Eng Ru
Отправить письмо

Приливная энергетика в России. Примеры пэс в россии


Приливные электростанции | Экологическая карта России

Приливные электростанции

Кислогубская приливная электростанция приливные электростанции

Первая и единственная в России приливная электростанция работает в Кислой губе Баренцева моря вблизи поселка Ура-Губа. Выбор места для размещения ПЭС обусловлен высотой приливов, которая в Кислой губе больше 4 метров. Кислогубская ПЭС была сооружена в конце 1960-х годов и модернизирована в 2006–2007 годах. Ее мощность сравнительно невелика — 1,7 МВт. При условии стабильной работы электростанция может обеспечивать энергоснабжение поселка, в котором живет около 5000 человек.

Кислогубская ПЭС считается экспериментальной и используется как полигон для подготовки проектов строительства более мощных приливных электростанций. Один из этих проектов — создание в Мурманской области еще одной ПЭС с условным названием «Северная». Ее мощность может составить 12 МВт.

Пенжинская приливная электростанция приливные электростанции

В Пенжинской губе Охотского моря в перспективе может быть построена приливная электростанция. Местные природные условия признаны подходящими для сооружения ПЭС — высота приливов достигает восемь метров, что дает потенциальную возможность их эффективного использования. Пока что проект Пенжинской ПЭС далек от реализации — не определены ни его сроки, ни источники инвестиций.

приливные электростанции

В Мезенском заливе Белого моря предполагается построить приливную электростанцию, которая могла бы ежегодно вырабатывать до 39 миллионов кВт*ч электроэнергии. Работы по проекту Мезенской ПЭС включены в утвержденный правительством долгосрочный план развития электроэнергетики в России, но сроки строительства и источники его финансирования не определены. Местоположение проектируемой электростанции выбрано с учетом большой высоты приливов в Мезенском заливе — до 8 метров.

В 2007 году в Мезенском заливе проходили испытания размещенного на плавучей платформе опытного образца энергоустановки приливной электростанции. Однако мощность этой энергоустановки была сравнительно небольшой — 1,5 МВт.

Тугурская приливная электростанция приливные электростанции

В России разработан проект строительства приливной электростанции вблизи Шантарских островов в Охотском море. Реализация этого проекта включена в утвержденную правительством страны долгосрочную программу по развитию электроэнергетики, но ни дата начала строительства, ни источники его финансирования не определены. В случае если проект будет реализован, мощность Тугурской ПЭС может составить около 11 ГВт, что значительно больше мощности Саяно-Шушенской ГЭС. Выбор места для возможного строительства связан с тем, что высота приливов в Тугурском заливе Охотского моря является максимальной на российском тихоокеанском побережье и превышает 8 метров.

map.vokrugsveta.ru

Примеры приливочных электростанций

МегаПредмет 

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

В России c 1968 года действует экспериментальная приливная электростанция в Кислой губе [3] на побережье Баренцева моря (рис.6) . На 2009 год её мощность составляла 1,7 МВт, первоначальная мощность была 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 приливной электростанции 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)

 

Рисунок 6: Экспериментальная приливная электростанция в Кислой губе на побережье Баренцева моря

Другими не менее известными электростанциями являются: южнокорейская — приливная электростанция Сихва (мощность 254 МВт), канадская — приливная электростанция Аннаполис и норвежская — приливная электростанция Хаммерфест.

Проблемы и недостатки приливных электростанций: Несмотря на указанные достоинства, в адрес приливных электростанций поступали и жалобы в отношении ко всем проектам плотинных приливных электростанций.

- Первой выявленной проблемой стала нерегулярность приливов. Луна никогда не считалась с фактом пикового потребления, и в основном наибольшая мощность приливных электростанций приходился на время самого низкого потребления, когда большое количество энергии совсем не нужно.

- Другим недостатком является то, что плотинные приливные электростанции не могут быть построены в любом месте на берегу моря, даже если прилив в данном месте достигает рекордно высокого значения. Классическая приливная электростанция зависит от формы побережья. Строительство искусственного залива по стоимости вышло бы намного дороже допустимого предела. И хотя строительство было подчеркнуто экологичным, поступали возражения против плотинных приливных электростанций и экологические организации[4].

Само строительство приливной электростанции обременяла прибрежные районы. Перекрытие бухты плотиной нарушил пути миграции рыб, что приводило к накоплению мусора в образовавшемся водоеме. Двусторонние диски вращающихся турбин были как ловушки, а сами турбины для многих рыб постарались о печальный конец .

Первую приливную электростанцию построили в 1913 г. вблизи Ливерпуля в бухте Ди, ее мощность достигала 635 кВт. В США первую приливную электростанцию возвели в 1935 году. Для этого была перегорожена часть залива Пассамак води в восточной части побережья Америки, но работы не были закончены из-за неподходящего морского грунта, он оказался слишком мягким [5].

Ученые подсчитали, что для хорошей работы электростанции необходимо, чтобы перепад уровней между отливом и приливом составлял более четырех метров. Таким образом с увеличением разницы высот воды увеличивается эффективность работы приливной электростанции. Наиболее подходящим местом для использования энергии приливов необходимо считать такое место на морском побережье, где приливы обычно имеют наибольшую амплитуду, а береговой рельеф позволяет создать большой замкнутый «бассейн».

Хорошим местом для постройки приливной электростанции является узкий морской залив, который отсекается плотиной от океана. В отверстиях плотины размещаются гидротурбины с генераторами (рис.7). Генератор и турбина заключены в обтекаемую капсулу, которая очень удобна в использовании. Главным достоинством таких капсульных агрегатов является их универсальность. Они способны не только вырабатывать электрическую энергию при движении через них морской воды, но и выполнять функции насосов. При этом производство электроэнергии происходит как в период прилива, так и в период отлива. Режим работы приливной электростанции обычно состоит из нескольких циклов. Четыре цикла, это простой, по 1-2 часа, периоды начала прилива и его окончания. Затем четыре рабочих цикла продолжительностью по 4-5 часов, периоды прилива или отлива, действующих в полную силу. В ходе прилива водой наполняется бассейн приливной электростанции. Движение воды вращает колеса капсульных агрегатов, и электростанция вырабатывает ток [6]. Во время отлива вода, уходя из бассейна в океан, опять вращает рабочие колеса, теперь в обратную сторону. И вновь электростанция снова производит электрический ток, потому что рабочий агрегат обеспечивает одинаково хорошую работу при вращении колеса в любую из сторон.

Рисунок 7: Приливная электростанция . Схема постройки

В промежутках между приливом и отливом движение колес останавливается. Какой же выход из этого положения? Чтобы не было перебоев, энергетики связывают приливную электростанцию с другими станциями. Это могут быть, например, тепловые или атомные электростанции (рис.8). Получившееся энергетическое кольцо помогает во время пауз переложить нагрузку на соседей по кольцу.

Рисунок 8: Пример суточного режима работы приливной электростанции

В последние годы приливная энергетика получила дальнейшее развитие. Она пополняется принципиально новыми типами приливных электростанций. Главным их отличием является отсутствие дорогой плотины. Вместо компактных турбин электрогенераторы приводятся в движение крупными лопастями диаметром от 10 до 20 метров. Такие электростанции больше всего напоминают ветряные электростанции, опущенные в воду.

К недостаткам традиционных приливных электростанций можно отнести их высокую стоимость. Она в 2,5 раза превышает стоимость гидроэлектростанций аналогичной мощности. Однако к преимуществам ПЭС можно отнести ее экологичность и низкую себестоимость производства энергии.

Так, приливная электростанция, построенная в декабре 2011 года в Южной Корее, мощностью 254 МВт, способна обеспечить электрической энергией город, число жителей которого составляет 500 тысяч человек. С ее помощью Южная Корея сможет экономить более 860 тыс. баррелей нефти в год. Однако намерения Южной Кореи идут дальше, и она не собирается останавливаться на достигнутом. В планах на 2014 г. намечено запустить в эксплуатацию приливную электростанцию мощностью 812 МВт [6].

 

ВЫВОДЫ

Приливная энергия является возобновляемым источником электроэнергии, которая не приводит к выбросам газов, которые способствуют глобальному потеплению, или причиной кислотных дождей, связанных с сжиганием ископаемых видов топлива при производстве электроэнергии. Использование приливной электростанции может уменьшить потребность в традиционных электростанциях с рисками, вытекающими из их эксплуатации .

Приливная энергия, создаваемая Луной и Солнцем обладает мощностью около 3,5 ТВт. Хотя и кажется, что это большое количество энергии, но в действительности это лишь около 20 % мощности всех мировых электростанций. Кроме того из этого количества может быть использована только часть. Для того, чтобы использования приливной энергии себя оправдало, скорость потока должна быть не менее 1,2 м/с. Это исключает большое количество мест, которые находятся в открытом океане, где поток слишком медленный — скорость менее 0,1 м/с. На самом деле в мире существует около 20 подходящих мест, в том числе Северной Шотландии и устье реки Северн. В данных двадцати местах можно получеить менее 100 ГВт мощности .

Изменение прилива перекрытием залива или устья реки может привести к негативным последствиям для водных и прибрежных экосистем, включая воздействие на население данных мест. Проведенные исследования показали, что воздействие на окружающую среду у приливных электростанций зависит от каждого конкретного объекта и реализации других географических и демографических условий. В настоящее время приливные электростанции массово не используются. Благодаря нынешнему буму в области возобновляемых источников энергии, можно ожидать развитие в области приливных электростанций.

Эксперты из организации Greenpeace сделали вывод, что ресурсы приливной энергии в мире таковы, что при их использовании можно получить такое количество энергии, которое превысит современные потребности человечества в электроэнергии в 5 тысяч раз.

Недостаток приливных электростанции в том, что они строятся только на берегу морей и океанов, к тому же они развивают не очень большую мощность, да и приливы бывают всего лишь два раза в сутки. И даже они экологически не безопасны. Они нарушают нормальный обмен соленой и пресной воды и тем самым — условия жизни морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения. Морские тепло станции, построенные на перепаде температур морской воды, способствуют выделению большого количества углекислоты, нагреву и снижению давления глубинных вод и остыванию поверхностных. А процессы эти не могут не сказаться на климате, флоре и фауне региона.

Тем не менее, их общий вклад остается небольшим, поскольку существует ограниченное число мест, где можно их строить. Их преимущество в том, что приливы более предсказуемы, чем поведение, например, ветера или солнца. В будущем планируется развивать приливные электростанции, работающие с приливными течениями, похожими по принципу на ветряные электростанции .

На побережье Евросоюза являются подходящими для строительства 106 мест, где могли бы быть данные электростанции. Она могли бы производить мощность до 12 ГВт. Данный тип приливных электростанций (рис.9) активно развивается и строится в последнее время, а значит имеют свой шанс на будущее.

 

Рисунок 9: Приливные электростанции,

работающие с приливными течениями.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шулейкин В.В. Физика моря. М., 1968

2. Гарвей Дж. Атмосфера и океан. М., 1982

3. Дрейк Ч., Имбри Дж., Кнаус Дж., Турекиан К. Океан сам по себе и для нас. М., 1982

4. The United Kingdom Hydrografic Office Admiralty EasyTide. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://easytide.ukho.gov.uk/EasyTide/EasyTide/SelectPort.aspx (дата обращения 15.9.2013).

5. Tide Mill. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/Tide_mill (дата обращения 22.9.2013).

6. Abualtayef M.: Oceanic Energy, Environmental Engineering Department, Islamic University of Gaza, Palestine [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://site.iugaza.edu.ps/mabualtayef/wp-content/uploads/04 %20Oceanic %20Energy.pdf(дата обращения 17.9.2013).

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………………….

1. Приливы и их характеристики…………………………………………………………………...

2. Объяснение происхождения приливообразующих сил…………………………….

3. Неравенства величин прилива…………………………………………………………………..

4. Полумесячное неравенство ………………………………………………………………………..

5. Солнечное неравенство………………………………………………………………………………

6. Методы наблюдений и прогноз приливов…………………………………………………

7. Наибольшие амплитуды приливов…………………………………………………………….

8. Акустические свойства воды……………………………………………………………………….

9. Использование энергии приливов………………………………………………………

Выводы……………………………………………………………………………………………………….

Список литературы…………………………………………………………………………………….

 

 

megapredmet.ru

Общие сведения и история ПЭС

Приливная энергетика — технологии будущего

Интерес к технологии преобразования энергии морских приливов в электрическую впервые появился в середине прошлого века. Сразу в нескольких странах началось строительство опытных приливных электростанций.

40 лет назад в губе Кислой Баренцева моря на Кольском полуострове была введена в эксплуатацию пионерная в России приливная электростанция — экспериментальная Кислогубская ПЭС.

Здание Кислогубской ПЭС, по предложению главного инженера проекта и строительства Л.Б. Бернштейна, было впервые в мировой практике гидроэнергетического строительства сооружено наплавным способом (без перемычек), что позволило на треть сократить стоимость ПЭС.

На Кислогубской ПЭС в одном из двух её водоводов был установлен приобретенный во Франции капсульный гидроагрегат с диаметром рабочего колеса 3,3 м (на ПЭС Ранс в 1967 г. установлено 24 капсульных машины диаметром 5,3 м). Второй водовод был предназначен для установки в нем нового отечественного гидроагрегата для ПЭС. За время работы станции выработано около 9 млн кВт·ч электроэнергии.

В декабре 2004 г. на Кислогубской ПЭС смонтирован первый отечественный ортогональный гидроагрегат с рабочим колесом диаметром 2,5 метра на горизонтальном валу, который имеет повышенный коэффициент полезного действия и не изменяет направление вращения при приливах и отливах. Установленная мощность гидроагрегата составляет 200 кВт.

В 2006 году в соответствии с Инвестиционной программой ОАО РАО «ЕЭС России» по заказу ОАО «ГидроОГК» на ФГУП «ПО «Севмаш» в г. Северодвинске был изготовлен экспериментальный металлический наплавной энергоблок «Малой Мезенской ПЭС» с ортогональным гидроагрегатом с диаметром рабочего колеса 5 метров на вертикальном валу и проектной мощностью 1500 кВт.

После вывода модуль-блока со стапеля завода он был отбуксирован по морю и установлен в проектное положение в створе Кислогубской ПЭС. В настоящее время на энергоблоке ведутся работы по программе комплексных натурных испытаний ортогональных гидроагрегатов и вспомогательного оборудования.

Впоследствии технологии и конструкции, отработанные на Кислогубской ПЭС, будут применены при создании перспективных приливных электростанций, таких как Северная ПЭС (Мурманская область, губа Долгая), Мезенская ПЭС (Архангельская область, Мезенский залив Белого моря), Тугурская ПЭС (Хабаровский край, Тугурский залив Охотского моря).

Накопленный к настоящему времени опыт эксплуатации Кислогубской ПЭС (филиал ОАО «Малая Мезенская ПЭС») позволяет констатировать факты преимущества ПЭС перед другими способами получения энергии. Приливные электростанции не оказывают вредного воздействия на человека. Влияние на ПЭС катастрофических природных и социальных явлений (землетрясения, наводнения, военные действия) не угрожают населению в примыкающих к ПЭС районах. К преимуществам приливных электростанций нельзя не относить их социальное значение. В бассейнах ПЭС образуются ряд благоприятных факторов, положительно влияющих на окружающую среду и места проживания населения, а именно: смягчение (выравнивание) климатических условий на примыкающих к бассейну ПЭС территориях, защита берегов от штормовых явлений и предотвращение, вследствие этого, негативных для местного населения последствий, расширение возможности хозяйств марикультуры, в связи с увеличением почти вдвое биомассы морепродуктов, улучшение транспортной системы района, исключительные возможности расширения туризма.

Энергетическое значение приливных электростанций

Приливная энергия:

∙ возобновляема и стабильна,

∙ независима от водности года и наличия топлива,

∙ используется совместно с электростанциями других типов в энергосистемах, как в базе, так и в пике графика нагрузок.

Приливная энергия замещает органические энергоносители, существенно экономит органическое топливо, вследствие чего сохраняет запасы углеводородов.

Экологическая безопасность:

  • наплавной способ строительства дает возможность не возводить в створах ПЭС временные крупные стройбазы, не сооружать перемычки, что способствует сохранению окружающей среды в районе ПЭС,
  •  исключен выброс загрязняющих веществ в атмосферу,
  •  не образуются радиоактивные и тепловые отходы,
  •  плотины ПЭС биологически проницаемы, для них не стоят задачи создавать напор на продолжительный срок, бороться с фильтрацией
  •  плотины ПЭС биологически проницаемы, для них не стоят задачи создавать напор на продолжительный срок, бороться с фильтрацией.
  •  пропуск рыбы через ПЭС происходит практически беспрепятственно, при холостом режиме работы турбинных агрегатов при открытых затворах обеспечивается пропуск через плотину рыб, совершающих нерестовые и кормовые миграции,
  •  натурные испытания (исследования Полярного института рыбного хозяйства и океанологии) на Кислогубской ПЭС не обнаружили погибшей рыбы или ее повреждений,
  •  основная кормовая база рыбного стада — планктон: на ПЭС гибнет не более 5—10 % планктона,
  •  ледовый режим в бассейне ПЭС смягчается, т.к. формирование сплошного ледяного покрова маловероятно.

Экологический и экономический эффекты эксплуатации приливных электростанций в рамках проекта «Малая Мезенская ПЭС»

В настоящее время (по данным за 2005 г.) мировая потребность в электроэнергии составляет 15 000 ГВт·ч в год, в том числе в России 940 ГВт·ч. По прогнозам специалистов, выработка электроэнергии к 2050 г., вполне вероятно, увеличится более чем вдвое и составит 30 000 ГВт·ч в год. Двадцать процентов из этого объема составляет доля гидроэнергетики. Новые методы использования энергии приливов и оптимальное использование современной технологии морских электростанций будут способствовать развитию очень мощных ПЭС. К 2050 году они могут покрывать 5 % мирового энергопотребления (т.е. около 1 500 ГВт·ч) и будут иметь такой же длительный срок эксплуатации, как традиционные ГЭС. Возможность использования экологически чистой энергии в количестве 1 500 ГВт·ч в год позволит экономить порядка 485 млн т условного топлива (у.т.) в год, что исключит ежегодный выброс углекислого газа (СО2 ) в атмосферу в размере 750 млн т.

Экологический эффект, заключающийся в предотвращении выброса углекислого газа (СО2) от сжигания такого колоссального количества топлива, был бы поистине неоценимый. К примеру, коэффициент эмиссии для газа равен 1,62 т СО2/т у.т., для угля — 2,76 т СО2/т у.т., для мазута — 2,28 т СО2/т у.т., а для бензина — примерно 3 т СО2/т у.т.

Для стран, подписавших Киотский протокол, обязательным условием является осуществление проектов, приводящих к сокращению выбросов парниковых газов (Проекты совместного осуществления (ПСО)). К таким проектам в энергетике относятся возобновленные источники энергии, в том числе и приливные электростанции.

Для энергетической отрасли России, по данным аналитиков, фактор эмиссии составляет 500 г СО2/кВт·ч. В частности, у возобновленных источников энергии этот показатель равен нулю, поэтому электроэнергия от ПЭС является экологически чистой.

В рамках проекта Кислогубской ПЭС выработка электроэнергии на станции за период эксплуатации с 1970 по 1994 гг. составила около 9 млн кВт·ч, что сэкономило 2,6 тыс. тонн условного топлива и предотвратило выброс в атмосферу углекислого газа примерно 4,0 тыс. т.

Экологический эффект (на примере Мезенской ПЭС при установленной мощности 8 000 МВт и при годовой выработке 38,9 млрд кВт·ч) заключается в экономии 12,6 млн т у.т. и в предотвращении выброса порядка 19,45 млн тонн углекислого газа (СО2) в год, что при стоимости компенсации выброса 1 тонны СО2 в 10 USD (данные Мировой энергетической конференции 1992 г.) может приносить по формуле Киотского протокола ежегодный доход около 195 млн USD.

www.lengaes.rushydro.ru

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.

  1. 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 в России. Cleandex

По подсчетам мировых ассоциаций, энергия приливов может обеспечивать до 3.5% мирового потребления электроэнергии. Однако для достижения этой цели необходимо построить множество ПЭС по всему миру общей мощностью 150 ГВт. Учитывая, что мощность всех возобновляемых источников энергии по итогам 2006 года находилась на уровне 200 ГВт, эта цель кажется труднодостижимой. Прежде всего, из-за финансовой стороны вопроса. Затраты на строительство ПЭС оцениваются в 1000–2000 долл. за кВт мощности, поэтому мировому сообществу придется выделить астрономическую сумму в 150–300 млрд. долл.

Помимо финансовой составляющей эти проекты сложны технологически. В отличие от гидроэлектростации (ГЭС) вода на ПЭС поступает со значительно более низким напором. В связи с этим требуется использование турбин специальной конструкции.

Как результат, несмотря на всю перспективность приливной энергетики, в мире реализовано не более 10 коммерческих станций, а в разработке находятся еще 20. Самая крупная функционирующая ПЭС — это французская Ля Ранс мощностью 240 МВт, построенная еще в 1966 году и ставшая первой ПЭС в мире.

В России первая экспериментальная станция — Кислогубская ПЭС (Мурманская обл.), мощностью всего 400 кВт была построена в 1968 году на Кольском полуострове. Эксплуатация ПЭС была прекращена в 2000 году. Усилиями РАО ЕЭС станция вновь была пущена в работу в декабре 2004 года. В 2006 году для реконструкции станции ОАО «НИИЭС» была спроектирована, а на «ПО Севмаш» построена ортогональная турбина мощностью 1.5 МВт. Ее особенность заключается в том, что она способная вращаться только в одну сторону независимо от направления прилива и отлива. Это первый агрегат подобного класса в мире. Завершение испытаний новой турбины планируется завершить к январю 2008 года.

Представители «ГидроОГК», под чьим руководством ведется реконструкция Кислогубской ПЭС, отмечают, что компания уже сейчас имеет ряд проектов по строительству приливных электростанций в России. На первом этапе будет построено несколько ПЭС, по 100–200 МВт каждая. Следующим шагом станет возведение первых очередей двух крупных станций в Архангельской области и Хабаровском крае, суммарная мощность которых составит 5.4 ГВт.

В Архангельской области планируется построить электростанцию в Мезенском заливе, где величина прилива достигает 10.3 м. Максимальная мощность станции может составить 15 ГВт, а на первом этапе планируется ввод 2 ГВт. Предполагаемая ежегодная выработка электроэнергии составит 40 млрд. кВтч.

Другой проект — Тугурская ПЭС расположится в Тугурском заливе Хабаровского края. Высота прилива при входе в залив составляет 4.7 м. Максимальная мощность станции — 8 ГВт, ежегодная выработка электроэнергии — 20 млрд. кВтч. Мощность первой очереди составит 3.4 ГВт.Оба проекта планируются к завершению в 2020 году. В 2006–2010 гг. в их строительство планируется вложить 250 млн. долл.

Самым крупным проектом, разработанным еще в в советское время, была ПЭС на Пенжинской губе в Охотском море. Ее планировалось построить в самом горле губы, где высота приливных волн составляет 12.9 м. Проектная мощность станции в этом месте может составить 87 ГВт. Даже без учета этого грандиозного проекта, по оценке «ГидроОГК», в будущем приливные электростанции смогут обеспечить пятую часть энергопотребления в России.

www.cleandex.ru

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

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

  1. 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


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта