Янченко Максим Сергеевич Глебов Андрей Анатольевич Саратовский

Янченко Максим Сергеевич
Глебов Андрей Анатольевич
Саратовский государственный технический университет
им. Ю.А. Гагарина
ПРИЛИВНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Е.В. Савченко, старший преподаватель
Abstract:
The idea of tidal power as an alternative energy source is discussed in this article. The essence of
tidal power is represented. Several kinds of data structures, in particular their construction and operation, are also considered. The advantages and disadvantages of tidal power are analyzed. Examples of world-known tidal power stations and their facilities in the future are given.
Приливы и отливы морей и океанов обусловлены притяжением Луны и
Солнца. Приливная энергия - это и есть энергия рассеиваемых приливных движений, которые непосредственно вытекают из гравитационных и является результатом регулярного взлета и падения поверхности океана или моря из-за
воздействия гравитационных и центробежных сил между Землей, Луной и
Солнцем. Приливом влияния центробежных сил Солнца и Луны на Землю. Эти
силы возникают за счет вращения Земли и Луны. Выпуклость воды создается
гравитационным притяжением Луны на сторону Земли, приближенной к Луне.
Явление отлива происходит за счет центробежной силы на стороне Земли, обращенной в противоположную сторону от Луны. Таким образом, приливы и отливы происходят два раза в сутки[1]. Одним из способов извлечения выгоды из
этого явления является использование приливной энергии как одной из форм
гидроэнергетики. Количество энергии, которое производится, определяется
уровнем морских и океанических подъемов воды.
Приливная энергия состоит из потенциальных и кинетических компонентов. Приливные энергетические сооружения можно разделить на два основных
типа: приливные плотины и приливные течения турбин, которые используют
потенциальную и кинетическую энергию приливов соответственно[1].
В большинстве случаев для получения электричества за счет приливов и
отливов устанавливают приливные заборы в месте течения, которые вырабатывают электроэнергию за счет кинетической энергии приливов[2]. Они работают
по принципу заграждения и состоят из серии турбин, установленных в открытом заборе, через которые проходит вода. По принципу работы эти «подводные ветряные мельницы» напоминают обычные современные ветряные мельницы. Однако, есть несколько различий в условиях эксплуатации. По химическому свойству вода плотнее воздуха и скорость потока воды намного меньше.
Приливные турбины принимают на себя силы, которые сильнее сил, действующих на лопасти ветряных мельниц. Приливные турбины должны быть в со-
стоянии генерировать в течение двух приливов и отливов и должны быть в состоянии выдержать нагрузки на конструкции.
Другим видом приливной электростанции является приливная плотина
или дамба через реку, которая имеет шлюзы и турбины. Приливная плотина генерирует потенциальную энергию приливов и отливов. Она работает на тех же
принципах, что и гидроэлектростанция, за исключением того, что приливные
потоки идут в обоих направлениях. Типичное приливное заграждение состоит
из турбин, шлюзовых ворот, набережных и судоходных шлюзов. Турбины, которые используются в приливных плотинах, однонаправленные или двунаправленные и включают в себя капсульную гидротурбину и обода турбин[2]. Генерованная с помощью приливных плотин электроэнергия является надежным и
проверенным временем источником энергии. Многочисленные приливные
участки по всему миру считаются пригодными для развития, однако есть только четыре приливных заграждения, которые эксплуатируются в настоящее время.
Крупнейшая приливная электростанция «Ля Ранс» находится в устье реки
Ранс, во Франции, рядом с городом Сен-Мало. Она работает по принципу приливных плотин. ПЭС «Ля Ранс» успешно работает уже на протяжении сорока
восьми лет и снабжает электричеством почти двести тысяч домохозяйств.
В будущем планируются постройки приливных электростанций лагуны.
Это искусственно закрытый приливной морской район с установленными гидротурбинами, через которые протекает морская вода для выработки электроэнергии. Первую в мире ПЭЛ планируют построить в Уэльсе, рядом с городом
Суонси. Она будет способна вырабатывать электричество на сто двадцать тысяч домов. Как говорят эксперты, ПЭЛ в Уэльсе сможет генерировать электроэнергию четыре раза в сутки, а затем полностью контролировать генерацию
энергии морского прилива в электроэнергию[3].
Предполагается, что у берегов Китая будет возведена динамическая приливная электростанция длиной в десять километров[3]. Это одно из самых новых предложений в сфере электроэнергетики. Технология ДПЭ требует наличие в море очень длинной плотины для более эффективного влияния как приливных, так и обратных потоков. По словам специалистов КПД системы зависит от размеров дамбы.
У ПЭС имеется множество преимуществ. Это и надежность, и предсказуемость, и возобновляемость источника энергии. Сюда также можно отнести
экологичность постройки, так как при работе приливной станции не происходит выброса газов в атмосферу, воздух не загрязняется. Эффективность таких
станций намного выше по сравнению с солнечными и ветровыми генераторами.
Также работоспособность ПЭС очень высокая, она может существовать очень
долгое время[3].
Несмотря на большое количество преимуществ, данный источник энергии имеет немалое количество недостатков. В первую очередь, это очень высокая стоимость сооружения. Плотины оказывают негативное влияния на морских жителей и могут нарушить их миграцию[3]. К минусам ПЭС можно отнести и изменение мощности в течении суток. Кроме того, приливные станции
строятся гораздо дальше места потребления их энергии. Это требует много затрат на передачу электричества.
К факторам, влияющим на приливные станции, можно отнести разницу
между уровнем отлива и прилива. Она должна быть выше, чем 4,6 м. Плотины
должны быть защищены от стихийных бедствий, так как волновые действия и
штормы могут навредить или даже разрушить станцию.
Для постройки приливной электростанции требуются большие вложения,
именно поэтому в настоящее время мало новых сооружений. Но прогресс в
данной сфере не стоит на месте, так как многие страны задумываются об экологии, и некоторые из них готовы уже сейчас вкладывать средства в реализацию
проектов по обеспечению электричеством городов вблизи морей и океанов за
счет приливной энергии[3].
Список литературы:
1. Н.Н. Исанин., Морской энциклопедический справочник. Том 1, Рипол Классик, 1987,
516 стр., 9785458311212.
2. Ю.Д. Сибикин, Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебное пособие, КноРус, 2010, 228 стр., 9785406002780.
3. В.Г. Родионов, Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего, Энас,
2013, 344 стр., 9785424800023.