Приливна сила. Единствената руска електроцентрала в прилива

Великият Никола Тесла много пъти в лични разговори твърди, че хората са навсякъде обградени от енергия, просто трябва да могат да го използват. Човечеството е отишло най-лесният начин, като от природата на най-наситени с калории вещества и ги изгаря. Ефективността на използването на ресурсите е ниска, но малко хора мислят за това, въпреки че Менделеев посочи и пропорционалността на ползите от изгарянето на петрол и банкноти. Въпреки това, от време на време академичният свят си спомня миналия си опит или създава нещо ново. Така че има полета на вятърни турбини с генератори, слънчеви панели, приливи и отливи геотермални електроцентрали, други източници на енергия, които използват природни сили, които сега са почти напълно изгубени.

Енергия на природните сили

Вятър, вълни, светкавици, урагани, торнадо, вулканични изригвания са мащабни движения на маси и енергия на въздуха, водата, топлината и статично електричество. Ако успеем да научим как да отнемем от природата поне част от силата си за нуждите на нарастващата ни цивилизация, тогава за бъдещето на човечеството, можете да бъдете спокойни. В противен случай, с нарастващото потребление на невъзобновяеми ресурси, тяхното изчерпване е неизбежно. Някой ден, въглища, петрол, газ, уран, плутоний и други минерали ще се изчерпят и ще настъпи колапс на планетарната енергия. Един от възможните начини за излизане от бъдещата криза с право се смята за приливна сила. Както подсказва името им, те консумират енергия от огромни маси вода, която тече от една част на Световния океан в друга с определена честота.

Какво е прилив

Фактът, че нивото на морето се издига и пада от време на време, хората отдавна познават. Това явление е изправено пред древните моряци. След като веднъж са започнали корабите си в уютна лагуна и се опитват да се измъкнат от нея отново в морето, те внезапно се сблъскаха с укритието, което не беше наскоро съществувало. Легенди за духовете, които преместваха подводните рифове, скалите, бият около стъблото от вълната на русалките и други очарователни митове. Скоро, отново закъснял някъде, изчезнаха и корабите продължиха напред. Откриването на астрономически модели доведе до реализирането на взаимната връзка между концепцията за нивото на водата и лунните фази. Обясни всичко Законът на света. Водата беше привлечена от Луната в моментите на приближаване към Земята със сила, обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между космическите тела. От гледна точка на физиката, приливните електроцентрали трябва да се наричат ​​лунни. Те използват енергията на движението на водата, която от своя страна привлича енергия от единствения естествен спътник на нашата планета. Слънцето, между другото, също допринася за този процес, въпреки че е по-далеч от Луната, но тогава масата на звездата е много по-голяма.

Приливници, британци и помори

Интуитивно човечеството се е научило да прилага приливна енергия много преди откритията на законите на Нютон. Нямаше и електрически генератори. Но, от друга страна, мелниците са работили с мощ и главна сила, мелничните камъни от които се въртят с колела с остриета, спуснати във водата, където морските вълни са най-активни. Обикновено мястото за изграждане на подобни обекти от хранително-вкусовата промишленост е избрано от древните мелници в заливите с тясна уста. Там водните потоци плюят неблагоприятни механизми особено ефективно. Беше вълна - посоката на въртене е една, а при отлив - другата, обратното, и зърното не се интересува от това как се въртят желязото. По същество, приливите мелници са същите вятърни мелници, те работят не само във въздуха, но и във водната среда. Тези устройства функционират на Британските острови още през 12-ти век, а появата им в Русия по Белото море е известна от летописите от 17-ти век. Може би поморите са използвали английския опит, когато са видели тези мелници по време на търговските си мисии, но е възможно те сами да си помислят за това, че са били талантливи.

След фундаменталните открития в областта на теоретичната електротехника, въпросът за практическото промишлено производство на нова енергия се приближи. Паровият двигател, оста на хидравличния монтажен винт или всеки друг механичен източник с въртящ момент може да върти вала на генератора.

Първи опити

Най-простото решение беше язовира, по аналогия с водна мелница използвайки потенциалите на разликата. През 19-ти век, широко използвани са и парните двигатели, както и двигателите с вътрешно горене. През 1913 г. е построена първата в света експериментална електроцентрала за приливи и отливи. Днес се използва принципът на действие на този енергиен източник. Мощността на генератора, монтирана в залива Дий, близо до пристанището на Ливърпул, беше малка, 635 вата, но не започна.

През 1935 г. американците, които бяха запалени по иновациите, се опитаха да изградят по-силен агрегат от „безвъзмездна“ енергия, инвестирали справедлива сума в проекта, но идеята се превърнала в колапс. Релефът на морското дъно не беше достатъчно проучен, земята „плуваше“ и усилията да се затворят водите на залива Пасамаквови (източното крайбрежие на САЩ) бяха напразни.

"Мъртви места"

Но опитът винаги е полезен, експерименти, дори неуспешни, са полезни. В хода на работата инженерите определят необходимите и достатъчни условия, при които електроцентралите за приливи и отливи могат да работят, по-специално минималната разлика в нивото. Беше на четири метра. Естествено, колкото повече, толкова по-добре, но ако е по-малко, тогава не си струва да се започне изграждането на ПЕС.

Очевидно е, че при прилив и отлив посоката на водния поток през витлото на турбината ще бъде различна. Освен това, интензивността на въртене също варира в зависимост от нивото на работния флуид в акумулиращия енергия басейн. При проектирането на турбини, тези характеристики на концепцията инженери трябваше да вземат под внимание. Валът на генератора спира напълно в две мъртви точки, ограничавайки работния цикъл. Ротацията започва само когато се появи разлика в нивата, няма значение дали е положителна или отрицателна, така работят всички приливни електроцентрали. Плюсовете и минусите са рамо до рамо във всяка система, измислена от хора, нищо не е перфектно. Важно е да се направи правилна оценка на предимствата и недостатъците.

Какво е добро за околната среда PES?

Основното предимство е, че тези станции не се нуждаят от гориво и следователно няма продукти за горене.

Вторият плюс също е много важен. Каквото и да се случи и каквито и да са катаклизми (земетресения, цунами, вулканични изригвания, падане въздухоплавателни средства, най-лошото нещо, което може да се случи е унищожаването на операционната единица и генератора с подстанцията. Други последствия, като разливи на гориво, радиоактивен охлаждащ агент и дори нещо ужасно, не могат да се дължат на липсата на опасни технологични агенти.

Третата положителна страна, която благоприятно отличава приливно-енергийните централи от водноелектрическите централи, например, се състои в принципа на действие, който осигурява внимателно отношение към рибното богатство на страната. Част от планктона, разбира се, умира по време на преминаването на водоприемниците, но не повече от една десета (за сравнение, преминаването на лопатките на водноелектрическите централи не издържа на 83 до 99% от водната микрофауна, основната храна за риба).

На четвърто място, ледените условия на практика не засягат работата на ПЕС.

Пето, солеността на водата остава почти непроменена.

А шестият екологичен момент е, че неизбежните структурни смущения на дъното, възникващи по време на строителството, са напълно “излекувани” за две години с пълно възстановяване на жизнената активност на хидробиосферата.

Икономически аспекти

Единствената приливна електроцентрала в Русия и френската Rance TPS показаха с техните примери, че цената на енергията, извлечена от водата, е най-ниска. Освен това производителността на предприятията е много стабилна и не зависи от политически или макроикономически шокове. Работата на ТИС се влияе само от движението на космическите тела. Увеличаването или намаляването на нивата на натоварване и консумацията на енергия от потребителите също не нарушава технологичните регламенти за работа.

Технологията за строителство, наречена плаваща, ви позволява да създавате енергийни единици не на мястото на бъдещите станции, а на крайбрежните докове, а само след това да теглите приливни електроцентрали до желаната зона на световните океани. По този начин инсталационният процес е значително опростен.

приспособление

Най-голяма амплитуда на морското равнище се наблюдава в заливите, в които от крайбрежния релеф се формират естествено полузатворени басейни. Промяната на посоката на въртене на турбината се осъществява технически чрез променлива стъпка на лопатките, с други думи, тяхното въртене спрямо оста на въртене. Като правило, турбините имат възможност да преминат от генератор към режим на помпа, в зависимост от ситуацията и фазата на технологичния цикъл. Основният недостатък на неравномерното функциониране се изравнява от обща интегрирана електрическа мрежа, от която са част от електроцентралите за приливи и отливи. Плюсовете и минусите на тази технология, в сравнение, все още наклоняват енергийните инженери и природозащитниците в полза на ПЕС.

Защо са малко от тях?

Ако всичко е толкова прекрасно, тогава защо бреговете на всички континенти не са наситени с тези прекрасни, щадящи околната среда, безвредни и безвредни, но много полезни съоръжения? Защо човечеството все още пуши в атмосферата с мазут, въглища и други изпарения, рискува нови Чернобили и Фукушима, разрушава риба с турбинни лопатки на водноелектрически централи и забавя движението на реките, което води до нарушения на околната среда? Членовете на Грийнпийс основателно твърдят, че самото приливи и отливи на електроцентрали могат да отговорят на съвременните нужди на жителите на света заедно с предприятията пет хиляди пъти. В света обаче те могат да бъдат преброени на пръстите.

Висока цена и ползи

Факт е, че те са много скъпи. Всяка ТЕЦ струва 150% повече от водноелектрическа централа със същия капацитет. Цената на разрушената риба и екологичните щети никой не смята. Можете да имате различно отношение към организацията Грийнпийс и не подкрепяте всички дейности на организацията, но вероятно си струва да слушате нейните членове. А някои вече са го направили.

Делът на енергията, която понастоящем се дава от всички централи за приливна енергия в света, е незначителен, но има тенденция към постоянен растеж. Сега има малко повече от една дузина, те имат различен капацитет и само принципът на действие ги обединява.

Ето ги списък с характеристиките, страната и годината на въвеждане в експлоатация:

Пет по-действащи китайски станции не бяха включени в списъка поради ниска мощност.

В същото време експертите оценяват общия потенциал на хидро-приливната енергетика да бъде един милион мегавата, получени без изгаряне на изкопаеми горива или ядрени реакции.

Какво следва?

Kislogubskaya приливна електроцентрала работи за пълно износване на агрегатната част и през 1994 г. претърпява консервация, но вече в началото на третото хилядолетие е решено да се реконструира, за да се проведат експериментални изследвания. Ръководството на Руската федерация обръща сериозно внимание на въпроса за алтернативното генериране на огромни количества енергия, въпреки високите разходи за изграждане на промишлени единици.

Единствената приливна електроцентрала в Русия е само база за технологично развитие. Има проект за изграждане на най-големия в света енергиен център Penzhinsky в Охотско море с общ капацитет 135 GW. Предполага се, че се използва за производство на огромни количества водород, необходими за производството на синтетични изкопаеми горива, които не образуват вредни химични съединения по време на горенето. Този проект изисква сериозни инвестиции, но обещава да даде ефект, чиято стойност днес е дори трудно да се оцени.

Остава отворен въпросът кога точно ще се построи Penzhinsk приливна електроцентрала в Русия.