Плюсы и минусы приливных электростанций

Со стороны ученых уже не первый год звучат предупреждения об экологических проблемах, связанных с истощением природных ресурсов. Более того, использование многих природных ископаемых ведет к образованию вредных продуктов сгорания, которые негативно влияют на окружающую среду.

[vote2x id=»4224″ align=»center»]

Ученые всего мира трудятся над разработками, которые позволят эффективно, но при этом без ущерба вырабатывать электроэнергию. Приливные электростанции — пример экологически чистой установки, способной при этом без последствий для природы производить электроэнергию.

Принцип работы приливной электростанции

Приливная электростанция — совокупность инженерных разработок, при работе которых кинетическая энергия переходит в электрический ток. В качестве основной положительной стороны выделяется предсказуемость. Сделать предварительные расчеты движения масс воды легче, чем понять движение и силу ветра или активность солнца.

Для приливных и отливных электростанций строится плотина, отделяющая море от прибрежной области, образуя бассейны. Затем в нее устанавливают гидротурбины, преобразующие кинетическую поступательную энергию воды во вращательную. Дополнительно вырываются запасные водохранилища, направленные на повышение коэффициента использования.

В период прилива вода проходит через гидротурбину, запуская процесс. После начала отлива сквозь гидротурбину протекает дополнительно набранная масса воды в обратном направлении. Благодаря увеличению объема воды происходит большая выработка энергии.

Причины малой распространенности приливных станций

ПЭС — экологически чистое и не представляющее опасности сооружение. Учитывая, что оно вырабатывает электроэнергию, то прибрежные зоны должны плотно застраиваться плотинами. Однако, их можно пересчитать по пальцам. Причиной этому является экономическая составляющая.

Строительство плотины — основополагающее мероприятие. Оно требует значительных вложений. Современные стройматериалы сокращают затраты, но потом плотина требует содержания и ухода. Он обходится в 1,5 раза дороже, чем распространенные ГЭС. При этом количество вырабатываемой энергии тоже меньше. Однако, не стоит забывать об ущербе, наносимом рыбному хозяйству и экологии при работе гидроэлектростанций.

Сегодня работает 10 приливных станций. Они различаются по количеству производимой энергии, но уже можно судить о тенденции к развитию ПЭС.

Режим действия ПЭС

Работа приливных и отливных электростанций цикличная. Это обуславливается периодами приливов и отливов, длящимися по 4-5 часов. В это время преобразуется основное электричество. Между циклами присутствуют периоды покоя — 1-2 часа. Это время характеризуется низкой выработкой энергии. На протяжении дня происходит 4 повторения цикла. Для строительства установки берутся участки, где зарегистрированы максимальные перепады уровня воды.

Плюсы и минусы использования

У каждого современного изобретения есть преимущества и недостатки. При их сравнении определяется целесообразность эксплуатации.

Преимущества приливных электростанций:

• экологическая чистота и отсутствие вредных выбросов в биосферу;
• вмешательство при строительстве локальное, а время восстановления подводной флоры и фауны не занимает более 3 лет;
• работа ПЭС не влияет на судоходство и на привычный маршрут рыбы;
• плотина исключает появление ледяных торосов;
• дополнительная защита береговой зоны от штормов;
• длительный срок эксплуатации;
• возможность расчета количества вырабатываемой энергии;
• низкая себестоимость вырабатываемой энергии;
• по плотине строятся автомобильные и железные дороги;
• для содержания требуется меньший объем энергозатрат;
• не требуется отчуждение земель для выстраивания плотины.

Недостатков меньше, но они при этом влияют на решение. К ним относятся:

• цикличность работы, которая характеризуется нерегулярным действием. Это заметно в период пассивной фазы (перед приливом и после отлива);
• длительная окупаемость;
• невозможность совмещения туристической зоны с постройкой плотины. Организация курортной зоны считается более выгодным вложением средств. Поэтому объекты выстраиваются в северных районах;
• стоимость и специфика строительства плотины.

Виды приливных электростанций

Несмотря на то, что действие ПЭС обеспечивается благодаря движению лопастей, находящихся в воде есть различия в работе некоторых станций. Существует 4 разновидности.

Генераторы приливного потока

Установка напоминает по виду ветряные электростанции. Разница состоит в том, что лопасти устанавливаются в воде. Станция небольшого размера устанавливается в мостовые опоры в руслах рек, проливах или вблизи морских заливов. При этом водные ресурсы используются человеком максимально эффективно и рационально. Генераторы извлекают кинетическую энергию в период приливов.

Динамические ПЭС

В работе приливной электростанции применяется кинетическая и потенциальная энергия. Они растягиваются в длину вплоть до 35-55 км, а строительство происходит прямо в море. Внутрь постройки монтируется огромное количество низконапорных гидротурбин, работающих на воде, идущей в одном направлении. Эти турбины преобразуют поступательную энергию от приливов в ток.

Приливные плотины

Во время работы указанный вид ПЭС захватывает большой объем воды, а затем удерживает до момента наступления отлива. Движение воды происходит в обоих направлениях через гидротурбины. Оно способствует образованию кинетической энергии, которая преобразуется в ток после прохождения через генераторы.

Приливные лагуны

Принцип работы подобен плотине. Разница состоит в том, что для функционирования вырываются искусственные водоемы. Эти ПЭС работают за счет разницы водного давления в резервуарах и открытых лагунных водах. Как и в предыдущем случае, проходящая через гидротурбины вода способствует образованию кинетической энергии. Она потом переходит в ток.

Приливные электростанции в России

Первая приливная электростанция возведена в России в 1968 году. Раньше даже при значительном различии уровней воды производилось минимальное количество энергии. Сегодня показатели ежедневно растут. Современные технологии и материалы позволяют подстроиться под нужды человечества.

Кислогубская ПЭС

Это первое российское сооружение, которое дало толчок для дальнейшего развития гидроэнергетики. Она расположена в Кислой губе Мурманской области на побережье Баренцева моря. После запуска в 1968 году кислогубская приливная электростанция проработала вплоть до 1992 года. Мощность не превышала 0,5 мВт. Проработав 34 года она была законсервирована.

В 2004 году начались работы по восстановлению и ремонту, после которых в 2007 году станция вновь запущена и действует по сей день. Мощность не превышает 1,7 мВт. Это единственная работающая приливная электростанция в России.

Малая мезенская ПЭС

Эта электростанция располагается в акватории Белого моря. Точное расположение — Архангельская область, Мезенский залив. Проект обсуждался в 2007 году. Для работы разработан опытный образец гидроагрегата. Предполагаемая производительность — 1,5 мВт. Он перемещен на Кислогубскую ПЭС. Сегодня ведутся работы по увеличению мощности и модернизации технологии и внутренних процессов.

Северная ПЭС

Она находится в Долгой Восточной губе в Баренцевом море. Станция находится на этапе проектирования и еще не запускалась. По предварительным расчетам мощность составит 12 МВт. При этом годовая выработка электроэнергии составит 24 млн кВт/часов.

Пенжинская ПЭС

Станция является частью проекта РАО «ЕЭС» и находится в Пенжинской губе залива Шелихова (Охотское море). В объект включены новые приливные и отливные электростанции, которые объединяются в единую систему. Запуск объекта предоставит постоянный поток электроэнергии, который по своей мощности обеспечит регион электроэнергией без финансовых затрат.

По предварительным расчетам ее мощность будет около 21 гВт, при этом в год будет вырабатываться 50 млрд. кВт/часов.

Использование приливных электростанций за рубежом

Приливные электростанции эксплуатируются и за границей. При этом важно соблюдение факторов размещения:

• технические возможности;
• прибрежная зона.

Установки действуют на территории многих зарубежных стран:

• США;
• Франция;
• Канада;
• Норвегия;
• Южная Корея;
• Великобритания;
• Китай;
• Индия.

Великобритания

Англичане стали основоположниками направления. В 1913 году впервые в мире запущена приливная электростанция, мощность которой не превышала 0,7 МВт. Она располагалась в бухте Ди, недалеко от Ливерпуля. Сегодня идет подготовка к запуску одной из мощнейших ПЭС. Для строительства выбрана река Северн. Мощность составит 8,5 гВт

США

Строительство первых в этой стране станций началось в 1935 году. На текущий момент в Соединенных Штатах разработано и запущено несколько проектов. Некоторые из них находятся на стадии разработки.

Южная Корея

В стране работает станция «Shihwa». Начало эксплуатации — 2003 год. Мощность электроустановки не превышает 254 МВт. При этом каждый год она вырабатывает 550 млн кВт/ч электроэнергии.

Канада

Станция «Аннаполис» запущена в 1985 году. Она находится в заливе Фанди, а мощность составляет 20 мВт.

Норвегия

Норвежская станция «Хаммерфест» обладает мощностью 300 кВт. Она построена и эксплуатируется с 2003 года.

Франция

Приливная электростанция «Ля Ранс» находится в провинции Северная Бретань. По протяженности она составляет 800 метров. При этом мощность гидротурбин составляет 240 мВт. Эта станция заслужила звание известнейшего действующего объекта.

[info-box type=»bold»]Повсеместное внедрение приливных электростанций[/info-box] обеспечит человечество необходимым объемом вырабатываемого электричества. Это способствует улучшению экологической ситуации на планете. ПЭС — не новое изобретение. Этим разработкам больше ста лет. Тем не менее, область заслуживает пристального внимания ученых. Внедрение последних разработок способно вывести человечество на новую ступень развития.