которые компенсируют количество вырабатываемой энергии во время отливов. Это позволяет увеличить мощность установки и поддерживать ее работу, когда вода убывает. Во время прилива резервуары снова заполняются. Таким образом, ПЭС работает циклично: основной забор энергии происходит во время прилива (4-5 часов), потом следует период покоя (1-2 часа), и все снова повторяется заново.

Типы приливных электростанций

По своей технологии получения энергии приливные электростанции делятся на четыре типа:

Генераторы приливного потока — работают по принципу горизонтальных ветряных ЭС с той разницей, что лопасти приливных генераторов устанавливаются в воде, чтобы путем сопротивления энергии прилива генерировать энергию. Из-за относительно компактных размеров такие станции нередко монтируются в мостовые опоры. Их ставят преимущественно в реках, иногда встречаются и в морских заливах.
Динамические ПЭС — огромные станции протяженностью от 35 до 55 км, которые возводятся прямо в море. Для своей работы они используют сразу два вида энергии: кинетическую и поступательную (от приливов). Электричество вырабатывается с помощью большого количества низконапорных гидротурбин, преобразующих поступательную энергию в ток. Внушительная протяженность динамических приливных электростанций заставляет водную массу двигаться в нужном направлении, чтобы сделать получение энергии максимально эффективным.
Приливные плотины — работают благодаря захвату водной массы во время приливов и дальнейшего их удержания до момента отлива. Водные массы движутся туда-сюда через гидротурбины, мигрируя от резервуаров плотины к открытым водам, что и дает кинетическую энергию. Впоследствии она преобразуется в ток с помощью генераторов.
Приливные лагуны — по своему принципу похожи на плотины с той разницей, что представляют собой искусственные водоемы, никак не связанные с экосистемой океана. Эти ПЭС работают за счет разницы водного давления в резервуарах и открытых лагунных водах. Гидротурбины захватывают кинетическую энергию, а после преобразуют ее в ток.

Особенности приливных электростанций: плюсы и минусы использования

ПЭС никак не вредит природе и не грозит окружающей среде опасными выбросами. У станций низкая себестоимость, однако само строительство (из-за использования специфического оборудования) стоит дорого. Это обуславливает долгую окупаемость ПЭС с точки зрения вложений. Возобновляемость ресурсов и легкость расчетов периодичности приливов и отливов — стимул для развития отрасли. Предсказуемость работы ПЭС делает ее перспективным направлением альтернативной энергетики.

Главная проблема ПЭС — необходимость поддержания работы станции на период отсутствия движений водных масс. Приливная электростанция не может выступать единственным источником электроэнергии. Ей требуется поддержка в виде ТЭЦ, ГЭС или АЭС, чтобы круглосуточно поддерживать стабильную отдачу тока. Из-за этого ПЭС выступает дополнительным источником электроэнергии, а не основным. А из-за того, что станции занимают значительную площадь прибережной зоны, это делает невозможным использование ландшафта в более продуктивном для экономики ключе. К примеру, большую прибыль от использования прибережной зоны принесет туристический бизнес, чем возведение станции. По этой причине ПЭС строят на севере, где климатические условия препятствуют развитию туризма.

altenergiya.ru

Альтернативные источники энергии: приливная энергетика и ее секреты

Приливы есть результат воздействия силы тяготения, изменяющейся дважды за сутки благодаря то приближению, то удалению от земной поверхности Солнца и Луны. ПЭС – приливные электростанции – особые станции, использующие для выработки электричества энергию приливов, т.е. кинетическую энергию, образующуюся за счет вращения планеты.

Greenpeace полагает, что совокупных ресурсов приливной энергетики достаточно для пятикратного покрытия потребностей современного общества в электроэнергии.

За и против

Преимущества ПЭС:

отсутствие опасных выбросов;
минимальное изменение существующего прибрежного ландшафта;
возобновляемость используемых ресурсов;
точность прогнозирования объема вырабатываемой электроэнергии;
длительный – свыше 100 лет – срок службы;
риск подтопления прилегающих земель полностью исключен;
низкая себестоимость электроэнергии.

Развитию приливной энергетики мешают следующие факторы:

дороговизна строительства ПЭС;
слишком большой срок окупаемости, обусловленный низкой производительностью станций;
потребность в большой прибрежной зоне, которую при благоприятных климатических условиях целесообразнее использовать для создания рекреационной зоны, для привлечения туристов, что объясняет расположение большинства ПЭС в северных широтах;
недоказанное предположение о том, что работа подобного оборудования мешает вращению планеты, что может привести к непредсказуемым последствиям;
цикличность выработки электроэнергии, что делает невозможным использование ПЭС как единственного источника электричества. Для достойного обеспечения потребителей энергией требуется поддержка более мощных агрегатов, способных питать сети круглосуточно (ТЭЦ, ГЭС, АЭС).

Принцип работы

Математически доказано, что в месте возведения ПЭС разница между уровнем воды в периоды прилива и отлива должна быть не менее 4 м. В отдельных акваториях перепад составляет 18 м. Чем значительнее разница высот стояния вод, тем мощнее электростанция.

Подобные условия можно отыскать на морском побережье с характерным рельефом берега, который должен образовывать огромный ограниченный сушей «бассейн». Таким требованиям отвечают морские заливы, а также устья рек.

Плотина

Интересующая часть акватории отсекается от моря плотиной, в ниши которой вмонтированы гидротурбины с генераторами. Оборудование обличено в обтекаемую капсулу. Получившиеся устройства выполняют двойную роль: при прохождении водных потоков они вырабатывают электроэнергию, но способны переключиться и стать насосами для перекачки воды в водохранилище с целью использования созданных запасов во время отсутствия приливов и отливов. Электричество вырабатывается и во время прилива, и во время отлива.

ПЭС работает циклично:

простой, длительность которого составляет 1-2 часа, – время начала прилива и его окончания;
работа в течение 4-5 часов в период приливов и отливов.

За сутки циклы повторяются четырёхкратно.

В период прилива вода наполняет бассейн ПЭС. Во время прохождения водяных потоков сквозь ниши в плотине благодаря создаваемому давлению начинается вращение лопастей внутри капсульных агрегатов. В результате работы турбин и вырабатывается электричество. При отливе вода уходит из бассейна, минуя плотину, вновь вращая лопасти.

Когда уровень вод в бассейне и открытой акватории выравнивается, впускные клапаны закрываются. Когда уровень вод достигает минимума они автоматически открываются.

На уровень мощности ПЭС влияют:

сила и характер приливов;
численность и объем бассейнов;
количество смонтированных генераторов и турбин.

Приливная «мельница»

Более дешевыми и перспективными считаются проекты, для реализации которых строительство плотины не требуется. При такой схеме электрогенераторы заменяют на гигантские лопасти длиной 10-20 м. Конструктивно они напоминают ветряные электростанции, чьи лопасти опустили в воду.

Действующие проекты

Пионерами в данной области стали англичане. Первую приливную электростанцию соорудили рядом с Ливерпулем еще в 1913 г.

В южной Корее ПЭС запустили в 2011 г. Ее мощности в 254 МВт достаточно, чтобы обеспечить электричеством полумиллионный город, что позволит экономить 860 000 баррелей нефти ежегодно. В дальнейшем корейцы планируют построить ПЭС на 812 МВт.

В России функционирует только одна ПЭС – Кислогубская. Ее построили на Баренцевом море как экспериментальную станцию еще в 1968 г. Среднегодовая мощность станции – 1,2 млн КВт/ч. В Мурманской области – на Кольской губе – планируют возвести еще одну приливную электростанцию.

ПЭС функционируют на территории многих стран: в Великобритании, Франции, Индии, Норвегии, Канаде и некоторых других.

‘; blockSettingArray[0][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[1][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[1][«text»] = ‘

‘; blockSettingArray[1][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[1][«elementPlace»] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3][«minSymbols»] = 1000; blockSettingArray[3][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[3][«text»] = ‘

ekoenergia.ru

Приливные электростанции: особенности, плюсы и минусы

Приливные электростанции считаются особым источником электроэнергии, так для её получения здесь используются отливы и приливы. ПЭС возводятся на морских побережьях. В России их можно встретить в северных частях страны, где перепады уровня воды под действием Луны самые большие.

Описание и принцип работы

Приливная станция представляет собой комплекс инженерных сооружений, который позволяет преобразить энергию движения воды (кинетическую энергию) в электроэнергию.

ПЭС отличается своей цикличностью, которая обуславливается периодичностью приливов и отливов. Когда турбина находится в спокойном состоянии (это происходит после отлива сразу после начала прилива), кинетической энергии воды становится недостаточно. Длится это, как правило, не более 2-ух часов. Активный же период обычно длится до 4-х часов – в это время энергия воды и преобразуется в электроэнергию.

Основным элементом любой станции, который позволяет получить электричество, является генератор. Однако механизм, приводящий генератор в движение, у каждой электростанции разный. Здесь им является гидротурбина.

Производительность приливной электростанции зависит от следующих факторов:

Характер и мощность приливов и отливов.
Количество и объём резервных водоёмов.
Количество и мощность турбин.

Раньше электростанции такого рода пользовались малой популярностью и считались ненадёжными, однако сегодня, с развитием новых технологий, они стали отличным источником электричества. Теперь они оснащаются большими современными турбинами, которые по своей конструкции напоминают ветряки. Только здесь лопасти приводятся в движение при помощи воды, а у ветряков – при помощи ветра.

Преимущества ПЭС

К преимуществам приливных электростанций относят следующие пункты:

Приливы, которые используются для получения электроэнергии, являются возобновляемыми, надёжными и предсказуемыми источниками.
Водоёмы, где большая разница между точками прилива и отлива, можно использовать для получения постоянного источника электричества.
При работе ПЭС не выделяется углекислый газ, углекислота и окислы азота. Имеются лишь небольшие выбросы от работы турбин, однако, они незначительные.
Приливные электростанции являются экзотикой для некоторых государств, что положительно влияет на развитие в них туризма.
Приливная плотина, являющаяся основным элементом ПЭС, может использоваться в качестве автомобильной или железной дороги через залив.
ПЭС имеют простоту в обслуживании. Используемые турбины обладают сроком службы от 30 лет.
Турбины располагаются под водой на большой глубине. Это исключает возможность создания угрозы для морского транспорта.
Не требуется участок земли для постройки электростанции.
Водность года (количество воды, которое переносится рекой с бассейна) не влияет на количество получаемой энергии.
Постоянное получение энергии, вне зависимости от погодных условий и сезона года.
Приливная плотина дополнительно защищает берег и прилегающие к нему сооружения от шторма и волн.

Также стоит отметить экологичность приливных электростанций. К слову, в бассейне ГЭС погибает примерно 83-99% планктона. У ПЭС же этот показатель редко превышает 10%. Наплавной способ строительства таких электростанций позволяет избежать сооружения дополнительных перемычек и стройбаз, которые оказывают негативное влияние на окружающую среду.

Недостатки

Несмотря на большое количество преимуществ, приливные электростанции имеют и свои недостатки. Основными из них являются следующие:

Строительство ПЭС требует больших затрат. Несмотря на это эксплуатация и содержание такой электростанции довольно недорогое.
Лучшими местами для размещения турбин являются районы с приливно-отливным течением. Как правило, такие районы имеют ненадёжное изрезанное каменистое дно.
Черепахи и другие водные обитатели могут запросто погибнуть, если попадут под работающую турбину. К тому же, слишком крупные особи способны вывести устройство из строя.
Плотина становится причиной создания водного резервуара вне естественных границ залива, что делает близлежащие воды мутными.
Неправильно возведённая приливная электростанция может стать причиной наводнения.
Активный период имеет продолжительность всего в 4-5 часов. В течение дня может быть всего 4 цикла, каждый из которых занимает 1-1,5 часа.
ПЭС очень медленно окупается, так как работает не очень эффективно.
Приливная электростанция занимает часть берега, которая могла бы использоваться для более выгодного туристического бизнеса. Именно поэтому такие электростанции чаще всего возводятся в северных регионах.

Самым главным недостатком всё же является нерегулярность работы приливных электростанций. Несмотря на то что приливы и отливы являются предсказуемыми явлениями, происходят они относительно редко.

Причины малой распространённости приливных электростанций

Для начала стоит сказать, что мировой океан имеет огромный потенциал, энергии которого бы хватило на обеспечение почти 20% мирового энергопотребления.

Причинами, по которым приливные электростанции мало распространены, являются следующие:

При строительстве ПЭС приходится изменять прибрежные территории, заменяя их резервуарным бассейном и охранными сооружениями.
Такие электростанции имеют большую стоимость возведения и малую продуктивность, что объясняет долгий срок окупаемости таких сооружений.

Однако вышеперечисленные пункты постепенно начинают утрачивать свою актуальность. Дело в том, что современные ПЭС оснащаются лопастно-редукторными агрегатами, которые не требуют возведения резервуарного бассейна, что уменьшает стоимость постройки станции и срок её окупаемости. А благодаря тому, что сегодня активно разрабатываются и используются новые, более мощные генераторы, ПЭС позволяет получить довольно значимое количество электроэнергии.

Приливно-отливные электростанции, их преимущества, недостатки и перспективы

Приливно-отливные электростанции появились относительно недавно и пока в мире их еще очень немного. Гидроэнергетика как таковая, по большому счету, не является инновационным способом получения электричества. На самом деле, она — весомый и мощный источник восполняемой энергии и известна уже более 2000 лет. Почему восполняемой? Да потому, что пока есть Природа, будут и реки, океаны, моря. А значит, энергия морских приливов дана нам в помощь надолго: пока существует сама Жизнь.

Есть такое понятие как «гидроцикл». Все мы спешим укрыться под зонтом от дождя, убежать от града. Вода с небес в виде капель, льдинок, снежинок постоянно обрушивается за нашу планету. Часть воды испаряется, но большинство поглощается почвой, уходит под землю, или попадает в наземные реки и водоемы, моря и океаны. Тающая вода с ледников так же устремляется на землю, идет непрекращающийся процесс испарения влаги. Потом снова облака, идет дождь, цикл повторяется.

Гравитационное взаимодействие

Гравитация — одно из самых используемых и популярных понятий в фантастических фильмах. Авторы периодически лишают Землю гравитации, и все катится в тар-тара-ры. Гравитация же в реальной жизни приводит к тому, что гигантские массивы воды накатываются на берег. Мы называем это приливом. Но приливная вода через некоторое время откатывается назад. Это — отлив. Солнце и Земля взаимодействуют в общем гравитационном поле, и данный природный феномен был подмечен учеными. Они решили, а почему бы не поставить использование энергии приливов и отливов на службу человеку?

Так появились приливно-отливные электростанции (ПОЭС). Надо сказать, что их доля в гидроэнергетике совсем незначительна, но чем больше будет найдено подходящих мест для их строительства (где разность в уровнях приливной воды и отливной составляет 4 метра и более), тем больше конечных сооружений этого плана мы увидим в будущем. Одно дело ГЭС на реке построить. Рек с достаточно сильным течением масса и возможности мини гидроэнергетики очень велики. Но ПОЭС — другое дело: во время приливной воды заполняются огромные водохранилища, называемые бассейнами, массивные турбины крутятся как во время прилива, так и в момент отлива.

Для гидроэнергетики вода – самое главное. Она должна быть в движении! Приливные электростанции использует кинетическую энергию воды. Но когда поток упираются в лопасти электростанции, кинетическая энергия воды трансформируется уже в энергию механическую. Турбина вращает ротор генератора, и тогда уже механическая энергия становится электрической.

Дамба

Изначально именно вода и разность в ее уровнях является основой приливно-отливной гидроэнергетики. Здесь требуется строительство масштабной и дорогостоящей дамбы. Чем выше высшая точка дамбы по сравнению с местом внизу, где установлена турбина, тем мощнее будет поток воды. ПОЭС и призваны «поймать» этот самый желанный поток, чтобы дать людям свет.

Как делается приливно-отливная электростанция? В бухте или в устье реки строится дамба, полностью перекрывающая залив. В теле плотины под водой делают специальные отверстия, куда помещаю турбины, которые могут вращаться как в одном (приливном), так и другом (отливном) направлении. Прибывающая волна накатывает на берег, переливает искусственно созданный дамбой бассейн, наполняя его толщами воды. Получается серьезная разница высот «большой» и «малой» воды.

Затем идет отлив, но вернуться в родной океан или в море воде мешает дамба. Внизу в ней есть отверстия: огромный наклонный желоб и упирается он в лопасти встроенных турбин, которые начинают вращаться, снабжая людей электричеством.

Все электричество, что произведено гидроэлектростанцией, попадает сначала через трансформаторы в линии электропередач. Трансформаторы повышают вольтаж энергии для передачи ее по проводам на дальние расстояния. Когда она приходит на местные подстанции, высокий вольтаж дробят на маленькие величины, чтобы рядовые потребители, как мы с вами, к примеру, могли пользоваться тем же утюгом. Это если говорить упрощенно о схеме работы.

Кто лидер в гидроэнергетике?

На современном этапе развития считается, что солнечная энергия является наиболее перспективной и неисчерпаемой. Но как утилизировать все эти солнечные батареи? Что делать странам, где солнце редкий гость? Да и сами батареи недешевы. Так что пока именно гидроэнергетика выступает в качестве способа получения дешевого электричества. Современные приливные электростанции способны показывать КПД до 90% в плане преобразования энергии движения воды в электроэнергию, в то время как станции, работающие на угле, нефти, газе едва ли дотянут до 45%. Цена гидро КВ/ч примерно в шесть раз ниже, чем КВ\ч станции, работающей на газе, например.

Гидроэнергетика используется очень широко, особенно в развивающихся странах. Есть и развитые страны, которые просто не могут без нее обойтись. Например, по некоторым данным, чуть ли не 98% всей электроэнергии в Норвегии производится за счет ГЭС. В Бразилии 85% . А безоговорочным лидером в мире по объему производимой гидроэлектроэнергии является Китай. В Канаде развиваются приливные электростанции. Возвращаясь в наши пенаты, в РФ, по данным на 2010 год примерно 18% всей электроэнергии у нас произведено различными ГЭС.

Приливно-отливные электростанции. Преимущества и проблемы

Особенностью приливно-отливных гидроэлектростанций является их неоднозначная экологичность. Если на мини ГЭС животный мир реки можно обезопасить от лопастей турбин устанавливая защитные экраны, возводить ограждения по периметру, то в случае приливно-отливной станции заливы с их устойчивой экосистемой режутся телом плотины на части. Обмен воды уже не может происходить так же естественно, как и раньше, и от этого условия обитания живых существ в данном месте меняется не в лучшую сторону.

Другая точка зрения гласит, что приливные электростанции не столь опасны в экологическом плане и приводят в пример 30-ти летний опыт работы ГЭС на реке Ране, Франция. Достоверных данных пока мало.

Еще к минусам приливно-отливной гидроэнергетики можно отнести высочайшую стоимость строительства на начальном этапе из-за необходимости перекрывания дамбой целых заливов.

Но и плюсов у приливных-отливных станций немало. Получаемое здесь электричество чуть ли не самое дешевое в мире. Такие станции не требуют никакого топлива: ни газа, ни нефти, ни угля. Станции на углеводородах коптят небо небывалым количеством углекислого газа, а приливно-отливная ГЭС–нет. Приливы и отливы тысячи лет не меняются, а значит, можно точно знать, сколько электроэнергии будет получено и когда. Прогнозируемость — важная составляющая экономической эффективности.

Монстры приливно-отливной гидроэнергетики

На данном этапе наиболее мощно развивается приливно-отливная электроэнергетика в Китае, Южной Кореи, Шотландии. Самая крупная приливно-отливная гидроэлектростанция на данный момент построена в Жёлтом море в Южной Корее в городке Ансан. Назвали ее романтично: «Сихва», она уже действует с 2011-го года. «Сихва» способна дать электроэнергию целому городу в полмиллиона человек! На этом корейцы не собираются останавливаться и запланировали строительство еще 4-х подобных приливно-отличных гидроэлектростанций.

Что касается России, то у нас перспективны в плане развития приливно-отливной энергетики побережье Белого Моря, Кунгурский залив Японского моря.

Михаил Берсенев

Ирландская приливная электростанция SeaGen :