Energia pływów. Jedyna rosyjska elektrownia pływów

Wielki Nikola Tesla wielokrotnie w prywatnej rozmowie argumentował, że ludzie są wszędzie otoczeni energią, po prostu muszą być w stanie z niej korzystać. Ludzkość przeszła najłatwiejszy sposób, czerpiąc z natury najbardziej nasyconych kalorycznymi substancjami i je spalając. Efektywność wykorzystania zasobów jest niska, ale niewiele osób myśli o tym, chociaż Mendelejew wskazał także na proporcjonalność korzyści płynących ze spalania ropy i banknotów. Niemniej jednak, od czasu do czasu świat akademicki pamięta swoje poprzednie doświadczenia lub wymyśla coś nowego. Są więc pola turbin wiatrowych z generatorami, panelami słonecznymi, pływami i elektrownie geotermalne, inne źródła energii, które wykorzystują siły naturalne, które są obecnie prawie całkowicie zmarnowane.

Energia sił natury

Wiatr, fale, błyskawice, huragany, tornada, erupcje wulkanów to ruchy mas i energia powietrza, wody, ciepła i elektryczność statyczna. Jeśli uda nam się nauczyć, jak odebrać przyrodę przynajmniej część jej siły dla potrzeb naszej rosnącej cywilizacji, to dla przyszłości ludzkości możesz być spokojny. W przeciwnym razie, wraz ze wzrostem zużycia zasobów nieodnawialnych, ich wyczerpanie jest nieuniknione. Pewnego dnia, wyczerpią się węgiel, ropa, gaz, uran, pluton i inne minerały, a nastąpi zapaść energetyczna na planecie. Jednym z możliwych sposobów wyjścia z kryzysu jest słusznie uważana moc pływów. Jak sama nazwa wskazuje, pochłaniają one energię ogromnych mas wody płynącej z jednej części Oceanu Światowego do drugiej z pewną częstotliwością.

Co to jest fala

Fakt, że poziom morza podnosi się i spada od czasu do czasu, ludzie wiedzą od dawna. Zjawisko to spotkało starożytnych żeglarzy. Kiedyś zaczęli swoje statki w przytulnej lagunie i próbowali wydostać się z niej ponownie do morza, nagle wpadli na wyspę, która jeszcze niedawno nie istniała. Legendy o duchach poruszających podwodne rafy, kamienie, bijące o pień przez falę syren i innych fascynujących mitów. Wkrótce znów utknęły w martwym punkcie i statki ruszyły dalej. Odkrycie astronomicznych wzorców doprowadziło do uświadomienia sobie wzajemnego związku między pojęciem poziomu wody a fazami księżyca. Wszystko wyjaśnił Prawo świata. Woda była przyciągana do Księżyca w momentach zbliżania się do Ziemi z siłą odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między ciałami kosmicznymi. Z punktu widzenia fizyki, elektrownie pływowe powinny być nazywane księżycowymi. Wykorzystują energię ruchu wody, która z kolei czerpie energię z jedynego naturalnego satelity naszej planety. Słońce, nawiasem mówiąc, również przyczynia się do tego procesu, mimo że jest dalej niż Księżyc, ale wtedy masa gwiazdy jest znacznie większa.

Tidal Mills, British i Pomors

Intuicyjnie, ludzkość nauczyła się stosować energię pływową na długo przed odkryciem praw Newtona. Nie było też generatorów elektrycznych. Ale z drugiej strony, młyny pracowały z mocą i głównym, kamienie młyńskie wirowały z kołami z ostrzami opuszczonymi do wody, gdzie fale morza były najbardziej aktywne. Zwykle miejsce budowy podobnych obiektów przemysłu spożywczego zostało wybrane przez starożytne młyny w zatokach o wąskiej paszczy. Tam strumienie wody plują nierozsądnie, szczególnie skutecznie. To był przypływ - kierunek rotacji jest jeden, a podczas odpływu - drugi, przeciwny, a ziarno nie obchodzi, w jaki sposób obracają się kamienie młyńskie, w każdym razie jest zmielone. W istocie młyny pływowe były tymi samymi wiatrakami, pracowały nie tylko w powietrzu, ale w środowisku wodnym. Urządzenia te funkcjonowały na Wyspach Brytyjskich już w XII wieku, a ich pojawienie się w Rosji na Morzu Białym znane jest z kroniki XVII wieku. Być może Pomors korzystali z angielskiego doświadczenia, gdy widzieli te młyny podczas swoich misji handlowych, ale możliwe, że sami o tym pomyśleli, byli utalentowani.

Po fundamentalnych odkryciach w dziedzinie elektrotechniki teoretycznej, zagadnienie praktycznej przemysłowej produkcji nowej energii zbliżyło się do siebie. Silnik parowy, oś śruby hydraulicznej lub inne mechaniczne źródło z momentem obrotowym mogą obracać wałkiem generatora.

Pierwsze próby

Najprostszym rozwiązaniem była tama, analogicznie do młyn wodny używając potencjałów poziomu różnicy. W XIX wieku silniki parowe również były szeroko stosowane, podobnie jak silniki spalinowe. W 1913 r. Zbudowano pierwszą na świecie eksperymentalną elektrownię pływów. Zasada działania tego źródła energii jest dziś wykorzystywana. Moc generatora, zamontowanego w Dee Bay, w pobliżu portu w Liverpoolu, była mała, 635 watów, ale się nie zaczęła.

W 1935 roku Amerykanie, którzy byli zainteresowani innowacjami, próbowali zbudować mocniejszy agregat "nieodpłatnej" energii, zainwestowali sporo w projekt, ale pomysł zamienił się w zapaść. Zwolnienia dna morskiego nie zostały dostatecznie zbadane, ziemia "płynęła", a wysiłki zmierzające do odcięcia wód Zatoki Passamakvodi (Wschodnie Wybrzeże USA) były daremne.

"Martwe punkty"

Ale doświadczenie jest zawsze przydatne, przydatne są eksperymenty, nawet te nieudane. W trakcie prac inżynierowie określili niezbędne i wystarczające warunki, w których mogą pracować elektrownie pływowe, w szczególności minimalną różnicę poziomów. Miał cztery metry. Oczywiście, im więcej, tym lepiej, ale mniej, wtedy nie warto rozpoczynać budowy PES.

Jest oczywiste, że przy niskim i niskim pływie kierunek przepływu wody przez śmigło turbiny będzie inny. Co więcej, intensywność rotacji zmienia się również w zależności od poziomu płynu roboczego w basenie gromadzącym energię. Przy projektowaniu turbin musieli wziąć pod uwagę te cechy inżynierów. Wał generatora zatrzymuje się całkowicie w dwóch martwych punktach, ograniczając cykl roboczy. Rotacja zaczyna się tylko wtedy, gdy występuje różnica poziomów, nie ma znaczenia, czy jest ona dodatnia czy ujemna, tak działają wszystkie elektrownie pływowe. Plusy i minusy sąsiadują ze sobą w systemach i maszynach wymyślanych przez ludzi, nic nie jest doskonałe. Ważne jest, aby właściwie ocenić zalety i wady.

Co jest dobre dla środowiskowych PSZ?

Główną zaletą jest to, że stacje te nie potrzebują paliwa, a zatem nie ma produktów spalania.

Drugi plus jest również bardzo ważny. Cokolwiek się stanie i jakiekolwiek kataklizmy się wydarzą (trzęsienia ziemi, tsunami, erupcje wulkanów, upadki samolot, zamach bombowy, atak terrorystyczny itp.), najgorszą rzeczą, jaka może się stać, jest zniszczenie jednostki operacyjnej i generatora za pomocą podstacji. Inne konsekwencje, takie jak wyciek paliwa, radioaktywny płyn chłodzący, a nawet coś strasznego, nie mogą być spowodowane brakiem niebezpiecznych czynników procesowych.

Trzecia pozytywna strona, która korzystnie odróżnia elektrownie pływowe od elektrowni wodnych, polega na zasadzie działania, która zapewnia ostrożne podejście do bogactwa ryb w kraju. Część planktonu, oczywiście, umiera podczas wlotu wody, ale nie więcej niż na jedną dziesiątą (dla porównania przejście ostrzy elektrowni wodnych nie wytrzymuje od 83 do 99% wodnej mikrofauny, głównego pokarmu dla ryb).

Po czwarte, warunki lodowe praktycznie nie wpływają na pracę PSZ.

Po piąte, zasolenie wody pozostaje prawie niezmienione.

Szósty moment ekologiczny polega na tym, że nieuniknione strukturalne zakłócenia dna, powstające podczas budowy, są całkowicie "wyleczone" w ciągu dwóch lat z pełną odnową żywotnej aktywności hydrobiosphere.

Aspekty ekonomiczne

Jedyne elektrownie pływowe w Rosji i francuski Rance TPS w swoich przykładach wykazały, że koszt energii wydobywanej z wody jest najniższy. Ponadto wydajność przedsiębiorstw jest wysoce stabilna i nie zależy od jakichkolwiek wstrząsów politycznych ani makroekonomicznych. Na prace TEC wpływa tylko ruch ciał kosmicznych. Zwiększenie lub obniżenie poziomów obciążenia i zużycia energii przez konsumentów również nie narusza regulaminów technologicznych działania.

Technologia budowy, zwana pływającą, pozwala na tworzenie jednostek napędowych nie w miejscu przyszłych stacji, ale w dokach nadbrzeżnych, a dopiero potem holuje elektrownie pływowe do pożądanego obszaru oceanów świata. W ten sposób proces instalacji jest znacznie uproszczony.

Urządzenie

Największą amplitudę poziomu morza obserwuje się w zatokach, w których naturalne półzamknięte baseny tworzą relief wybrzeża. Zmiana kierunku obrotu turbiny jest technicznie realizowana poprzez zmienny skok łopatek, innymi słowy, ich obrót względem osi obrotu. Z reguły turbiny mają możliwość przejścia z generatora w tryb pompy, w zależności od sytuacji i fazy cyklu technologicznego. Główną wadą nierównomiernego działania jest wspólna, zintegrowana sieć energetyczna, której częścią są elektrownie pływowe. Wady i zalety tej technologii, w porównaniu, wciąż skłaniają inżynierów energetyki i ekologów na korzyść PES.

Dlaczego jest ich niewielu?

Jeśli wszystko jest tak cudowne, to dlaczego brzegi wszystkich kontynentów nie są nasycone tymi cudownymi, przyjaznymi dla środowiska, nieszkodliwymi i nieszkodliwymi, ale bardzo przydatnymi obiektami? Dlaczego ludzkość wciąż pali w atmosferze olejem opałowym, węglem i innymi oparami, ryzykuje nowe Czarnobylu i Fukushimę, ruiny ryb z łopatami turbin elektrowni wodnych i spowalnia ruch rzek, prowadząc do naruszenia środowiska? Członkowie Greenpeace twierdzą, że przypływy elektrowni same w sobie mogą zaspokoić współczesne potrzeby mieszkańców świata wraz z przedsiębiorstwami pięć tysięcy razy. Na świecie można je jednak policzyć na palcach.

Wysokie koszty i korzyści

Faktem jest, że są one bardzo drogie. Każdy TPP kosztuje nawet o 150% więcej niż stacja hydroelektryczna o tej samej wydajności. Koszt zrujnowanych ryb i szkód dla środowiska, których nikt nie bierze pod uwagę. Możesz mieć różne podejście do organizacji Greenpeace i nie wszyscy wspierają jej działalność, ale warto posłuchać opinii jej członków. A niektórzy już to zrobili.

Udział energii dostarczanej obecnie przez wszystkie elektrownie pływowe na świecie jest znikomy, ale ma tendencję do stałego wzrostu. Teraz jest ich nieco więcej niż tuzin, mają różne możliwości i łączy je tylko zasada działania.

Oto ich lista z cechami, krajem i rokiem oddania do eksploatacji:

Pięć więcej działających chińskich stacji nie znalazło się na liście z powodu niskiej mocy.

Jednocześnie eksperci szacują całkowity potencjał hydro-pływowej energetyki na milion megawatów, uzyskanych bez spalania paliw kopalnych lub reakcji jądrowych.

Co dalej?

Elektrownia pływowa Kislogubskaya pracowała nad całkowitym zużyciem części kruszyw, aw 1994 r. Przeszła konserwację, ale już na początku trzeciego tysiąclecia postanowiono ją zrekonstruować w celu przeprowadzenia badań eksperymentalnych. Przywództwo Federacji Rosyjskiej przywiązuje dużą wagę do kwestii alternatywnego wytwarzania ogromnych ilości energii, pomimo wysokich kosztów budowy jednostek przemysłowych.

Jedyną elektrownią pływów w Rosji jest tylko baza do rozwoju technologii. Istnieje projekt budowy największego na świecie centrum energetycznego Penzhinsky na Morzu Ochockim o łącznej mocy 135 GW. Ma być stosowany do produkcji ogromnych ilości wodoru, niezbędnego do produkcji syntetycznych paliw kopalnych, które nie tworzą szkodliwych związków chemicznych podczas spalania. Ten projekt wymaga poważnych inwestycji, ale obiecuje dać efekt, którego wartość jest obecnie trudna do oszacowania.

Pozostaje otwarte pytanie, kiedy dokładnie zbudowana zostanie elektrownia pływowa Penzhinsk w Rosji.