Приливные электростанции. Единственная в России приливная электростанция. Пэс в россии

Приливные электростанции - экологичная энергия из приливов

Приливная электростанция  (ПЭС) – разновидность гидроэнергетической станции, которая использует кинетическую энергию приливов.Строительство ПЭС целесообразно на морских побережьях, рельеф которых позволяет возводить значительные по площади водозаборные бассейны, а также в заливах и устьях рек, где уровень приливных колебаний волны составляет не менее 4 м.

Принцип работы приливных электростанций

Во время прилива вода под высоким напором поступает через клапаны ПЭС в замкнутый  водозаборный бассейн и параллельно вращает колеса гидротурбин, соединенных с гидрогенераторами в теле плотины. По мере выравнивая уровней воды в бассейне и море, клапаны автоматически закрываются.

При наличии одного водозаборного бассейна в ПЭС выработка электрической энергии происходит примерно 4-5 часов за рабочий день с временными интервалами до 1-2 часов четыре раза в сутки. Когда уровень воды опускается до минимальной отметки, автоматически открываются спускные клапаны плотины и поток воды устремляется в обратном направлении, повторно вращая гидротурбины электростанции.

На параметр мощности станции влияют: сила и характер приливов, размер и количество закрытых бассейнов, число установленных гидротурбин и гидрогенераторов. Для увеличения проектной мощности приливной станции и временного периода, в течение которого происходит выработка электрической энергии, устанавливают сразу несколько приливных  бассейнов, но для этого требуются значительные финансовые инвестиции и большие затраты времени.

 

 

Достоинства приливных станций:

• отсутствие вредных выбросов в атмосферу,
• возможность максимально точного прогнозирования выработки электрической энергии (приливы и отливы – явление постоянное и хорошо изученное),
• в отличие от типовых проектов гидроэлектростанций, организация приливных станций не требует значительных изменений ландшафта прибрежной зоны,
• большой срок службы (более 100 лет),
• низкая себестоимость электрической энергии,
• возобновляемость водных ресурсов,
• отсутствие риска затопления прилегающей территории.

Причины малой распространенности ПЭС

1. Необходимость отведения значительной прибрежной территории под организацию бассейна станции. В странах с теплым, благоприятным климатом береговые зоны целесообразней использовать под организацию туристического бизнеса и пляжного отдыха. По этой причине ПЭС, как правило, устанавливают на морских побережьях в северных географических широтах.
2. Малая мощность наряду с высокой стоимостью строительства и, как следствие, большой срок окупаемости проекта.

В России пока существует одна приливная электростанция: Килогубская ПЭС на Баренцевом море, действующая с 1968 года. Среднегодовая мощность станции составляет порядка 1.2 млн. кВт/ч. В настоящее время планируется строительство еще одной ПЭС в Мурманской области, на побережье Баренцева моря. За рубежом приливные станции функционируют в США, Франции, Великобритании, Южной Корее, Канаде, Норвегии, Китае, Индии и в некоторых других государствах.

greenvolt.ru

Строительство приливных электростанций развивает фауну. Пэс в россии где находится

Кислогубская ПЭС - удачное местоположение для высокой эффективности

Системная электрификация страны, начатая во второй четверти прошлого столетия, дала мощный толчок развитию уникальных технологий. Современная энергетическая система включает гидравлические, тепловые, атомные генераторы. Мощнейшие по мировым меркам объекты возведены в горных, пустынных и равнинных местностях, нередко в условиях вечной мерзлоты и тропической влажности. Параллельно ведется изучение перспективных направлений промышленного энергообеспечения, основанных на использовании альтернативных источников. Более полувека в России эксплуатируется единственная заполярная приливная электростанция – Кислогубская.

Месторасположение первой российской приливной электростанции

Первые работы по созданию ПЭС проводились в далеком 1938 году. Уже тогда особо перспективными районами для создания приливных станций считались побережья Северного Ледовитого и Тихого океанов. Поэтому в результате обследования различных заливов Баренцева моря для створа будущей станции был предложен длинный и узкий фьорд, расположенный в 60 км от Мурманска. Залив носит название Кислой Губы.

Природная узость горлышка залива позволила перекрыть его железобетонной конструкцией, в которой были смонтированы все необходимые узлы.

При создании экспериментального объекта планировалось решение следующих задач:

• практическая отработка возведения подобных объектов в необжитых северных районах;
• определение величины капитальных вложений и эксплуатационных затрат;
• испытание работы генераторов при небольших величинах приливов;
• определение реакции экосистемы.

Основные характеристики

Первоначально мощность станции по проекту должна была составить 0,8 МВт. Для этой цели планировалось использовать две турбины – французского и отечественного производства. Фактически в эксплуатацию был запущен один агрегат, который вырабатывал 0,4 Мвт. Как и все подобные устройства того времени, он обладал невысоким КПД – до 40 %. Рабочее колесо действующей турбины имело диаметр 3 метра. Водовод, предназначенный для установки советского оборудования, был оставлен незаполненным. Годовая выработка ПЭС составляла 8018 тыс. кВт ч. От станции была протянута ЛЭП на деревянных опорах, рассчитанная на нагрузку в 35 кВ.

Доставка людей, необходимых материалов и оборудования на электростанцию производилась по морю.

Сегодня ПЭС оснащена новыми генераторами российского производства. Инновационные ортогональные роторы обеспечивают выработку 1,7 МВт (0,2 и 1,5 мВт). Турбины в поперечнике достигают 2 и 5 метров соответственно. Особенностью агрегатов является низкая металлоемкость, эффективная генерация. Отношение доли полезной энергии к потребленной в изделиях достигает 70 %, что делает привлекательными инвестиции в изготовление и использование этого гидрооборудования.

Сроки строительства и ввода в эксплуатацию

Практические работы по созданию электростанции начались только во второй половине прошлого века. Проектирование и строительство велось с 1964 года. К 1968 была создана из тонкостенного бетона наплавная конструкция. Завод-изготовитель снабдил комплекс турбиной, генератором, контрольным и коммутационным оборудованием.

По открытому морю плавающий бункер был отбуксирован к месту установки. В заданной точке станция с помощью балласта была зафиксирована на заранее подготовленном морском дне. В качестве основания использовалась заранее насыпанная песчано-гравийная платформа. По обеим сторонам залив перекрыли дамбой. Линия электропередач с деревянными опорами соединила ПЭС с магистральной энергосистемой. На прибрежной части было возведено комфортабельное здание, в котором размещался обслуживающий персонал.

В таком варианте ПЭС проработала до остановки и консервации, состоявшейся в 1992 году. Отсутствие подъездных путей, бесспорно, способствовало сохранению материального комплекса до 2004 года, когда станция обрела вторую жизнь.

В результате реконструкции, окончившейся в 2006 году, к старой электростанции был пристыкован новый железобетонный технологический блок. Он позволил задействовать свободный водовод, через который волна вращает новую высокопроизводительную отечественную турбину. Вместо малоэффективной французской установки был смонтирован новый высокопродуктивный российский гидроагрегат.

Принцип работы

Выработке электричества способствует правильное равномерное чередование приливов-отливов, возникающих под действием лунной гравитации. При размещении ПЭС разработчики максимально учли особенности местности. Ширина Кислой Губы, протянувшейся на 5 с лишним километров, в «горле» составляет 35 метров. Два раза в сутки приливная волна обеспечивает перепад уровней от 2 до 5 метров. Скорость потока может достигать 3,7 метра в секунду. При этом через водосливные отверстия ежесекундно проходит 300 м3 воды, вращающих вертикальную турбину. Усилие передается на горизонтально расположенный генератор, с которого на РУ поступает электрическая энергия.

Все узлы сооружения выполнены в виде модулей. Такая конструкция обеспечивает высокую ремонтопригодность и удобство обслуживания механизмов. Станция генерирует энергию при двустороннем векторе направления потока. Гидроагрегат – уникальное устройство, изготовленное отечественным производителем, обеспечивает устойчивую работу на всех режимах и скоростях. Технологические и конструкторские достижения российских ученых сделали реактивно-поперечно-струйную ортогональную турбину конкурентоспособным изделием. Сегодня компоновка этого узла признана базовой для всех последующих ПЭС.

Кислогубская экспериментальная станция, кроме гравитационных источников, использует для выработки энергии солнечные батареи и ветровые генераторы.

Персонал станции проводит системные исследования энергетического потенциала природно-климатических зон российского севера.

Преимущества

Теоретические предположения об экологических преимуществах эксплуатации таких электростанций в основном были подтверждены многолетними наблюдениями за ходом использования ПЭС.

• Безопасность для окружающей среды. Дамбы не препятствуют миграции биологических видов. Их сооружение не влечет изменения солености отгороженных водоемов. В бассейне Кислой Губы за полувековую историю эта величина снизилась на 0,05 %.
• Наблюдается смягчение климата, образование полыней в зоне прохождения воды, исчезновение торосов.
• Дно в районе дамбы не изменяет структуру, его рельеф не размывается после второго года работы станции.
• Сооружение обеспечивает защищенность прибрежной з

szemp.ru

Описание крупнейших приливных электростанций в мире

Поиск Лекций

Введение

 

Уровень моря поднимается и опускается, каждые сутки прилив неизменно подступает и также неизменно уходит назад. Трудно вообразить более предсказуемый источник энергии. И, тем не менее, первые демонстрационные проекты приливных электростанций получили признание отнюдь не сразу. Первые конструкции часто выходили из строя после некоторого времени эксплуатации. Лопасти и ступицы не выдерживали постоянного напора воды.

Также существует мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что может привести к негативным экологическим последствиям. Однако ввиду колоссальной массы Земли кинетическая энергия ее вращения (~1029 Дж) настолько велика, что работа приливных станций суммарной мощностью 1000 ГВт будет увеличивать длительность суток лишь на ~10−14 секунды в год, что на 9 порядков меньше естественного приливного торможения (~2·10−5 с в год).

В данном реферате будет рассмотрен принцип действия Приливной электростанции (ПЭС) и описаны некоторые действующие или проектируемые ПЭС.

 

Определение и принцип работы

 

Приливная электростанция (ПЭС) - особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.

Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующая электростанция.

Принцип работы приливной электростанции сходен с работой ветрогенератора, только вместо ветра движителем турбин является подводное течение. Особенность таких установок - высокая предсказуемость режима работы, ведь в отличие от капризного ветра приливы и отливы постоянны. Это очень важно для интеграции в местные сети, испытывающие значительные суточные перепады уровня энергопотребления.

Преимуществами ПЭС являются экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками - высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью электростанций других типов.

 

 

Описание крупнейших приливных электростанций в мире

 

2.1. Приливная электростанция "Ля Ранс"

 

ПЭС "Ля Ранс" - крупнейшая по выработке приливная электростанция в устье реки Ранс, рядом с г.Сен-Мало в области Бретань Франции.

ПЭС "Ля Ранс" долгое время удерживала мировое лидерство и по мощности, но в августе 2011 уступила южнокорейской Сихвинской ПЭС.

Выбор места строительства электростанции был обусловлен значительными приливами в устье реки, высота которых здесь может достигать 13,5 м, а их обычная высота - 8 м. Строительство велось с1963 по 1966 годы. По окончании общая сумма затрат составила 620 млн. ₣ или около 150 млн. долл.

Установленная мощность - 240 МВт. Использует 24 турбины, находящиеся в работе в среднем 2 200 часов в год. Объём производства составляет около 600 млн. кВт⋅ч. Себестоимость одного кВт⋅ч ПЭС "Ля Ранс" приблизительно в 1,5 раза ниже обычной стоимости кВт·ч, произведенного на АЭС Франции.

ПЭС "Ля Ранс", имеет протяжённую плотину, её длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард.

Электростанция входит в энергосистему Électricité de France.

Электростанция является одним из туристических центров, которая привлекает до 200000 посетителей в год.

Рис.1 Расположение ПЭС "Ля Ранс" на карте

 

 

2.2 Кислогубская приливная электростанция

 

В СССР (России) c 1968 года действует экспериментальная Кислогубская ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. На 2009 год её мощность составляла 1,7 МВт.

Кислогубская ПЭС - экспериментальная приливная электростанция, расположенная в губе Кислая Баренцева моря, вблизи поселка Ура-Губа Мурманской области. Первая и единственная приливная электростанция России. Состоит на государственном учёте как памятник науки и техники.

 

Рис. 2 Расположение Кислогубской ПЭС на карте

 

Мощность станции - 1,7 МВт (первоначально 0,4 МВт).

Станция установлена в узкой части губы Кислая, высота приливов в которой достигает 5 метров. Конструктивно станция состоит из двух частей - старой, постройки 1968 года, и новой, постройки 2006 года. Новая часть присоединена к одному из двух водоводов старой части. В здании ПЭС размещено два ортогональных гидроагрегата - один мощностью 0,2 МВт (диаметр рабочего колеса 2,5 м, находится в старом здании) и один ОГА-5,0 м мощностью 1,5 МВт (диаметр рабочего колеса 5 м, находится в новом здании). Гидротурбины изготовлены ФГУП "ПО Севмаш", генераторы - ООО "Русэлпром" [1]

Кислогубская ПЭС принадлежит ОАО "РусГидро" в лице его 100% дочернего общества - ОАО "Малая Мезенская ПЭС".

 

poisk-ru.ru

Kwoman.ru: Приливные электростанции. Единственная в России приливная электростанция

Великий Никола Тесла много раз в частных беседах утверждал, что людей повсюду окружает энергия, ее просто нужно уметь использовать. Человечество пошло по наиболее легкому пути, беря от природы наиболее насыщенные калориями вещества и сжигая их. Эффективность использования ресурсов получается невысокой, но об этом мало кто задумывается, хотя и Менделеев указывал на соразмерность пользы от сжигания нефти и ассигнаций. Тем не менее время от времени ученый мир вспоминает о былом опыте или придумывает что-то новое. Так появляются поля ветряков с генераторами, солнечные батареи, приливные и геотермальные электростанции, другие источники энергии, использующие природные силы, тратящиеся сегодня почти полностью впустую.

Энергия природных сил

Ветер, волны, молнии, ураганы, смерчи, вулканические извержения представляют собой масштабные перемещения масс и энергии воздуха, воды, тепла и статического электричества. Если получится научиться отбирать у природы хотя бы часть ее силы для потребностей нашей растущей цивилизации, то за будущее человечества можно быть спокойными. В противном случае при растущем потреблении невозобновляемых ресурсов неизбежно их истощение. Когда-нибудь уголь, нефть, газ, уран, плутоний и прочие полезные ископаемые закончатся, и наступит всепланетный энергетический коллапс. Одним из возможных путей выхода из перспективного кризиса справедливо считаются приливные электростанции. Как ясно из их названия, они потребляют энергию огромных масс воды, перетекающих из одной части Мирового океана в другую с определенной периодичностью.

Что такое прилив

О том, что уровень моря время от времени поднимается и опускается, люди знают очень давно. С этим явлением сталкивались древние мореходы. Заведя однажды свои корабли в уютную лагуну и пытаясь из нее вновь уйти в море, они вдруг натыкались на мель, которой совсем недавно не было. Слагались легенды о духах, двигавших подводные рифы, скалах, бьющих о форштевни по мановению русалок и прочие увлекательные мифы. Вскоре мель вновь куда-то девалась, и корабли шли дальше. Открытие астрономических закономерностей привело к осознанию взаимной связи между понятием уровня воды и лунными фазами. Все объяснил Закон всемирного тяготения. Вода притягивалась к Луне в моменты ее приближения к Земле с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между космическими телами. С точки зрения физики приливно-отливные электростанции следовало бы назвать лунными. Они используют энергию движения воды, в свою очередь черпающей силу у единственного естественного спутника нашей планеты. Солнце, кстати, тоже вносит свою лепту в этот процесс, оно хоть и дальше Луны, но зато и масса светила намного больше.

Приливные мельницы, британцы и поморы

Интуитивно человечество энергию приливов научилось применять задолго до открытий законов Ньютона. Электрических генераторов тогда тоже еще не было. Зато вовсю работали мельницы, жернова которых крутились колесами с лопастями, опущенными в воду там, где морские волны вели себя наиболее активно. Обычно место для строительства подобных объектов пищевой промышленности старинные мукомолы выбирали в заливах с узкой горловиной. Там водяные потоки вертели немудреные механизмы особенно эффективно. Шел прилив – направление вращения одно, а во время отлива - другое, противоположное, а зерну безразлично, как крутятся жернова, оно перемалывается в любом случае. По своей сути приливно-отливные мельницы были тем же ветряками, только работали они не в воздушной, а в водяной среде. Устройства эти функционировали на Британских островах уже в XII веке, о появлении их в России на Белом море известно из хроник XVII столетия. Возможно, поморы применили английский опыт, увидев эти мельницы во время своих торговых миссий, но не исключено, что и сами додумались, они были талантливы.

После фундаментальных открытий в области теоретической электротехники вплотную встал вопрос о практической промышленной добыче нового вида энергии. Вращать вал генератора могла паровая машина, ось винта гидроустановки или любой другой механический источник с крутящим моментом.

Первые попытки

Самым простым решением стала плотина, по аналогии с водяной мельницей использовавшая разницу уровневых потенциалов. В XIX веке паровые машины также применялись широко, как и двигатели внутреннего сгорания. В 1913 году была сооружена первая в мире экспериментальная приливная электростанция. Принцип работы этого источника энергии используется и сегодня. Мощность генератора, смонтированного в бухте Ди недалеко от Ливерпульского порта, была небольшой, 635 Ватт, но лиха беда начало.

В 1935 году падкие на новшества американцы попытались построить более мощный агрегат «дармовой» энергии, вложили в проект изрядную сумму, но затея обернулась крахом. Не был достаточно изучен рельеф морского дна, грунт «поплыл», и усилия по отгораживанию акватории залива Пассамакводи (Восточное побережье США) оказались напрасными.

«Мертвые точки»

Но опыт всегда полезен, эксперименты, даже неудачные, приносят пользу. В ходе работ инженеры выяснили необходимые и достаточные условия, при которых могут работать приливные электростанции, в частности, минимальный перепад уровней. Он составил четыре метра. Естественно, чем больше, тем лучше, но если меньше, то затевать строительство ПЭС не стоит.

Вполне очевидным представляется факт того, что при отливе и приливе направление протекания воды через винт турбины будет различным. Мало того, интенсивность вращения также меняется в зависимости от уровня рабочей жидкости в энергонакопляющем бассейне. В конструкции турбин эти особенности принципиальной схемы инженеры должны были учесть. Вал генератора полностью останавливается в двух «мертвых» точках, ограничивающих рабочий цикл. Вращение начинается только при возникновении разницы уровней, не суть важно, положительной или отрицательной, так работают все приливные электростанции. Плюсы и минусы соседствуют в любых системах и машинах, изобретенных людьми, идеального ничего не бывает. Важно правильно оценить достоинства и недостатки.

Чем хороши ПЭС для экологии

Главное достоинство заключается в том, что этим станциям топливо не нужно, а значит, и продуктов сгорания нет.

Второй плюс тоже очень важен. Что бы ни произошло, и какие бы не случились катаклизмы (землетрясения, цунами, извержения вулканов, падение летательного аппарата, бомбовый удар, теракт и т. п.), самое худшее, что может произойти, это разрушение рабочего блока и генератора с подстанцией. Других последствий, вроде разлива топлива, радиоактивного теплоносителя и еще чего-нибудь страшного быть не может по причине отсутствия опасных технологических агентов.

Третья положительная сторона, которой выгодно отличаются приливные электростанции от ГЭС, например, состоит в принципе работы, обуславливающем бережное отношение к рыбному богатству страны. Часть планктона, конечно, гибнет при прохождении водозаборников, но не более десятой части (для сравнения: прохода лопастей гидростанций не выдерживает от 83 до 99 % водной микрофауны, главного корма рыб).

В-четвертых, на работу ПЭС практически не влияет ледовая обстановка.

В-пятых, соленость воды остается почти неизменной.

И шестой экологический момент состоит в том, что неизбежные структурные нарушения дна, возникающие в ходе строительства, полностью «залечиваются» за два года с полным восстановлением жизнедеятельности гидробиосферы.

Экономические аспекты

Единственная пока приливная электростанция в России и французская ПЭС «Ранс» на своих примерах показали, что себестоимость добываемой «из воды» энергии самая низкая. Кроме этого, производительность предприятий в вышей степени стабильна и не зависит ни от каких политических или макроэкономических потрясений. На работу ПЭС влияет только движение космических тел. Увеличение или снижение уровней нагрузки и объемов потребления энергии потребителями также не нарушает технологических регламентов эксплуатации.

Технология строительства, названная наплавной, позволяет создавать энергоблоки не на месте будущей работы станций, а в береговых доках, и только потом буксировать приливные электростанции в нужный район мирового океана. Таким образом, процесс монтажа серьезно упрощается.

Устройство

Наибольшая амплитуда уровня моря наблюдается в морских заливах, в которых прибережным рельефом образованы естественные полузамкнутые бассейны. Изменение направления вращения турбины технически реализуется посредством переменного шага лопастей, иными словами, их поворотом относительно оси вращения. Как правило, турбины имеют возможность переключаться с генераторного на насосный режим в зависимости от ситуации и фазы технологического цикла. Главный недостаток, заключающийся в неравномерности производительности, нивелируется общей единой энергосистемой, частью которой являются приливные электростанции. Плюсы и минусы этой технологии при сопоставлении все же склоняют энергетиков и экологов в пользу ПЭС.

Почему же их мало?

Если все так замечательно, то почему же берега всех континентов не насыщены этими замечательными, экологически чистыми, безвредными и неопасными, но зато очень полезными сооружениями? Отчего человечество до сих пор дымит в атмосфере мазутными, угольными и прочими выхлопами, рискует новыми Чернобылями и Фукусимами, губит рыбу лопастями турбин ГЭС и замедляет движение рек, приводя к нарушениям экологии? Гринписовцы обоснованно утверждают, что современные потребности жителей планеты вместе с предприятиями пять тысяч раз могут покрыть одни лишь приливные электростанции. В мире, тем не менее, их можно по пальцам сосчитать.

Дороговизна и выгода

Дело в том, что они очень дорого обходятся. Каждая ПЭС стоит на целых 150 % больше, чем ГЭС такой же мощности. Стоимость загубленной рыбы и экологического ущерба никто не считает. Можно по-разному относиться к организации Greenpeace и не во всем поддерживать ее деятельность, но прислушаться к мнению ее членов, возможно, стоит. И кое-кто это уже сделал.

Доля энергии, которую дают в настоящее время все приливные электростанции в мире, ничтожна, но она имеет тенденцию к устойчивому росту. Сейчас их действует немногим более десятка, они обладают разной мощностью, а объединяет их только принцип действия.

Вот их список с указанием характеристики, страны и года сдачи в эксплуатацию:

Ля Ранс	Франция	1967	240 мВт
Кислогубская ПЭС	СССР/Россия	1968	1,7 мВт
Си Джен	Великобритания	2008	1,2 мВт
Аннаполисская ПЭС	Канада	1984	20 мВт
Сихва	Южная Корея	В стадии завершения строительства	254 мВт
Хаммерфест	Норвегия	2003	300 кВт

Еще пять действующих китайских станций не вошли в список по причине малой мощности.

При этом общий потенциал гидроприливной энергетики специалисты оценивают в миллион мегаватт, получаемых без сжигания органического топлив или ядерных реакций.

Что дальше?

Кислогубская приливная электростанция отработала до полного износа агрегатной части и в 1994 году подверглась консервации, но уже в начале третьего тысячелетия ее решили реконструировать с целью проведения экспериментальных исследований. Вопросу альтернативного получения огромных объемов энергии руководство РФ уделяет серьезное внимание, несмотря на высокую стоимость работ по возведению промышленных блоков.

Единственная в России приливная электростанция – лишь база для отработки технологий. Существует проект возведения крупнейшего в мире Пенжинского энергоузла в Охотском море общей мощностью в 135 ГВт. Его предполагается использовать для получения огромных количеств водорода, необходимого для получения синтетического органического топлива, не образующего при сгорании вредных химических соединений. Проект этот требует серьезных вложений, но обещает дать эффект, значение которого сегодня даже трудно оценить.

Вопрос о том, когда именно будет построена Пенжинская приливная электростанция в России, остается открытым.

Источник

kwoman.ru

Приливная энергетика в мире

В настоящее время в мире эксплуатируются 10 приливных электростанций: промышленная «Ранс» во Франции, экспериментальные – «Кислогубская» в России и «Аннаполис» в Канаде и семь малых ПЭС в Китае. В последние десятилетия разработаны проекты крупных ПЭС «Северн» в Англии (8,6 ГВт), «Кемберленд» (1,15 ГВт) и «Кобекуид» (4,03 ГВт) в Канаде, ведутся проектные работы по ПЭС в Южной Корее, Австралии, Индии, Аргентине. Согласно исследованиям, проведенным на французской приливной электростанции Ранс, стоимость электроэнергии ПЭС в 1995 году была наименьшей среди стоимости энергии, вырабатываемой другими видами электростанций. Причем тенденция разрыва стоимости в пользу ПЭС в последнее время только увеличивается. Согласно теоретическим расчетам, в будущем энергия волн и приливов может обеспечить от 12% до 25% мировой потребности в электроэнергии (энергия мирового океана в 120 изученных створах оценивается более чем в 800 ГВт). По оценкам специалистов «ГидроОГК», в России ПЭС со временем смогут обеспечить до 20-30% всей потребности (на 2011 год - 218 235,8 МВт) в электроэнергии [4].

1. Характеристика пэс в России.

Запасы энергии приливов в России оценивают в 120 ГВт при выработке 270 ТВт·ч/год. В европейской части энергия приливов сконцентрирована в Мезенском заливе Белого моря (200 км от Архангельска), где можно построить ПЭС мощностью до 19,2 ГВт с выработкой 52 ТВт·ч/год. Причем в этом регионе нет источников возобновляемой энергии, альтернативных Мезенской ПЭС. На Дальнем Востоке энергия приливов сосредоточена на побережье Охотского моря в Тугурском заливе (300 км от Комсомольска-на-Амуре), где спроектирована ПЭС на 8 ГВт при выработке 20 ТВт·ч/год, и в Пенжинском заливе, где можно построить ПЭС с фантастической на сегодня мощностью – 87 ГВт с выработкой 190 ТВт·ч /год. Более подробная характеристика ПЭС в России приведена в таблице1.

Таблица 1. Характеристика ПЭС в России.

ПЭС	Море, макс.прилив,м	Стадия, год	Мощность, ГВт
Кислогубская	Баренцево, 3.95	Работает с 1968	0,04
Северная	Баренцево, 3.87	ТЭД, 2006	12,0
Мезенская	Белое, 10.3	Материалы к ТЭД, 2006	8,0
Пенжинская (южный створ)	Охотское, 11.0	Проектные материалы, 1972— 1996	87,9
Пенжинская (северный створ)	Охотское, 13.4	Проектные материалы, 1983— 1996	21,4
Тугурская	Охотское 9.0	ТЭО, 1996	6,8—7,98
Малая Мезенская	Баренцево	Работает с 2007 г.	0,15

8. Экологическая безопасность

Влияние ПЭС на экологическую обстановку по сравнению с влиянием электростанций других типов минимально.

Нет вредных выбросов (в отличие от ТЭС), нет затопления земель и опасности волны прорыва в нижний бьеф (в отличие от ГЭС), нет радиационной опасности (в отличие от АЭС), влияние на ПЭС катастрофических природных и социальных явлений (землетрясения, наводнения, военные действия) не угрожают населению в примыкающих к ПЭС районах.

Подобная технология особенно выгодна для островных территорий, а также для стран, имеющих протяженную береговую линию.

Плотины ПЭС биологически проницаемы.

Пропуск рыбы через ПЭС происходит практически беспрепятственно, натурные испытания на Кислогубской ПЭС не обнаружили погибшей рыбы или ее повреждений, основная кормовая база рыбного стада - планктон: на ПЭС гибнет 5-10 % планктона, а на ГЭС - 83-99 %.

Снижение солености воды в бассейне ПЭС, определяющее экологическое состояние морской фауны и льда составляет 0,05-0,07 %, т.е. практически неощутимо.

Ледовый режим в бассейне ПЭС смягчается.

В бассейне исчезают торосы и предпосылки к их образованию. Не наблюдается нажимного действия льда на сооружение. Размыв дна и движение наносов полностью стабилизируются в течение первых двух лет эксплуатации.

Наплавной способ строительства дает возможность не возводить в створах ПЭС временные крупные строй базы, сооружать перемычки и прочее, что способствует сохранению окружающей среды в районе ПЭС.

Исключен выброс вредных газов, золы, радиоактивных и тепловых отходов, добыча, транспортировка, переработка, сжигание и захоронение топлива, предотвращение сжигания кислорода воздуха, затопление территорий, угроза волны прорыва.

ПЭС не угрожает человеку, а изменения в районе ее эксплуатации имеют лишь локальный характер, причем, в основном, в положительном направлении.

studfiles.net

Введение

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Кафедра «Электрические системы и сети»

Доклад на тему:

«Приливные электростанции»

Работу выполнил: Шкутова М.А.

Работу принял: Шескин Е.Б.

Санкт-Петербург, 2013 г.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

ПРИЛИВНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 3

ГИДРОАГРЕГАТЫ НА ПЭС 5

Приливная энергетика в мире 7

Характеристика ПЭС в России. 7

Экологическая безопасность 8

Особенности ПЭС 9

Выводы 9

Список литературы 10

Электричество очень важно для нормального существования человечества, и потребности человека в электроэнергии постоянно возрастают, поэтому энергетика является объектом самого пристального общественного внимания; проблемы обеспечения ее безопасности и экологичности волнуют в настоящее время широкие слои нашего общества.

В XXI веке ожидается рост использования энергии морских приливов, запасы которой могут обеспечить до 12 % современного энергопотребления. Приливные электростанции не загрязняют атмосферу вредными выбросами, не затапливают земель, и не представляют потенциальной опасности для человека в отличие от тепловых, атомных и гидроэлектростанций.

Определение объема возможных к использованию энергетических ресурсов прилива и сопоставление его с еще не использованным потенциалом рек России позволило сделать вывод о целесообразности развития приливной энергетики. На сегодня гидроэнергетический потенциал ПЭС России по оценкам различных источников составляет 210 – 250 млрд кВт*ч, в то врем как оставшийся не освоенным речной технический потенциал – 1670 млрд кВт*ч.

5. Приливные электростанции

Морские приливы и отливы возникают при периодических подъемах и спадах уровня моря, достигающих у берегов 10 м и более. Приливы происходят вследствие действия сил земного тяготения в системе Земля – Луна – Солнце и центробежных сил, возникающих при вращении Земли.

Рис. 1 Схема работы приливной электростанции

Приливная электростанция (ПЭС) – электростанция, преобразующая энергию морских приливов в электрическую. ПЭС использует перепад уровней «полной» и «малой» воды во время прилива и отлива. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. Перекрыв плотиной, залив или устье, выходящие из моря (океана), реки (перекрытый залив, образовавший водоём, называют бассейном ПЭС), можно при достаточно высокой амплитуде прилива (> 4 м) создать напор, достаточный для вращения гидротурбин, размещенных в теле плотины, и соединённых с ними гидрогенераторов. Гидротурбина и электрогенератор соединены подводным кабелем. Генератор вырабатывает электроэнергию, которая частично идет на собственные нужды. Выработанное напряжение повышают и подают в распределительное устройство, к которому подключаются высоковольтные линии(рис.1) .

При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов (два подъема и два понижения уровня воды в сутки) ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4—5 ч с перерывами соответственно 2—1 ч четырежды за сутки (такая ПЭС называется однобассейновой двустороннего действия). Для устранения неравномерности выработки электроэнергии бассейн ПЭС можно разделить плотиной на два или три меньших бассейна, в одном из которых поддерживается уровень «малой», а в другом — «полной» воды; третий бассейн — резервный; гидроагрегаты устанавливаются в теле разделительной плотины. Но и эта мера полностью не исключает пульсации энергии, обусловленной цикличностью приливов в течение полумесячного периода [1].

Существует также наплавной способ строительства. В последние десятилетия ХХ века, после успешного возведения Кислогубской ПЭС – первого объекта в энергетике, выполненного этим методом, начался бум его применения почти во всех сферах морской строительной индустрии. Все самые сложные работы по сборке агрегатов выполняются в промышленных центрах, а готовые наплавные блоки буксируются по воде к месту установки. Способ позволил на 33-45% снизить капитальные вложения в строительство по сравнению с традиционным устройством котлована под защитой грунтовых перемычек. Так, снижение стоимости ПЭС при серийном изготовлении ее типовых наплавных блоков на судостроительных заводах может быть оценено до 50%.

Рис. 2. Общий вид наплавного железобетонного энергоблока Северной ПЭС с тремя трехъярусными гидроагрегатами

studfiles.net

Приливная энергетика

Приливная энергетика – использование энергии приливов и отливов для выработки электроэнергии. Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующими электростанциями. Считается экономически целесообразным строительство приливных электростанций в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность приливной электростанции зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.

Устройство приливной электростанции.

Классическая ПЭС состоит из плотины, отсекающей от моря залив, и здания  с гидроагрегатами. Во время  прилива вода перемещается в залив через гидроагрегаты ПЭС, в отлив - обратно, при этом происходит выработка электроэнергии. Для сглаживания суточной неравномерности выработки можно разделить залив дамбами на несколько бассейнов, но на практике такая схема не используется из-за  высокой стоимости. В здании ПЭС обычно устанавливают горизонтальные капсульные гидроагрегаты относительно небольшой мощности, аналогичные гидроагрегатам, размещаемым на низконапорных ГЭС. В последнее время введено в опытную эксплуатацию несколько приливных электростанций бесплотинной конструкции. Такие ПЭС очень похожи на ветроустановки, погруженные в воду.  Состоят они из металлической башни, к которой прикреплен ротор с лопастями.

Преимущества ПЭС

- использует возобновляемый источник энергии;

- устойчиво работает в энергосистемах с гарантированной постоянной месячной выработкой электроэнергии.

- не загрязняет атмосферу вредными выбросами;

- не приводит к затоплению земель в отличие от гидроэлектростанций, т.к. отсутствует необходимость создания водохранилищ;

-капитальные вложения для сооружения ПЭС не превышают затраты на строительство ГЭС благодаря апробированному в России наплавному способу

-относительно дешевая стоимость производимой электроэнергии.

Недостатки ПЭС

-дороговизна строительства

-можно строить только на берегах морей, океанов

-неравномерность вырабатывания электроэнергии

Экологическая безопасность

Плотины ПЭС биологически проницаемы, что позволяет рыбе беспрепятственно проходить через ПЭС. Ущерб, наносимый ПЭС окружающей среде значительно ниже чем ГЭС. Исследования Полярного института рыбного хозяйства и океанологии подтверждают, что в районе опытно-промышленной Кислогубской ПЭС не было обнаружено погибшей или поврежденной рыбы. К тому же при эксплуатации ПЭС гибнет около 5-10 % планктона - основной кормовой базы рыб, в то время как при работе ГЭС 83-99 %.

Снижение солености воды в бассейне ПЭС, определяющее экологическое состояние морской фауны и льда составляет 0,05-0,07 %, т.е. практически неощутимо. К тому же в бассейне исчезают торосы и предпосылки к их образованию, не наблюдается нажимного действия льда на сооружение.

Размыв дна и движение наносов при строительстве ПЭС полностью стабилизируются в течение первых двух лет эксплуатации. Наплавной способ строительства дает возможность не возводить в створах ПЭС временные строительные базы и не сооружать перемычки, что способствует сохранению окружающей среды в районе ПЭС.

При эксплуатации ПЭС исключен выброс вредных газов, золы, радиоактивных и тепловых отходов. ПЭС не угрожает здоровью человека, а изменения в районе ее эксплуатации имеют минимальный локальный характер.

Приливная энергетика в мире.

Всего в мире существует не более 10 приливных электростанций. Самая крупная из них – французская Ля Ранс, ее установленная мощность составляет 240 МВт. ПЭС находится в устье реки Ранс в области Бретань и сооружена в 1966 году. Перепад высот прилива и отлива там составляет от 12 до 18 метров. На ней работают 24 турбины. На сегодняшний момент наблюдается повышенный интерес к потенциальным возможностям ПЭС. Так, норвежские компании проводят испытания новых революционных подводных (до 20 метров под водой) технологий строительства ПЭС, позволяющих использовать различный уровень перепада высот приливов и отливов (от 3-х до 20 метров), свойственных для водного ландшафта прибрежной Норвегии. В 2003 году компанией Hammerfest Strøm был введен в действие проект в Хаммерфесте. Построенная ПЭС представляет собой систему придонных мельниц и снабжает электричеством 15-20 домов в ближайших прибрежных районах. В планах компании расширить объем производства и поставлять электричество для всего города Хаммерфест.

Другая норвежская фирма Statkraft проводит испытание концепта, основанного на плавающей подводной якорной металлической конструкции. Четыре турбины которой с диаметром роторов в 22 метра проводятся в действие силой прилива. На испытательный срок в два года она будет помещена в близи побережья Квалсюндет. Конструкция имеет ряд положительных черт: легка в обслуживании, при необходимости может легко транспортироваться к береговым терминалам

Приливная электростанция Shihwa частично начала функционировать в начале августа 2011 – тогда были запущены шесть из десяти ее генераторов. Остальные генераторы, как ожидается, начнут работать в декабре этого года. После полного запуска в эксплуатацию мощность сеульской электростанции составит 254 МВт. Электроэнергии, которую она будет вырабатывать, будет достаточно для обеспечения города с населением в 500 тыс. человек.

Приливная энергетика в России.

В 1968 г. на побережье Баренцева моря в Кислой губе сооружена первая в России опытно-промышленная ПЭС с мощностью 1,7МВт.

Вывод.

Перспективы развития приливной энергетики.

Общий потенциал приливной энергии мирового океана оценивается в 800 ГВт. Такое количество энергии может обеспечить до 15% мирового энергопотребления.В России есть большие возможности для строительства приливных станций. В Европейской части и на Дальнем Востоке нашей страны от энергии прилива может быть получено более 120 ГВт мощности.

В России разработаны следующие проекты ПЭС: Тугурская ПЭС мощностью 8 ГВт и Пенжинская ПЭС мощностью 22 ГВт на Охотском море. Эти станции смогут обеспечивать электроэнергией Дальневосточный регион России. На Белом море проектируется Мезенская ПЭС мощностью 8 ГВт. Она будет обеспечивать электроэнергией потребителей Европейской части РФ.

Британская компания Neptune Renewable Energy (NREL) не так давно объявила о новой разработке генератора приливной энергии, получившей название Proteus. 150-тонный генератор стоимостью 1 миллион фунтов стерлингов называют настоящим прорывом в приливной энергетике.

Сконструированный с применением новейших технологий генератор имеет стальной корпус, турбину и плавучие камеры. Такая конструкция позволяет с одинаковой эффективностью функционировать и во время приливов, и во время отливов. Устройство представляет собой вертикальную турбину с поперечным течением, установленную внутри симметричного распылителя , который с большим коэффициентом полезности преобразовывает приливную энергию в электрическую. Устанавливать генератор лучше в устьях рек, где течение наиболее сильное. Для первой проверки системы Proteus было выбрано устье реки Хамбер, поскольку с учетом глубины и потока воды во время прилива, оно считается одним из лучших мест на Британских островах для производства энергии. Как ожидается, первый Neptune Proteus будет генерировать, по меньшей мере, 1 ГВт электроэнергии.

Conclusion.

Prospects for development of tidal energy.

The total potential energy of tidal ocean is estimated at 800 GW. This amount of energy can provide 15% of world energy consumption.

There are great opportunities for the construction of the tidal stations in Russia. More than 120 GW of power may be obtained from the energy of the tide in the European and Far East of our country.

The following projects of tidal power station were developed in Russia: Tugursky TPS with a capacity 8 GW and Penzhinskaya TPS with a capacity 22 GW on the Sea of ​​Okhotsk. This stations will provide electricity for the Far East region of Russia. Mesen TPS with a capacity 8 GW are projected on the White Sea. It will provide electricity to consumers of the European part of Russia.

The British company Neptune Renewable Energy (NREL) has recently announced a new development of tidal energy generator, which called Proteus. The generator is called a real breakthrough in tidal energy. It is worth 1 million pounds and weighs 150 tons.

Designed with the latest technology generator has a steel hull, turbine and floating chamber. Such construction allows to operate with equal efficiency at high tide and at low tide. The device is a vertical cross-flow turbine, installed in a symmetrical spray, which has high coefficient of utility converts tidal energy into electricity. It is better to set generator in the estuaries, where stream is strongest. Estuary of the Humber River were chosen for the first testing of Proteus system, because it is considered one of the best place in the British Isles for energy production with taking into account the depth and the flow of water at high tide. They expect that the first Neptune Proteus will generate at least 1 GW of electric power.

studfiles.net

---

• 
  Ваттметра схема
• 
  Основная единица измерения си
• 
  Контроллер для ленты ргб
• 
  Материал диэлектрический
• 
  Обозначение производительность
• 
  Устройства автоматизации
• 
  Как сделать сварочный аппарат своими руками
• 
  Что называется изображением протяженного источника света
• 
  Взрыв в чернобыле атомного реактора
• 
  Маркировка твердотельные конденсаторы
• 
  Предохранитель пк 10 расшифровка