Страны использующие приливную энергию

В каких странах используется энергия приливов и отливов?

Гидроэлектростанции и приливные электростанции на сегодняшний момент являются довольно перспективными энергетическими объектами. В данном материале будет рассмотрена энергия приливов и отливов: плюсы и минусы приливных электростанций, принцип работы, действующие ПЭС и планируемые к возведению объекты.

Альтернативные источники энергии: краткий обзор

Сегодня перспективные источники получения энергии занимают умы не только экологов и ученых, но и бизнесменов, инженеров и инвесторов. Альтернативные источники энергии (приливы и отливы, солнце, ветер) представляют интерес вследствие выгодности и относительно низкой угрозы экологической безопасности. В 2010 году нетрадиционные источники обеспечения энергией составляли около 5% от общей потребляемой человечеством. Почти 2% (от общемирового значения) вырабатывалось именно приливными электростанциями.

Как работают приливные электростанции

Энергия приливов и отливов интересует человечество в первую очередь своей неисчерпаемостью. Первые попытки использовать ее во благо предпринимались еще с десятого века, когда начали создавать небольшие плотины с водными резервуарами, а позднее и зерновые мельницы. Подобные прообразы современных приливных электростанций до сих пор применяются в народном хозяйстве.

С открытием электричества механические “электростанции” сменились на более привычные современному человеку. Сегодня энергия морских приливов и отливов вращает лопасти огромных турбин, преобразуясь в электрическую энергию. Таким образом, используется тот же принцип, что и несколько веков назад, только несколько модифицированный под современные условия и возросшие потребности.

Проблемы использования энергии приливов и отливов

Строительство приливных электростанций — весьма затратное мероприятие. Кроме того, с финансовой точки зрения выгодно строительство крупных ПЭС, что совершенно нецелесообразно для отдаленных или малонаселенных регионов. К другим проблемам относят следующие:

колебания мощности приливной электростанции, что связано с изменением высоты приливов (меняется и энергия приливов и отливов) каждые две недели;

несовпадение привычного периода солнечных суток со временем возникновения приливов;

сдвиг между оптимальным временем генерации энергии и потреблением;

в некоторых случаях необходимы дополнительные источники энергии поблизости к приливной электростанции.

Также существует мнение, что активная эксплуатация приливных электростанций приведет к экологическим проблемам, ранее не знакомым человечеству — торможению вращения Земли. Последнее не подтверждается авторитетными источниками в научных кругах. Работа большого количества ПЭС будет увеличивать продолжительность суток на величину, в девять раз меньшую, чем энергия приливов и отливов (естественное приливное торможение).

Преимущества строительства приливных электростанций

На фоне катастроф и аварий, которые случаются на атомных электростанциях редко, но оставляют память о себе надолго, альтернативные источники энергии выглядят безопасной альтернативой. И хоть трудностей при строительстве приливных электростанций достаточно, преимуществ также немало:

Экологичность. В случае с ПЭС вероятность техногенной катастрофы с последующим заражением обширных территорий сводится практически к нулю. Нет и вредных выбросов в атмосферу от сжигания топлива.

Надежность. Приливные электростанции устойчиво работают как в стандартном режиме, так и на пиковых нагрузках.

Низкая стоимость энергии. По сравнению с электростанциями других типов, ПЭС отличается низкой себестоимостью энергии, что подтвердили реальные результаты эксплуатации.

Высокий коэффициент полезного действия. Эффективность преобразования естественной энергии в пригодную к использованию достигает 80%, тогда как ветряные электростанции дают до 30% КПД, а солнечная энергия — в среднем 5-15%, но в некоторых случаях удалось зафиксировать и 35% эффективность.

Ля-Ранс: первая приливная электростанция

Отчетной точкой распространения приливных электростанций стал 1967 год, когда была введена в эксплуатацию «Ля-Ранс» — первая ПЭС, расположенная во Франции, в исторической области Бретань. Использование энергии приливов и отливов тут было обусловлено значительными приливами, достигающими тринадцати с половиной метров при обычной высоте в восемь метров.

Мощность ПЭС «Ля-Ранс» — 240 МВт, а себестоимость одной единицы энергии (кВт\ч) в полтора раза ниже обычной для электростанций Франции. Плотина электростанции выполняет не только функции по обеспечению бесперебойной работы энергетического объекта, но и является мостом, по которому проходит дорога, соединяющая города Динар и Св. Мало. Кроме того, «Ля-Ранс» является популярным туристическим объектом, который привлекает во Францию до двухсот тысяч путешественников.

ПЭС в Южной Корее: самая мощная электростанция

Сихвинская ПЭС — еще один выдающийся объект альтернативной энергетики, который расположен на северо-западном побережье в Южной Корее в искусственном заливе. Электростанция была введена в эксплуатацию в 2011 году и быстро оттеснила на вторую позицию по мощности первую ПЭС в мире.

Непосредственно строительству электростанции предшествовала необходимость создания резервуара пресной воды. Позже качество воды стало ухудшаться, и в 1997 году (после подтверждения догадок и разработки решений морским научно-исследовательским институтом) было принято решение сделать отверстие в дамбе. Это дало возможность использовать энергию приливов и отливов. Строительство ПЭС было начато в 2003 году, а запуск планировался в 2009. Вследствие задержек в ходе строительных работ электростанция была запущена в 2011.

Приливные электростанции в других странах мира

Страны, использующие энергию приливов и отливов, не ограничиваются прогрессивной Францией и технологичной Южной Кореей. Приливные электростанции эксплуатируются в:

Соединенных Штатах Америки.

Еще некоторые государства планируют строительство таких сооружений.

Приливные электростанции в России

В России энергия приливов и отливов используется с 1968 года в рамках эксплуатации экспериментальной ПЭС на Кислой Губе в Баренцевом море (на фото). Во времена СССР были разработаны проекты строительства еще трех приливных электростанций (одна в Белом море и две — в Охотском). О сегодняшнем статусе обоих объектов ничего не известно, тогда как Мезенская ПЭС, проектируемая в Архангельской области, имеет шанс стать самой мощной приливной электростанцией в мире. Также на этапе проектирования находится Северная ПЭС на Кольском полуострове.

Планы по дальнейшему использованию

Энергия приливов и отливов признана мировым сообществом перспективным источником, так что в настоящее время активно ведется разработка проектов нескольких ПЭС в разных странах мира. Так, в ближайшее время планируется строительство приливных электростанций в Южной Корее, Шотландии, Индийском штате Гуджарат, Нью-Йорке и городе Суонси в Великобритании. Рациональное использование такого ресурса позволит значительно сократить долю энергии, получаемой традиционным путем, в сторону более экологичного, надежного и безопасного решения.

Источник

Использование энергии морских приливов и отливов

Океан — кладовая, где рождаются приливы и отливы, пересекаются течения, и он наполнен энергией. Она поступает из космоса от Солнца. Энергия, заключенная в воде, служит человеку тысячелетия. Первые попытки задействовать мощь приливов предприняли в Англии в XI веке.

Источник альтернативной энергетики

Энергию приливов и отливов используют для вращения турбин. Первая приливная мельница появилась в районе Лондона в 1086 году. Два раза в сутки уровень океана поднимается и опускается. Гравитационные силы Луны и Солнца притягивают воды. У самого берега уровень может достигать 13 метров.

Первую в мире приливную электростанцию построили французы в 1967 году. Это произошло в устье реки Ранс, впадающей в Ла-Манш.

Принцип работы ПЭС:

1. Строится плотина с гидроагрегатами в устье реки, заливе.
2. Бассейн, который находится за плотиной, наполняется течением. Вода проходит через турбины, а при отливе уходит в море. При этом турбины вращаются в обратном направлении.

Приливные электростанции зависят от:

• гравитационных сил Луны и Солнца;
• рельефа местности;
• суточных приливов.

Технология получения приливной энергии

Колебания океана возникают вследствие взаимного притяжения между Луной, Землей и Солнцем. Величина прилива под воздействием Луны в 2,2 раза больше солнечного. Амплитуды и формы волн на разных побережьях различаются. ПЭС используют естественно возобновляемую энергию приливов. Она вращает лопасти турбин и преобразуется в энергию электрическую.

Приливную энергию получают с помощью:

• генератора приливного потока;
• приливных плотин.

Генератор приливного потока

Турбины, которые устанавливают в направлении потока, раскручивают генераторы. Приливные плотины при отливе пропускают воду через турбину. При этом генератор вырабатывает электроэнергию. У ветрового агрегата такой же принцип действия. Только в этом случае используется энергия перемещающегося воздуха.

Некоторые генераторы не вращаются, а колеблются. В этих конструкциях приливные потоки перемещают турбины вверх, вниз.

• открытые;
• с обтеканием лопастей;
• горизонтальные;
• вертикальные.

Приливная плотина

Плотины строят для удержания воды при приливе. Она забирает и задерживает воду, которая проходит через турбины, а затем — возвращает ее назад. Существуют динамичные приливные плоты, которые строят далеко в море. При этом вода прилива и отлива перемещается в одном направлении. Приливная лагуна — разновидность динамичной конструкции.

Плюсы применения

Запасы нефти и газа истощаются, а их использование связано с загрязнением окружающей среды. Энергии приливов и отливов относятся к неисчерпаемым ресурсам.

• неиссякаемость источника;
• отсутствие необходимости в добыче топлива;
• доступность;
• безопасность;
• экологическая чистота производства;
• надежность;
• отсутствие зависимости от сезонности;
• стабильность работы ПЭС;
• высокий КПД;
• зоны затопления не создаются;
• естественный бассейн.

Затраты на строительство ПЭС меньше, чем на сооружение электростанции. Способ возведения объекта — наплавной, что сохраняет окружающую среду. При всех достоинствах сооружения имеют недостатки.

Проблемы использования энергии приливов и отливов

Принципы работы ПЭС тщательно продуманы и прописаны. Существуют условия, которые человек может выполнить не всегда. Приливная энергия подчиняется лунным суткам. Для мощной энергии воды необходимы специальные условия. Есть местности, где вода во время приливов поднимается на достаточно высокий уровень. Такие рельефы можно найти в Англии, Канаде, Норвегии, Росси, Китае, Франции.

Приливные станции целесообразно возводить, если рядом есть крупные предприятия. В противном случае использование энергии приливов будет экономически нерентабельно. Если станция находится далеко от места использования придется тянуть линии электропередач. ПЭС можно строить только на берегах морей, океанов. Они не развивают высокую мощность.

Исследователи пришли к выводу, что строительство обходится дорого. Отношение получаемой энергии может быть выше, чем у атомных и тепловых станций.

Использование приливной энергии в мире

Энергия приливов привлекает ученых. Они знают, что даже небольшие станции смогут обеспечить северные районы электричеством. Использование энергии океана, приливов и отливов распространено и актуально во всем мире.

1. ПЭС «Ля Ранс» — находится во Франции в устье реки Ранс. Электрическая мощность — 240 МВт. Тип турбин — поворотно-лопастный. Строительство началось в 1961 году. Была введена в эксплуатацию в 1966 году.
2. Сихвинская ПЭС расположена в Южной Корее в искусственном заливе. Это самая крупная станция в мире. Мощность ее составляет 254 МВт, а в год станция вырабатывает 550 млн кВт-ч. Строительство начато в 2003 году. Введена в эксплуатацию 2011.
3. ПЭС Аннаполис — станция в Канаде, действующая с 1985 года. Находится в заливе Фанди. В год вырабатывает 50 млн КВт-ч. Электрическая мощность составляет 20 МВт.
4. ПЭС Цзянься — построена в Китае. Электрическая мощность — 3, 2 МВт. Станция снабжает электричеством 4 деревни. Она является четвертой по величине ПЭС.

Единственная в Росси ПЭС осталась экспериментальной. Построена она была в заливе Кислая Губа, где приливы действительно мощные. Этот район так и не был освоен. Изначально ПЭС построили на мысе Притыка Баренцева моря в порту.

Позже, в 1968 году, станцию отбуксировали. На основе одной турбины на плавучем кессоне была построена сборная электростанция мощностью 1,7 МВт. И сегодня энергия приливов и отливов в России изучается именно на этой на экспериментальной станции.

Перспективы развития приливной энергетики

Энергия морских приливов может играть большую роль в прогрессе человечества. Эффективность преобразования в электроэнергию — 80%. КПД ветра — 30%, а солнечных батарей составляет 5 —15%.

Страны, в которых разрабатывают проекты:

• Великобритания;
• Канада;
• США;
• Норвегия;
• Япония;
• Китай;
• Россия (Мезенская и Северная ПЭС);
• Индия.

В 2017 году компания по развитию технологий NEDO провела в Японии эксперимент. Она протестировала устройство, генерирующее энергию из океана. Турбину установили на 20—50 метров под воду. Полученная мощность в результате эксперимента — 30 кВт.

Энергией океана можно обеспечить весь мир, но нет экономически выгодного способа ее извлечения. Компания Carbon Trust утверждает, что уже к 2050 году возникнет рынок приливной энергетики. К этому времени ожидается вырабатывание 300 ГВт.

В 2010 году компания Mey Gen начала разработку проекта мощностью 398 МВт. Находится объект между шельфом северной Шотландии и островом Строма. Первая фаза включает установку четырех турбин на опорных конструкциях. Каждая турбина весит от 250 до 350 тонн. Вес шести балластных блоков составляет 1200 тонн.

У каждой турбины предусмотрен подводный кабель, проложенный на морском дне. Кабели будут выведены на берег через буровую скважину. Установка турбин начата в 2016 году. В настоящее время мощность системы — 252 МВт. После завершения работ мощность ПЭС должна составить 398 МВт. Компания утверждает, что данный проект – вполне жизнеспособный и осуществимый.

Без тепловой и атомной энергетики пока не обойтись. Следует внедрять альтернативные источники энергии — рано или поздно переход неизбежен. Извлечение энергии пока еще находится на стадии исследований и проектирования. По мере развития прогресса в будущем ее можно будет добывать из моря.

Плюсы и минусы приливных электростанций

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

Альтернативная энергетика и экология: виды и пути развития

Достоинства и недостатки солнечной энергетики

Принцип работы волновых электростанций

Геотермальные электростанции: плюсы и минусы выработки электроэнергии ГеоТЭС

Что такое гидроэнергия, ее источники, плюсы и минусы

Плюсы и минусы геотермальной энергетики

Солнечная энергия в России: проблемы и перспективы развития солнечной энергетики

Как сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях?

Источник