Что такое приливная электростанция и принципы ее работы?

Что такое приливная электростанция и принципы ее работы?

Современный мир нуждается в возобновляемых источниках энергии для получения электричества. Альтернативный источник энергии человеку предоставила сама природа. Сложно придумать вариант получения электроэнергии более простой и мощный, чем применение приливно-отливных электростанций. Сила приливов и отливов вод зависит от движения светил вокруг биосферы планеты. Регулярность происходящих явлений позволила человеку применить его и приспособить к собственной выгоде.

Принцип работы приливной электростанции

Чтобы осуществить преобразование кинетической энергии водной среды в электрическую происходит за счет использования комплекса систем, представляющих собой волновые электростанции. Цикличность добычи электроэнергии обусловлена периодичностью приливных и отливных периодов. Для этих электростанций возводится плотина, которая будет отделять моря и океаны от прибрежной части суши. Благодаря этому образуются бассейны. В конструкцию плотины монтируются турбины, которые преобразовывают кинетическую поступательную энергию приливов во вращательную. Повышение коэффициента обеспечивается при помощи запасных водохранилищ, вырытых заблаговременно. Принцип работы ГЭС основан на прохождении водных потоков через турбину. Благодаря увеличению объема водной среды происходит значительная выработка энергии. Для строительных работ подбираются участки с максимальными перепадами водного массива.

Виды и конструкционные отличия

Среди построенных ПЭС выделяют эти виды приливных электростанций:

  • Генераторы проливного потока;
  • Динамические;
  • Плотины или лагуны приливного типа.

Монтаж первого варианта конструкционно выглядит как ветряные станции для добычи электричества. Лопасти ПЭС монтируются в воде, а несущие элементы мостового сооружения, поддерживающие пролетные строения, устанавливаются в речных руслах или морских заливах. Это позволяет использовать ресурсы воды разумно и эффективно. При помощи генераторов энергия будет извлекаться из водной среды.

В работе динамической приливной электростанции используется 2 вида энергии. Здесь задействовано потенциальную и кинетическую энергию. Строительство таких объектов производится прямо в морской пучине. Конструкции могут быть длиной до 55 км. Главной особенностью таких строений будет наличие большого количества низконапорных турбин, позволяющих преобразовывать поступательную энергию воды в ток.

Как работает волновая электростанция, построенная как проливная плотина, разобраться довольно просто. Ее задачей является захват большого объема воды и удерживание его до наступления отлива. При этом движение водных масс осуществляется в обоих направлениях через турбины.

При использовании приливных лагун необходимо создание искусственного водоема. Такие волновые электростанции работают за счет разницы давления воды в резервуарах. Кинетическая энергия путем поступления и переработки турбинами и генератором преобразуется в ток.

Достоинства и недостатки

Приливные электростанции ПЭС предоставляют массу преимуществ, но и отличаются некоторыми недостатками. Исходя из учета разницы между этими параметрами, определяется целесообразность возведения и эксплуатации такого оборудования. К преимуществам приливных электростанций относят:

  • Продолжительность эксплуатационного срока;
  • Экологичность;
  • Защищенность берегов от штормовых факторов;
  • Отсутствие необходимости выстраивать ограждения земель под хранилище водоема;
  • Возможность произведения предварительных расчетов по количеству вырабатываемой энергии;
  • Отсутствие влияния на судоходство;
  • Нет вредных выбросов;
  • Быстрое восстановление флоры и фауны;
  • Себестоимость получаемой энергии;
  • Отсутствует радиационная опасность;
  • Возможность построения на плотине автомобильных и железнодорожных сообщений;
  • Объем затрат на содержание;
  • Повышение бюджетной и инвестиционной привлекательности территории;
  • Биологическую проницаемость;
  • Независимость от водности года;
  • Отсутствие вероятности появления ледяных торосов.

Недостатков у таких сооружений много. Они включают в себя такие пункты:

  • Нерегулярность работы;
  • Длительность окупаемости строительства;
  • Сложность возведения сооружения;
  • Площадь, занятую под станцию, нельзя использовать для туристического бизнеса, который приносит больше дохода.

Приливные электростанции в России

Такие сооружения пользуются огромной популярностью в большинстве стран. Первая приливная электростанция на просторах России была построена в 2014 году на Дальнем Востоке. Она расположена на полуострове Гамова. Она способна преобразовывать энергию направленного водного массива, энергию приливов и отливов.

Кислогубская ПЭС

Эта электростанция находится в губе Кислая Баренцева моря. Сооружение отличается мощностью в 1,7 МВт. Его оснастили 2-мя комплектами гидротурбин. На электростанции имеется 2 генератора. Сооружение было установлено в 1968 году. В 1992 году его законсервировали. В 2004 году началась ее реконструкция, но в штатном режиме электростанция начала работу только с 2007 года. Ее польза для страны огромна.

Малая Мезенская ПЭС

В Архангельской области, возле залива в Белом море в 2007 году началось строительство приливной электростанции. В нынешнее время она оборудована одним комплектом ортогональной турбины и одним генератором. Энергетическая мощность оборудования составляет 1,5 МВт. Сейчас ведутся работы по техническому усовершенствованию Мезенской электростанции и увеличению ее показателей мощности.

Северная ПЭС

В Мурманской области расположена ПЭС, мощность которой составляет 12 МВт. Она вырабатывает электроэнергию несколько десятков млн. кВт/ч в год.

Пенжинская ПЭС

Мощность, которую обеспечивает крупнейшая приливная электростанция в заливе Шелихова Охотского моря, составляет 21,4 ГВт. Она производит электричества более 50 млрд. кВт/ч.

Тугурская ПЭС

Тугурский залив, находящийся в Охотском море, имеет свою ПЭС, показатели мощности которой равны 8 ГВт. Залив защищает гряда Шантарских островов от сильных ветров и волн. Низкий водный напор заставляет задуматься об дополнительной установке свыше 1000 агрегатов. За год станция производит десятки млрд. кВт/ч.

Использование приливных электростанций за рубежом

Просторы мирового океана обладают значительным потенциалом и предоставляют для человечества массу возможностей. Альтернативная волновая энергетика способна обеспечить 5-ю часть требуемого количества энергопотребления. Использование природной приливной энергетики нашло широкое распространение во многих странах мира. Для использования таких приливных объектов необходимо наличие технического оборудования и близлежащих побережий. Работающие ПЭС имеются в таких странах:

  • Англия;
  • Канада;
  • Америка;
  • Южная Корея;
  • Норвегия;
  • Франция.

Повсеместно такой способ получения электроэнергии распространение не получил. Этому способствует отсутствие требуемых, описанных характеристик и условий. Высокая стоимость возведения конструкций при малой проектной мощности делает проект окупаемости долгосрочным. Добыча электричества при помощи волн требует вывода из общего пользования прибрежных территорий. Не все страны готовы пойти на такой шаг, считая, что такое решение негативно скажется на экономике государства.

Видео о приливных электростанциях

 

Ссылка на основную публикацию