Энергия морских приливов вид ресурса

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 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:

1. экологическая безопасность установок;
2. возобновляемый источник энергии;
3. возможность рассчитать количество получаемой энергии в долгосрочной перспективе;
4. низкая себестоимость получаемой электроэнергии;
5. продолжительный срок эксплуатации.

К минусам данного типа электростанций относятся:

1. высокие затраты на строительство при продолжительном сроке окупаемости проекта;
2. малая мощность вырабатываемой энергии;
3. 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.

• 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.

• 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.

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:

1. При строительстве станций подобного типа приходится осуществлять вывод из общего пользования прибрежных территорий, что обусловлено организацией бассейна станции (строительство резервных бассейнов и охранные мероприятия).
2. 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.

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

Источник

К возобновляемым источникам относится энергия приливов

Энергия приливов как активность океана относится к возобновляемой энергии. Исследование показало, что энергия океана может обеспечить 10% мощности к 2050 году. План стратегических энергетических технологий Европейской комиссии признает потенциальную роль энергии океана в Европе для будущего энергобаланса и предполагает укрепление регионального сотрудничества в части энергии приливов.

Использование энергии уровня воды

Использование энергии приливов было реализовано во Франции (240 МВт в устье реки Ранс, начиная с 1966 года), Канаде (20 МВт в Аннаполисе в Заливе Фанди, начиная с 1984 года) и России (Белое море, 1,7 МВт) и может быть реализовано в некоторых других областях где есть большой прилив. Приливная вода может использоваться для вращения турбин, когда она будет выпущена через приливное заграждение в любом направлении.

Во всем мире эта технология, как представляется имеет определенный потенциал, главным образом из-за экологических ограничений. Некоторые утверждают, что таким образом тормозится врущение Земли. Однако свободностоящая турбина при крупных прибрежных приливных течениях, как представляется, имеет большой потенциал и энергия приливов в настоящее время изучается и применяется. Средняя скорость приливной волны 2-3 метра в секунду является идеальной для преобразования кинетической энергии волны. Это означает, что 1 МВт можно выработать на приливных турбинах где ротора меньше 20 м в диаметре, по сравнению с 60 м на 1 МВт ветровых турбин. Турбины приливных волн меньше, чем ветряные турбины и расположены ниже поверхности и избегают ущерба от бури.

Приливные электростанции

• первая приливная электростанция была Ранс приливная электростанция построена в течение 6 лет с 1960 по 1966 в Ла-Ранс, Франция. Она имеет мощность 240 МВт.
• самая мощная в мире в Южной Корее приливная энергетическая установка в мире Sihwa Lake Tidal 254 МВт. Строительство было завершено в 2011 году;
• в Канаде Annapolis Royal в 1984 году на входе в залив Фанди мощность 20 МВт;
• приливная электростанция Jiangxia, к югу от столицы провинции Чжэцзян города Ханчжоу в Китае действует с 1985 года с текущей установленной мощностью 3,2 МВт;
• в Северной Ирландии вводена в строй первый коммерческий прототип приливной электростанции SeaGen. Она производит мощность 1,2 МВт 18-20 часов в день и управляется дочерней компанией Siemens, введена в эксплуатацию в конце 2008 года на Странгфорд Лох;
• индийский штат Гуджарат строит первую в промышленных масштабах приливную электростанцию в Южной Азии. Компания Atlantis Resources планирует установить 50МВТ приливную ферму в заливе Кач на западном побережье Индии.

Самая мощная в мире в Южной Корее приливная энергетическая установка Sihwa Lake Tidal 254 МВт

Некоторые генераторы приливного потока не вращаются, а колеблются, используя приливные потоки для перемещения гидротурбин вверх и вниз. Прототип был установлен у берегов Португалии.

Другой экспериментальный дизайн использует для ускорения потока вентиляционное отверстие, в котором размещается турбины. Так используется энергия морских течений. Этот принцип был опробован в Австралии и Британской Колумбии.

В России существует приливная электростанция: Килогубская ПЭС на побережье Баренцевого моря, работающая с 1968 года. Среднегодовая мощность станции составляет порядка 1,7 МВт. В настоящее время строится еще одна приливная электростанция в Мурманской области, на побережье Баренцева моря на губе Долгая-Восточная на Кольском полуострове мощностью 12 МВт.

Энергия приливов ближе всех к периодически возобновляемым источникам в состоянии обеспечить постоянное и предсказуемое количество электроэнергии и планируется увеличить до 35 миллиардов МВт в 2030 году (включая волновую энергию).

Источник