Мезенская приливная электростанция сообщение

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.

Первое появление приливных электростанций

Первые приливные электростанции появились в СССР. Экспериментальная установка была возведена в 1968 году, когда ученым удалось сдержать стихию. Таким образом, они показали, что в будущем энергетический сектор получит новые возможности и источники. К тому же они ослабят негативное воздействие на окружающую среду.

Приливная электростанция в России оказалась начальным этапом в развитии глобального направления проектных исследований. С их помощью можно было категорически изменить принцип работы турбин, значительно увеличив мощность. Раньше даже колоссальный перепад уровней давал небольшой приток энергии, но теперь это возможно максимально эффективно.

Крупнейшая станция по добыче солнечной энергии

Солнечный парк пустыни Тенггер 

Добыча солнечной энергии процветает в благоприятных для этого регионах — пустынных областях с высокой продолжительностью светового дня. Среди мировых промышленных солнечных электростанций лидирующее место по мощности занимает Солнечный парк пустыни Тенггер в Китае.

Суммарная мощность станции составляет порядка 1,5 тыс. МВт. Но на фоне проекта, разработанного в Саудовской Аравии, эта китайская «солнечная пустыня» выглядит мелковато.

Итак, уже к следующему году в Саудовской Аравии планируется достроить и ввести в эксплуатацию часть солнечного комплекса мощностью около 1,7 тыс. МВт. И это только начало, ведь весь проект предусматривает постепенное наращивание мощности, которая к 2030 должна достигнуть значения в более чем 200 тыс. МВт.

Учитывая тот факт, что в мире вырабатывается порядка 300 тыс. МВт солнечной энергии, это неслыханные объемы для одной страны. Если проект удастся воплотить в реальность, то можно ожидать, что Саудовская Аравия практически полностью перейдет на возобновляемые источники энергии.

Интерес страны к этому источнику энергии обоснован — полезные ископаемые, рано или поздно, закончатся, а ввиду того, что энергопотребление в государстве растет стремительнее, чем где бы то ни было, вопрос альтернативы актуален, как никогда.

Плюсы и минусы приливных установок

Несомненные достоинства этих электростанций дали серьезный толчок к их дальнейшему развитию и совершенствованию. Практически все приливные электростанции отличаются следующими положительными качествами:

• Экологическая чистота, отсутствие каких-либо вредных выбросов.
• Достаточно продолжительный срок эксплуатации.
• Возможность предварительных расчетов по количеству выработанной электроэнергии, независимость объема используемой воды от времени года.
• Более мягкий ледовый режим, отсутствие торосов в водохранилище и предпосылок их появления. Аварийное разрушение плотины не приводит к катастрофе, как это может случиться на обычной ГЭС.
• Энергия приливов и отливов действует постоянно, независимо от времени года.
• Невысокая стоимость получаемой электроэнергии.
• Берега дополнительно защищены от воздействия штормов, турбины расположены на дне и не несут угрозы морскому транспорту. Рыба тоже может свободно передвигаться по установленным маршрутам.
• Меньший объем документации, отсутствует необходимость в отчуждении земель для устройства бассейна.
• Большинство изменений и вмешательств в природу имеют местное значение и не наносят существенного вреда.
• На приливных плотинах при необходимости прокладываются железные или автомобильные дороги.

Минусы которые следует учитывать, когда планируется строительство приливных электростанций:

• Нерегулярное действие, которое связано с цикличностью приливов и отливов, находящихся в активной фазе всего лишь 4-5 часов. Также существует пассивная фаза перед началом прилива и сразу после отлива, продолжительностью 1-2 часа.
• Установки окупаются в течение длительного времени, поскольку они недостаточно эффективны.
• Побережье, занятое приливными электростанциями, оказывается непригодным для отдыха и туризма, которые нередко бывают более выгодными, чем производство электричества. Поэтому такие объекты строятся преимущественно в северных регионах.
• Специфические трудности строительства, поскольку наиболее подходящие места расположены на побережьях с изрезанной береговой линией.

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.

Электростанции использующие в своей основе энергию приливов называются приливными. ПЭС возводятся на морских побережьях, так как их работа зависит от гравитации и вращения земного шара. Уровень воды на таких станциях меняется два раза в день. Это напрямую связано с воздействием сил Солнца и Луны. Уровень воды может меняться до восемнадцати метров.

Для того, чтобы обеспечить стабильное функционирование станции, необходимо возведение плотины. Это помогает избежать резких колебаний в уровне воды в разные времена года. Выработку электроэнергии на ПЭС обеспечивают гидроагрегаты. Они также могут выполнять функцию насосов, в сезоны отсутствия приливов. Устанавливаются они либо на самой плотине, либо на специально оборудованных судах. В плотинных сооружениях для генераторов устанавливаются протоки, внутри которых и размещаются турбины.

ПЭС также могут работать и без возведения плотин. Гидроагрегаты устанавливаются на дне моря или пролива. Их производительность зависит от скорости течения, приливов и отливов.

Широкое использование ПЭС получили в странах, географическое положение которых обеспечивает им открытый выход к морю. А точнее, в:

• Южной Корее;
• Великобритании;
• США;
• Канаде;
• Франции;
• Китае;
• ● Индии.

В России такая станция существует в качестве экспериментального проекта. Кислогубская ПЭС была возведена в 1968 году на берегу залива Баренцева Моря. Но в 1994 году была законсервирована и переведена на экспериментальные исследования. Сегодня ПЭС продолжает свою работу, но вырабатываемые ей объемы не могут полностью обеспечить даже саму себя. На этапе проектирования находится приливная станция Северная ПЭС. Предполагаемая мощность станции будет составлять 12 МВт. По предварительным подсчетам стоимость строительства составит 4 миллиарда рублей.

Как и многие источники энергии, ПЭС требуют больших расходов на строительство, а также могут нанести вред морской флоре и фауне при нарушении правил эксплуатации. Однако такие станции обладают и рядом преимуществ, в числе которых:

• возобновляемость источников;
• экологичность;
• низкая стоимость производства;
• сохранение ресурсов плодородных земель от затопления;
• безопасность;
• ● простота в обслуживании.

Фото: eenergy.media

• Динамическая. Работу станции обеспечивают низконапорные турбины. А сама плотина возводится не на берегу, а в море. Средняя протяженность от 35 до 55 км;
• Плотинная. Плотина возводится на берегу моря, где захватывает и удерживает воду в дни приливов. При возвращении воды в море, вода высвобождается и обеспечивает работу турбин;
• Генераторная. Работу таких агрегатов обеспечивает кинетическая энергия земли, которая обеспечивает движение приливов. Принципы функционирования генераторов приливных потоков схожи с работой ветряных турбин. Их встраивают в специальные мосты или погружают на морское дно;
• Лагунная. Плотина возводится по кругу в виде водоемов, которые обеспечивают работу агрегатов.

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.

Одной из разновидностей ГЭС могут считаться приливные электростанции, или ПЭС. Функционируют они от энергии, получаемой от приливов и отливов. По факту, функционирование приливных электростанций осуществляется от вращения нашей планеты. Основным местом их расположения становится морское побережье, а изменение уровня воды происходит два раза в сутки на величину от 13 до 18 метров. На территории России лучшим регионом для возведения ПЭС является северная часть, по причине максимального уровня изменения уровня воды под воздействием Луны. В ходе исследования функционирования приливных электростанций были выявлены их плюсы и минусы, учитываемые при планировании постройки новых ПЭС.

Отличие от остальных разновидностей электростанций представляет собой циклы, зависящие от приливов и отливов. При нахождении турбины в покое, что случается в начале пребывания воды, она не может обеспечить достаточное количество кинетической энергии. Продолжительность этого периода не превышает двух часов. Активная же фаза работы, во время которой кинетическая энергия превращается в электрическую, составляет 4 часа.

Главным конструкционной составной частью станции, без которого работа невозможна, становится генератор. Но тип механизма, приводящего его в движение, на каждой электростанции будет свой. На ПЭС им становится гидравлическая турбина.

Степень производительности такой электростанции будет зависеть от таких параметров:

• Характер и степень мощности прилива и отлива;
• Число и объем водоемов, необходимых для создания водного резерва;
• Число и мощность самих турбин.

Поначалу такой тип электростанций не пользовался высокой степенью популярности, так как считался ненадежным. Впоследствии выяснилось, что они имеют не только минусы, но и плюсы. С развитием же современных технологий, они стали замечательным источником электрической энергии. Они оборудованы модернизированными турбинами большого размера, своей конструкцией напоминающие ветряные генераторы. Отличие состоит в том, ветрогенераторы вращаются от ветровой энергии, а ПЭС — водяной Построенные приливные электростанции имеют свои преимущества и недостатки.

Примеры СЭС

Теперь, давайте, рассмотрим примеры солнечных электростанций, которые есть в мире.

ТОП 5 самых мощных СЭС в мире

Группа СЭС в штате Гуджарат (Индия)

Этот комплекс электростанций находится в штате Гуджарат. В этом проекте объединены 46 объектов, перерабатывающих солнечную энергию, общей мощностью 856,81 мегаватт. Самым мощным является «Солнечный парк» на севере Гуджарат в местечке Чаранка.

Индия ставит перед собой амбициозную цель – добиться 15 процентов электроэнергии из альтернативных источников. И комплекс СЭС является одним из шагов в этом направлении. В разработке и строительстве этого проекта принимали участие десятки компаний из различных стран.

Star

СЭС находится в США (штат Калифорния). Объект был запущен в конце прошлого года. Строительство было запущено в 2011 году в районе Antelope Valley. При строительстве станции использовано 3800 тысяч солнечных панелей. Пятая часть этих панелей находится на шасси и имеют возможность поворачиваться вслед за солнцем.

Год назад в США построили СЭС Star в Калифорнии Суммарная мощность электростанции составляет 579 мегаватт. Этого хватит, чтобы закрыть потребности в электроэнергии для города с населением 75 тысяч человек.

Topaz

Электростанция также находится в Калифорнии и была запущена в 2014 году. Её построила и эксплуатирует американская компания First Solar. Topaz – это один из крупнейших проектов в сфере солнечной энергетики. Стоимость строительства этой станции составляет 2,5 миллиарда долларов.

Sunlight Farm

Ещё одна СЭС в Калифорнии, которая была запущена в прошлом году. Этот проект расположен в пустыне Мохаве рядом с Национальным Лесным Парком. Мощность Sunlight Farm составляет 550 мегаватт. В её составе работает около девяти миллионов тонкопленочных фотоэлектрических панелей.

Ivanpah

И замыкает пятёрку проект из той же США суммарной мощностью 397 мегаватт, который был построен в 2013 году. Эта электростанция относится к термально-концентрирующим башенного типа. Ivanpah находится неподалёку от Лас-Вегаса в штате Невада. Первоначально проект проектировался на большую мощность, но затем его урезали, чтобы не он не оказал вредного воздействия на жизнь пустынной черепахи. Общая мощность электростанции 397 МВт.

Солнечная электростанция Ivanpah В состав станции входят около 170 тысяч гелиостатов, фокусирующих солнечную энергию на три энергетические вышки. Первый год работы станции показал, что энергии было выработано лишь 50% от заявленной мощности. Причиной тому стали разнообразные погодные сюрпризы.

Солнечные станции в России

На территории России самые мощные СЭС расположены в Крыму. «Перово» рассчитана на 100 мегаватт, а «Охотниково» на 80. Обе станции были построены во время, когда Крым находился в составе Украины. После этого в строй были введены ещё 2 СЭС. Одна в Николаевке общей мощностью 69,7, а вторая во Владиславовке мощностью 110 мегаватт. В системе энергоснабжения Крыма солнечная энергия занимает существенную долю, сравнимую с тепловыми станциями.

В других регионах России можно отметить Кош-Агачскую СЭС. Она находится в республике Алтай. Эта станция заработала в 2014 году. В её составе работает 20880 фотомодулей суммарной мощностью 5 мегаватт. Годом раньше заработала солнечная электростанция такой же мощностью в дагестанском Каспийске. В будущем планируется нарастить её мощность до 9 мегаватт. В Якутии была построена станция мощностью 1 мегаватт, что является рекордом для СЭС за полярным кругом.

В планах строительство СЭС на Ставрополье мощностью 75 мегаватт. Кроме того, компания Xevel собирается развернуть несколько солнечных электростанций на территории Сибири. Их общая мощность составит более 250 МВт. СЭС собираются расположить на побережье Северного Ледовитого океана, на территориях по границам Монголии, Казахстана, Китая. Электростанции от Xevel должны появиться в Забайкалье и Омске.

ПОЭС: кто впереди планеты всей?

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.

Презентация на тему: » Приливная энергия. Энергия морских приливов преобразовывается в электрическую энергию с использованием приливных электростанций, использующих перепад.» — Транскрипт:

1

Приливная энергия

2

Энергия морских приливов преобразовывается в электрическую энергию с использованием приливных электростанций, использующих перепад уровней «полной» и «малой» воды во время прилива и отлива.

3

При совместной работе в одной энергосистеме с мощными тепловыми (в т. ч. и атомными) электростанциями энергия, вырабатываемая ПЭС, может быть использована для участия в покрытии пиков нагрузки энергосистемы, а входящие в эту же систему ГЭС, имеющие водохранилища сезонного регулирования, могут компенсировать внутримесячные колебания энергии приливов.

4

Основное преимущество электростанций, использующих морские приливы, состоит в том, что выработка электроэнергии носит предсказуемый плановый характер и практически не зависит от изменений погоды.

5

На возможность использования приливной энергии на побережьях России впервые обратил внимание проф. Ляхницкий В.Я. в своей работе Синий уголь, опубликованной в 1926 г

В дальнейшем, начиная с 1938 г. исследование проблемы в России велось Л.Б. Бернштейном, который провел рекогносцировку побережья Баренцева и Белого морей для выявления створов возможного строительства приливных электростанций (ПЭС)

в своей работе Синий уголь, опубликованной в 1926 г. . В дальнейшем, начиная с 1938 г. исследование проблемы в России велось Л.Б. Бернштейном, который провел рекогносцировку побережья Баренцева и Белого морей для выявления створов возможного строительства приливных электростанций (ПЭС).

6

Он же разработал модель эффективного использования приливной энергии – наплавную конструкцию здания ПЭС , обеспечивающую удешевление строительства, и в дальнейшем руководил сооружением опытной Кислогубской ПЭС, где была осуществлена эта конструкция, а также руководил проектированием мощных ПЭС в институте Гидропроект.

7

Сущность новой модели заключается в реализации такой важной особенности приливной энергии как неизменность ее среднемесячного значения, не зависящего от водности в годовом и многолетнем разрезах

8

Благодаря этому качеству приливная энергия, несмотря на прерывистость в суточном цикле и неравномерность в течение лунного месяца, представляет собой довольно мощный энергетический источник, который может быть использован при объединении его с речными гидроэлектростанциями, имеющими водохранилища.

9

При таком объединении пульсирующие прерывистые, но неизменно гарантированные потоки приливной энергии, зарегулированные энергией речных ГЭС, способны обеспечить ощутимый вклад в покрытие переменной части графика нагрузки энергосистемы, облагораживая тем самым работу действующих ТЭС и АЭС и вытесняя строительство новых электростанций на органическом топливе, загрязняющих окружающую среду.

10

Определение потенциала приливной энергии и его порайонная характеристика в отличие от оценки валового теоретического потенциала гидроэнергии рек имеет свои особенности.

11

Для речного водотока валовый теоретический потенциал определяется как взятое с определенным коэффициентом произведение среднеарифметического бытового расхода за многолетний период на валовый напор на всем падении реки. Но если для речного водотока в его естественном состоянии энергия растрачивается на трение, турбулентное перемешивание и эрозионную переработку русла, то для приливного бассейна его энергопотенциал выражается в работе, проводимой приливом в течение года при подъеме и опускании уровня в течение каждого приливного цикла.

12

При этом основными аргументами для выражения мощности установки являются не расход и напор (которые могут быть получены в дальнейшем расчете после регулирования энергии прилива), а площадь бассейна и величина прилива.

13

Приливные электростанции являются источником экологически чистой энергии. Это принципиальное суждение основано на том факт, что ПЭС работает по однобассейновой схеме двухстороннего действия и не меняет ритм природных приливных колебаний. Она исключает загрязнение среды обитания вредными выбросами, неизбежными при эксплуатации тепловых электростанций. ПАС не требует каких-либо затоплений, неизбежных при строительстве крупных ГЭС на равнинных реках.

14

Конец

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, когдабыла 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.