Какие страны используют энергию приливов

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

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.

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:

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

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.

Повсеместное внедрение приливных электростанций 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.

Использование энергии морских приливов и отливов

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

Принцип работы волновых электростанций

Геотермальные электростанции: плюсы и минусы выработки электроэнергии ГеоТЭС

Альтернативная энергетика и экология: виды и пути развития

Как сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях?

Что такое гидроэнергия, ее источники, плюсы и минусы

Плюсы и минусы геотермальной энергетики

Достоинства и недостатки солнечной энергетики

Экологические проблемы в Белом море

Экологические проблемы Черного моря и его берегов

10 самых загрязненных Морей в мире

Плюсы приливных элктростанций без сомнения есть,но куда выгоднее атомные.Как вы считаете,почему от гидроэлектростанций всё больше стран в мире отказываются?Вроде бы атомные опаснее?

Источник