Приливные электростанции: принцип работы и типы

Особенности возведения и эксплуатации

Выбор определенной модификации ГЭС определяется особенностями местности и расчетной эффективностью речного потока. Общая схема всех видов в обязательном порядке включает сорозаборные решетки на входных отверстиях, центр управления и контроля, площадку для обслуживания электрооборудования и трансформаторы, преобразующие вырабатываемое электричество в 220 V или другой необходимый стандарт напряжения.

Для сооружения генератора ГЭС используют распространенные унифицированные элементы. Все оборудование износостойкое, обладает большим сроком эксплуатации и минимальными требованиями к обслуживанию. Но в целом устройство каждой станции уникально. Конструкцию, привязанную к конкретному географическому району, нельзя повторить, как нельзя найти и две идентичные по условиям бассейна реки.

Разобравшись, как работает гидроэлектростанция, можно сформулировать ее преимущества относительно ТЭС и АЭС:

  • вода — возобновляемый и чистый источник энергии;
  • высокий КПД;
  • отсутствие расходов на топливо;
  • снижение затрат на обслуживание и персонал;
  • низкий уровень риска аварий.

Причина, по которой выработка электроэнергии ГЭС составляет лишь около 20% от мирового производства электричества, заключается в необратимом влиянии на экосистему по всему руслу реки и ирригацию прилегающих территорий. Размеры всего гидроузла, включая водохранилище, достигают сотен тысяч га. До сих пор не существует надежных методов комплексной оценки масштабов такого влияния.

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕСОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «ПРОМЭЛЕКТРОСНАБ»По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС5260464356

О компании:
ООО «ПЭС» ИНН 5260464356, ОГРН 1195275033205 зарегистрировано 26.06.2019 в регионе Нижегородская Область по адресу: 603006, Нижегородская обл, город Нижний Новгород, улица Белинского, дом 110, ПОМЕЩЕНИЕ П43/ЭТАЖ 2/КОМНАТА 7А. Статус: Действующее. Размер Уставного Капитала 20 000,00 руб.

Руководителем организации является: Генеральный Директор — Ливадонов Олег Вадимович, ИНН . У организации 1 Учредитель. Основным направлением деятельности является «торговля оптовая прочими машинами и оборудованием». На 01.01.2020 в ООО «ПЭС» числится 1 сотрудник.

Рейтинг организации: Низкий  подробнее
Должная осмотрительность (отчет) ?

Статус: ?
Действующее

Дата регистрации: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

26.06.2019

Среднесписочная численность работников: ?
01.01.2020 – 1

ОГРН 
?
 
1195275033205   
присвоен: 26.06.2019
ИНН 
?
 
5260464356
КПП 
?
 
526001001
ОКПО 
?
 
40425790
ОКТМО 
?
 
22701000001

Реквизиты для договора 
?
 …Скачать

Проверить блокировку cчетов 
?

Контактная информация
?

Отзывы об организации 
?: 0   Написать отзыв

Юридический адрес: ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
603006, Нижегородская обл, город Нижний Новгород, улица Белинского, дом 110, ПОМЕЩЕНИЕ П43/ЭТАЖ 2/КОМНАТА 7А
получен 26.06.2019
зарегистрировано по данному адресу:
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Руководитель Юридического Лица
 ?По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Генеральный Директор
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Ливадонов Олег Вадимович

ИНН ?

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

действует сПо данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
26.06.2019

Учредители ? ()
Уставный капитал: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
20 000,00 руб.
Собственная доля: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
10 000,00 руб.

50%

Петров Александр Сергеевич
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

10 000,00руб., 04.08.2020 , ИНН

Основной вид деятельности: ?По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
46.69 торговля оптовая прочими машинами и оборудованием

Дополнительные виды деятельности:

Единый Реестр Проверок (Ген. Прокуратуры РФ) ?

Реестр недобросовестных поставщиков: ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

не числится.

Данные реестра субъектов МСП: ?

Критерий организации   По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Микропредприятие

Налоговый орган ?
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
Инспекция Федеральной Налоговой Службы По Нижегородскому Району Г.нижнего Новгорода
Дата постановки на учет: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
26.06.2019

Регистрация во внебюджетных фондах

ФондРег. номерДата регистрации
ПФР 
?
 
062054072089
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
09.07.2019
ФСС 
?
 
520503643952051
По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС
01.07.2019

Коды статистики

ОКАТО 
?
 
22401373000
ОКОГУ 
?
 
4210014
ОКОПФ 
?
 
12300
ОКФС 
?
 
16

Финансовая отчетность ООО «ПЭС» ?

 ?

Финансовый анализ отчетности за 2019 год
Коэффициент текущей ликвидности:

>2

Коэффициент капитализации:

Рентабельность продаж (ROS):
Подробный анализ…

Основные показатели отчетности за 2019 год (по данным ФНС):
Сумма доходов: — 60 092 000,00 руб.

Сумма расходов: — 59 308 000,00 руб.

В качестве Поставщика:

,

на сумму

В качестве Заказчика:

,

на сумму

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Судебные дела ООО «ПЭС» ?

найдено по ИНН: По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

найдено по наименованию (возможны совпадения): По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Исполнительные производства ООО «ПЭС»
?

найдено по наименованию и адресу (возможны совпадения): По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

По данным портала ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС

Лента изменений ООО «ПЭС»
?

Не является участником проекта ЗАЧЕСТНЫЙБИЗНЕС ?

Гидрологический потенциал бухты

В Пенжинской губе Охотского моря наблюдаются наиболее высокие приливы в Тихом океане, двойная амплитуда которых достигает 13,4 м.
Приливы в заливе Шелихова являются суточными, площадь бассейна Пенжинской губы составляет 20 530 км². Таким образом, если считать усредненной высотой прилива значение 10 м, то в среднем в бухте за сутки проходит 410,6 км³ воды, что соответствует среднесуточному расходу 4,75⋅106 м3·сек−1. Проходящий поток воды имеет потенциальную энергию, которая в поле тяготения Земли не равна нулю при наличии ненулевого перепада высот (HHead{\displaystyle H_{Head}}) и может быть выражена формулой:

E=ρsw⋅SBasin⋅(HTide−HHead)⋅g⋅HHead{\displaystyle E=\cdot g\cdot H_{Head}}, (1)

где E{\displaystyle E} обозначает потенциальную энергию; ρsw{\displaystyle \rho _{sw}} — плотность морской воды, равную 1 027 кг/м³; SBasin{\displaystyle S_{Basin}} — площадь бассейна; HTide{\displaystyle H_{Tide}} — высоту приливной волны и g{\displaystyle g} — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с². Часть выражения, ограниченная квадратными скобками, указывает на множители, которые определяют массу проходящей воды за сутки.

Как видно из формулы (1), потенциальная энергия обращается в ноль при нулевом напоре и при напоре, равном высоте приливной волны. Если рассматривать данную формулу как функцию от HHead{\displaystyle H_{Head}}, то она является параболической функцией с максимумом при HTide{\displaystyle H_{Tide}} = 2•HHead{\displaystyle H_{Head}}, что соответствует использованию перепада высот, равного 5 м. В данном случае изменение уровня воды в бухте и количество пропускаемой воды имеют в два раза ме́ньшую величину — соответственно, 5 м и 2,38⋅106 м3·сек−1 (205,3 км³/сут).

Подстановка полученных параметров в (1) и последующее деление на число секунд в сутках дает значение мощности, равное 120 ГВт. Эта мощность позволяет получить 1 054 млрд кВт•ч или 3,79⋅1018 Дж энергии за год. В зависимости от эффективности преобразования потенциальной энергии в электрическую, общее количество получаемой электроэнергии и электрическая мощность будут иметь несколько ме́ньшие значения. Если считать КПД турбин равным 96%, то соответствующая электрическая мощность составит 115 ГВт, а количество электроэнергии — 1 012 млрд кВт•ч или 3,64⋅1018 Дж.

Пределы потребления энергии.

Непрерывный рост потребления энергии не только ведет к истощению запасов энергоресурсов и загрязнению среды обитания, но и в конце концов может вызвать значительные изменения температуры и климата на Земле.

Энергия химических, ядерных и даже геотермальных источников в конечном счете превращается в тепло. Оно передается земной атмосфере и сдвигает равновесие в сторону более высокой температуры. При нынешних темпах роста численности населения и душевого потребления энергии к 2060 повышение температуры может составить 1° C. Это заметно скажется на климате.

Еще раньше климат может измениться из-за повышения содержания в атмосфере углекислого газа, образующегося при сгорании ископаемых топлив. См. также УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ; ТОПЛИВО; ЯДЕР ДЕЛЕНИЕ; ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ; НЕФТЬ И ГАЗ; ГИДРОЭНЕРГЕТИКА.

Последние изменения

09.09.2019

Организация исключена из Реестра малого и среднего предпринимательства

19.08.2019

Статус организации изменен с «в процессе ликвидации» на «ликвидирована».

24.04.2019

Статус организации изменен с «действующая» на «в процессе ликвидации».

30.03.2019

Адрес организации исключен из реестра ФНС Адреса, указанные при государственной регистрации в качестве места нахождения несколькими юридическими лицами

09.10.2018

Добавлена
отметка о недостоверности сведений об адресе

10.12.2017

Организация включена в Реестр малого и среднего предпринимательства, категория: микропредприятие

14.11.2017

Адрес организации включен в реестр ФНС Адреса, указанные при государственной регистрации в качестве места нахождения несколькими юридическими лицами

Приливная электростанция

Приливную электростанцию можно считать одним из видов гидроэлектростанций, с той лишь разницей, что первая использует в своей работе энергию приливов и отливов, а вторая – энергию свободно падающей воды. И поскольку приливы и отливы на нашей планете происходят благодаря движению Земли, а также воздействию на нее Луны и Солнца, то еще говорят, что приливная электростанция работает за счет кинетической энергии вращения нашей планеты.

Как правило, приливы и отливы на Земле происходят два раза в сутки, и напрямую зависят от взаимного расположения нашей планеты, ее спутника и нашего солнечного светила. Обычно приливные электростанции устанавливаются на берегах морей и океанов, реже – далеко за прибрежной линией.

Правда приливная электростанция имеет один существенный недостаток – она работает на полную мощность только два раза в сутки максимум по нескольку часов. В остальное время приходится использовать стороннее электричество или аккумулировать его при помощи мощных ячеек питания. Некоторые приливные электростанции оснащаются мощными электромоторами, чтобы имитировать приливы в их отсутствие. Их называют гидроаккумулирующими электростанциями.

Принцип работы

Также, как и в обычной гидроэлектростанции в приливной используется запасенная движущейся воде кинетическая энергия. Правда в данном случае используется не разность высоты водяных столбов, вызванная особенностями русла реки и местного ландшафта, а перемещение больших водяных масс в результате приливов и отливов.

Специальные гидрогенераторы преобразуют запасенную в воде кинетическую энергию в электричество, которое затем попадает в местную или глобальную энергетическую сеть. Принцип работы гидрогенератора аналогичен принципу работы электрогенератора, с той лишь разницей, что рабочий вал первого приводится в движение специальным винтом, установленным на определенной глубине, а электрический ток вырабатывается не зависимо от направления вращения (при приливах в одну сторону, при отливах в другую).

История

Первая промышленная приливная электростанция была введена в эксплуатацию еще в начале прошлого века, а именно в 1913 году недалеко от города Ливерпуль в Великобритании.

В США первая приливная электростанция была запущена в 1935 году на Восточном побережье.

В бывшем Союзе работает только одна экспериментальная электростанция данного типа. Она запущена в 1968 году на побережье Баренцового моря.

Интересно

*Некоторые ученые и исследователи считают, что мощные приливные электростанции пагубно влияют на климат нашей планеты, так как подобно Луне или Солнцу могут тормозить вращение Земли. На самом деле это полный бред. Соотношение кинетической энергии планеты и суммарной энергии гидрогенераторов является настолько большой цифрой, что о каком либо воздействии просто смешно и думать. Что же касается экологии, то эти электростанции наряду с обычными гидроэлектростанциями небезосновательно считаются самыми чистыми источниками энергии на сегодняшний день, которые действуют в промышленных масштабах.

*В бывшем Союзе проектировалось сразу несколько приливных электростанций, одна из которых – Пенжинсткая ПЭС с проектной электрической мощностью 87 ГВт при ее успешном запуске могла бы стать самой мощной в мире. Но, к сожалению, не сложилось.

*Эксперты очень высоко оценивают потенциал приливной энергии. По их мнению, если запустить в работу подобные электростанции везде, где позволяют природные условия, то выработанная ими электроэнергия превысила бы современные мировые потребности в 5 тыс. раз.

Преимущества и недостатки

Преимуществом приливных электростанций является их экологичность и достаточно низкая себестоимость производства электрической энергии, если не учитывать высокую стоимость строительства и введения в эксплуатацию. А это как раз таки и основной недостаток данного энергетического ресурса.

 

Безопасность ядерных реакторов.

Даже самые строгие критики атомной энергетики не могут не признать, что в легководных ядерных реакторах ядерный взрыв невозможен. Однако существуют другие четыре проблемы: возможность (взрывного или приводящего к утечке) разрушения защитной оболочки реактора, радиоактивные выбросы (низкого уровня) в атмосферу, транспортировка радиоактивных материалов и длительное хранение радиоактивных отходов. Если активную зону реактора оставить без охлаждающей воды, то она быстро расплавится. Это может привести к взрыву пара и выбросу в атмосферу радиоактивных «осколков» ядерного деления. Правда, разработана система аварийного охлаждения активной зоны реактора, которая предотвращает расплавление, заливая активную зону водой в случае аварии в первом контуре реактора.

Однако действие такой системы исследовалось в основном путем компьютерного моделирования. Обстоятельная проверка некоторых результатов моделирования проводилась на небольших опытных реакторах в Японии, Германии и США. Самым слабым местом используемых компьютерных программ являются, по-видимому, предположения о том, что отказать может не более одного узла сразу и что ситуацию не усложнит ошибка оператора. Оба эти предположения оказались неверными в самой серьезной из аварий, происшедших на АЭС в США.

28 мая 1979 в Три-Майл-Айленде близ Гаррисберга (шт. Пенсильвания) отказ оборудования и ошибка оператора привели к выходу из строя реактора с частичным расплавлением его активной зоны. Небольшое количество радиоактивных веществ было выброшено в атмосферу. Через семь лет после аварии Министерству энергетики США удалось извлечь разрушенную сборку активной зоны для обследования. Ущерб, нанесенный жизням людей и их собственности за пределами территории АЭС, был незначителен, но из-за этой аварии у общественности сложилось неблагоприятное мнение о безопасности реактора.

В апреле 1986 произошла гораздо более серьезная авария на Чернобыльской АЭС в Советском Союзе. Во время плановой остановки одного из четырех графитовых кипящих реакторов неожиданно резко повысилась выходная мощность и в реакторе образовался газообразный водород. Взрыв водорода разрушил здание реактора. Частично расплавилась активная зона, загорелся графитовый замедлитель, и произошел выброс огромных количеств радиоактивных веществ в атмосферу. Два работника погибли при взрыве, не менее 30 других вскоре умерли от лучевой болезни. До 1000 человек были госпитализированы из-за облучения. Около 100 000 человек в Киевской, Гомельской и Черниговской областях получили большие дозы излучения. Оказались сильно загрязненными почва и вода в регионе, в том числе огромное Киевское водохранилище. После того как пожар был погашен, поврежденный реактор был закрыт «саркофагом» из бетона, свинца и песка. Радиоактивность, связанная с этой аварией, была зарегистрирована даже в Канаде и Японии. Уровень радиоактивности, измеренный в Париже, был, как утверждают, сравним с радиоактивным фоном в 1963, до подписания Соединенными Штатами и Советским Союзом договора о прекращении испытаний ядерного оружия в атмосфере.

Деление ядер – не идеальное решение проблемы энергоресурсов. Более перспективной в экологическом плане представляется энергия термоядерного синтеза.

История создания и эксплуатации

Кислогубская ПЭС была сооружена в 1968 году по проекту института «Гидропроект». Главный инженер проекта и строительства Л. Б. Бернштейн. Строительство ПЭС было произведено передовым для того времени наплавным способом — железобетонное здание ПЭС было сооружено в доке вблизи Мурманска, а затем отбуксировано к месту установки по морю. В одном из водоводов ПЭС был смонтирован французский капсульный гидроагрегат мощностью 0,4 МВт с диаметром рабочего колеса 3,3 м (демонтирован и заменён на новый в 2004 году), второй водовод, предназначавшийся для гидроагрегата отечественной разработки, был оставлен пустым.

После пуска ПЭС была передана на баланс «Колэнерго» и использовалась НИИЭС в качестве экспериментальной базы. В 1994 году, в связи со сложной экономической ситуацией, ПЭС была законсервирована; за время эксплуатации было выработано 8,018 млн кВт·ч электроэнергии.

В начале 2000-х годов руководством РАО «ЕЭС России» было принято решение о восстановлении Кислогубской ПЭС в качестве экспериментальной базы для отработки новых гидроагрегатов для приливных электростанций, а также технологий сооружения ПЭС. В конце 2004 года на станции был установлен новый ортогональный гидроагрегат мощностью 0,2 МВт с диаметром рабочего колеса 2,5 м, изготовленный ФГУП «ПО Севмаш» (старый гидроагрегат при этом был демонтирован), станция была введена в эксплуатацию. В конце 2006 года к станции была подведена линия электропередачи напряжением 35 кВ. В ходе реформы электроэнергетики Кислогубская ПЭС перешла в собственность ОАО «ТГК-1», однако летом 2006 года была выкуплена ОАО «ГидроОГК» (ныне ОАО «РусГидро») и поставлена на баланс его дочернего общества ОАО «Малая Мезенская ПЭС».

5 мая 2006 года на «Севмаше» состоялась закладка нового экспериментального блока для Кислогубской ПЭС. В ноябре 2006 года блок был спущен на воду и в начале 2007 года отбуксирован по морю на Кислогубскую ПЭС, где и был установлен напротив второго водовода станции. Испытания новой ортогональной турбины мощностью 1,5 МВт прошли успешно и подтвердили проектные параметры.

Водород как теплоноситель.

Водород – это легкий газ, но он превращается в жидкость при 253° C. Теплотворная способность жидкого водорода в 2,75 раза больше, чем природного газа. У водорода имеется и экологическое преимущество перед природным газом: при сжигании в воздухе он дает в основном лишь пары воды.

Водород можно было бы без особых трудностей транспортировать по трубопроводам для природного газа. Можно также хранить его в жидком виде в криогенных резервуарах. Водород легко диффундирует в некоторые металлы, например титан. Его можно накапливать в таких металлах, а затем выделять, нагревая металл.

Магнитогидродинамика (МГД).

Это метод, позволяющий более эффективно использовать ископаемые энергоносители. Идея состоит в том, чтобы заменить медные токовые обмотки обычного машинного электрогенератора потоком ионизованного (проводящего) газа. Наибольший экономический эффект МГД-генераторы могут давать, вероятно, при сжигании угля. Поскольку в них нет движущихся механических частей, они могут работать при очень высоких температурах, а это обеспечивает высокий КПД. Теоретически КПД таких генераторов может достигать 50–60%, что означало бы до 20% экономии по сравнению с современными электростанциями на ископаемых энергоносителях. Кроме того, МГД-генераторы дают меньше сбросной теплоты.

Дополнительное их преимущество состоит в том, что они в меньшей степени загрязняли бы атмосферу выбросами газообразных оксидов азота и соединений серы. Поэтому МГД-электростанции могли бы, не загрязняя окружающей среды, работать на углях с повышенным содержанием серы.

Серьезные исследования в области МГД-преобразователей ведутся в Японии, Германии и особенно в России. Так, например, в России была запущена малая МГД-установка мощностью 70 МВт на природном газе, которая служила также опытной для создания электростанции на 500 МВт. В США разработки ведутся в меньших масштабах и в основном в направлении систем, работающих на угле. В течение 500 ч непрерывно проработал МГД-генератор мощностью 200 МВт, построенный фирмой «Авко Эверетт».

Солнечная энергия.

У солнечной энергии два основных преимущества. Во-первых, ее много и она относится к возобновляемым энергоресурсам: длительность существования Солнца оценивается приблизительно в 5 млрд. лет. Во-вторых, ее использование не влечет за собой нежелательных экологических последствий.

Однако использованию солнечной энергии мешает ряд трудностей. Хотя полное количество этой энергии огромно, она неконтролируемо рассеивается. Чтобы получать большие количества энергии, требуются коллекторные поверхности большой площади. Кроме того, возникает проблема нестабильности энергоснабжения: солнце не всегда светит. Даже в пустынях, где преобладает безоблачная погода, день сменяется ночью. Следовательно, необходимы накопители солнечной энергии. И наконец, многие виды применения солнечной энергии еще как следует не апробированы, и их экономическая рентабельность не доказана.

Можно указать три основных направления использования солнечной энергии: для отопления (в том числе горячего водоснабжения) и кондиционирования воздуха, для прямого преобразования в электроэнергию посредством солнечных фотоэлектрических преобразователей и для крупномасштабного производства электроэнергии на основе теплового цикла.

Энергия термоядерного синтеза.

Такую энергию можно получать за счет образования тяжелых ядер из более легких. Этот процесс называется реакцией ядерного синтеза. Как и при делении ядер, небольшая доля массы преобразуется в большое количество энергии. Энергия, излучаемая Солнцем, возникает в результате образования ядер гелия из сливающихся ядер водорода. На Земле ученые ищут способ осуществления управляемого ядерного синтеза с использованием небольших, поддающихся контролю масс ядерного материала.

Дейтерием D и тритием T называются тяжелые изотопы водорода 2H и 3H. Атомы дейтерия и трития необходимо нагреть до температуры, при которой они полностью диссоциировались бы на электроны и «голые» ядра. Такая смесь несвязанных электронов и ядер называется плазмой. Для того чтобы создать реактор термоядерного синтеза, нужно выполнить три условия. Во-первых, плазма должна быть достаточно сильно нагрета, чтобы ядра могли сблизиться на расстояние, необходимое для взаимодействия. Для дейтерий-тритиевого синтеза необходимы очень высокие температуры. Во-вторых, плазма должна быть достаточно плотной, чтобы в одну секунду происходило много реакций. И в-третьих, плазма должна достаточно долго удерживаться от разлетания, чтобы могло выделиться значительное количество энергии.

Исследования в области управляемого термоядерного синтеза ведутся в двух основных направлениях. Одно из них – удержание плазмы магнитным полем, как бы в магнитной бутылке. Второе (метод инерционного удержания плазмы) – очень быстрое нагревание лучом мощного лазера (см. ЛАЗЕР) дейтерий-тритиевой крупинки (таблетки), вызывающее реакцию термоядерного синтеза в форме управляемого взрыва.

Энергия ядер дейтерия, содержащихся в 1 м3 воды, равна примерно 3ґ1012 Дж. Иначе говоря, 1 м3 морской воды в принципе может дать столько же энергии, как и 200 т нефти-сырца. Таким образом, мировой океан представляет собой практически неограниченный источник энергии.

В настоящее время ни методом магнитного, ни методом инерционного удержания плазмы еще не удалось создать условия, необходимые для термоядерного синтеза. Хотя наука неуклонно движется по пути все более глубокого понимания основных принципов реализации обоих методов, пока нет оснований полагать, что термоядерный синтез начнет давать реальный вклад в энергетику ранее 2010.

Французский старт и российское продолжение

История заметных по размерам приливных электростанций началась в 1966 году, когда во Франции времён Шарля Де Голля была построена ПЭС «Ля Ранс» на 245 мегаватт мощности. Это не очень большая электростанция (новую индустрию редко начинают с больших), она вырабатывает примерно 500 миллионов киловатт-часов в год. Как и многие ПЭС, она работает чуть более 2000 часов в год, что меньше, чем ТЭС (обычно 4000 — 5000 часов в год) и тем более АЭС. Примерно столько же работают солнечные электростанции в современных США. Но у приливов есть и преимущества: они не потребляют топливо. За счёт этого цена, по которой ПЭС продаёт электричество, меньше, чем у АЭС и ТЭС.

Столь позитивный опыт привлёк внимание нашей страны, в ту пору крайне чуткой к зарубежным технологическим новинкам. Почти молниеносно в Кислой Губе (Мурманская область) была построена советская ПЭС

На ней был был смонтирован французский гидроагрегат на 0,4 МВт — уменьшенная копия турбин «Ля Ранс» с диаметром рабочего колеса всего 3,3 метра. В 1990-х годах по понятным причинам станцию закрыли.

Однако 90-е пришли не навсегда, и в XXI веке отечественная энергетика вновь заинтересовалась дешёвой энергией. В начале 2007 года созданный на Севмаше новый блок с ортогональной турбиной на 1,5 мегаватта был отбуксирован по морю на Кислогубскую ПЭС. Турбина радикально отличалась от демонтированного старого французского агрегата. Её лопасти ориентированы не вдоль, а поперёк поступающей с приливом воды. Каждая из вертикально установленных лопастей спроектирована подобно самолётному крылу и имеет такой профиль, чтобы и при приливе, и при отливе направление вращения лопастей не менялось.

Это позволило получать энергию как при приливе, так и при отливе без смены направления вращения турбины — очевидное преимущество в плане упрощения её эксплуатации. При одинаковом диаметре рабочего колеса масса и цена ортогональных агрегатов в два раза ниже, чем у обычных осевых той же мощности. Объём бетона в здании ПЭС с ними меньше на 12 процентов. Они просты по геометрии лопастей — их может делать любой механический завод. ПЭС впервые перестали нуждаться в дорогих гидроагрегатах вроде задействованных на «Ля Ранс». 

Важно и то, что новая приливная турбина не встраивается в плотину на месте, что долго и трудоёмко, а смонтирована в отдельном плавучем блоке. Соответственно, работы по её установке намного проще и дешевле, а выпускать их можно серийно, интегрируя турбины с плавучими блоками на любом судостроительном заводе

Оказалось также, что выработку станции можно очень точно планировать на будущее. Дело в том, что прилив приливу рознь. Не только дистанция между Луной и Землёй, но и угол между Луной и Солнцем влияют на приливы. Для каждых суток эти параметры слегка разнятся. Когда векторы приливных сил от Луны и Солнца частично гасят друг друга, наступает квадратурный прилив — наименьший из возможных. Когда они складываются, прилив называют сизигийным — наибольшим. Выработка при этом может отличаться в разы. Но, как теперь стало ясно, имея таблицу приливов, можно заранее предсказать их силу — и выработку ПЭС — в любой день на десятилетия вперёд. Это ценное качество для электростанции. Например, ГЭС год от года непредсказуемо различаются по выработке (сухой год — дождливый год).

Десять лет эксплуатации показали, что ортогональная замена надёжна и эффективна. В 2007 году казалось, что перед российской приливной энергетикой большое будущее. «Русгидро» решил создавать опытно-промышленную Северную ПЭС на 12 мегаватт. Однако подсчёты показали, что она будет недешёвой. И это естественно: из опыта строительства ГЭС известно, что любая станция с плотиной тем дешевле на единицу мощности, чем она мощнее. ГЭС на 12 мегаватт практически всегда будет давать энергию намного дороже, чем ГЭС на 12 гигаватт.

Конструкция ПЭС

По своей конструкции ПЭС делятся на плотинные и бесплотинные. Плотинные ПЭС, на первый взгляд, имеют много общего с традиционными ГЭС. Участок моря отгораживается плотиной, в которой есть протоки, где установлены турбины. Другой вариант — перекрытие плотиной устья реки или уже имеющегося залива. В отличие от традиционных ГЭС, гидрогенераторы, как правило, являются обратимыми, т.е. способны вырабатывать электроэнергию как при прямом, так и при обратном движении воды.

ПЭС Ля-Ранс, Кислогубская станция и большинство других ПЭС в мире являются плотинными. При этом плотина нередко выполняет дополнительные функции. Например, через плотину ПЭС Ля-Ранс проходит высокоскоростная автомобильная трасса. Самая большая в мире Сихвинская ПЭС мощностью 254 МВт, расположенная на северо-западном побережье Южной Кореи (запущена в 2011 году), своим возникновением обязана неудавшемуся проекту созданию резервуара пресной воды для орошения, для чего в заливе была построена дамба. Кстати, особенностью Сихвинской ПЭС является работа генераторов исключительно во время прилива, то есть они не являются обратимыми. Связано это не с целью упростить конструкцию, а с необходимостью сделать слив воды более быстрым, чем наполнение по соображениям экологии, чтобы вода не застаивалась.

В бесплотинных ПЭС гидроагрегаты устанавливаются на дне морского пролива, где приливы и отливы создают течения с большой скоростью. Примером такой ПЭС является рядом с островом Рузвельта (США). Преимуществом бесплотинных ПЭС является дешевизна их строительства, недостатками — малая мощность и малое количество мест на Земле, где их можно разместить.

Главной технической проблемой, связанной с реализацией ПЭС, является низкий напор воды. В традиционных ГЭС напор воды, как правило, измеряется десятками метров, минимальное значение — 3 м. В ПЭС напор воды не превышает 13 м, при этом гидроагрегаты должны «уметь» генерировать электроэнергию уже при напоре 1 м.

В XX веке на ПЭС использовались так называемые осевые турбины, в которых поток воды двигается в направлении оси вращения колеса. Осевые турбины, способные работать на ПЭС, стоят в несколько раз дороже турбин для гидроагрегатов той же мощности, используемых на традиционных ГЭС. Это обстоятельство на протяжении многих лет сдерживало развитие приливной энергетики.

В середине 80-х годов XX века в Канаде и Японии было предложено использовать для ПЭС так называемые ортогональные турбины. Особенностью конструкции таких турбин являются лопасти, поворачивающиеся под действием потока воды таким образом, чтобы всегда быть расположенными перпендикулярно потоку. Ортогональные турбины стоят намного дешевле осевых, но недостатком имевшейся тогда конструкции был низкий КПД, не превышавший 40%. Поэтому идею использования ортогональных турбин за рубежом быстро забросили.

В СССР, а потом и в России направление ортогональных турбин продолжили развивать, достигнув в этом значительных успехов. В 1989-2000 гг. Научно-исследовательский институт энергетических сооружений создал конструкцию ортогональной турбины с КПД до 70%. Именно такие турбины отечественного производства установлены на возрожденной Кислогубской ПЭС. И, если изначально наша страна использовала в приливной энергетике французские технологии, то теперь во Франции испытывают турбины российской разработки на предмет их использования у себя.

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock
detector