Крупные приливные станции России

Современный принцип работы приливной электростанции заключается в проходе воды через турбины. Только он происходит исключительно в момент повышения уровня воды. Ни одна река не подойдет для строительства такого здания, ведь для работы требуется морской прилив. Хотя сейчас ученые возводят плотины, дающие схожий эффект, что подтвердили иностранные специалисты. Какие же объекты встречаются в России?

• Кислогубская — 1,7 МВт;
• Северная — 12 МВт;
• Пенжинская — 87 ГВт.

Кислогубская ПЭС действует до сих пор. Полстолетия она дает электроэнергию, хотя ее показатели далеки от максимальных. На стадии проектирования остается Северная ПЭС, возможности которой ощутимо возрастут. Она планируется для дальнейшего развития направления энергетики и тестирования нового принципа работы.

Пенжинская ПЭС — это не отдельный объект, а глобальный проект РАО «ЕЭС» России. В нее входят новые приливно-отливные электростанции, объединенные в цельную сеть. Это даст постоянный поток энергии, способный обеспечить целый регион без материальных затрат.

Интересуясь тем, в каком регионе России построена приливная электростанция, несложно отметить, что строительство осуществляется в северной части страны. Это связано с силой воздействия Луны, которая в этих местах делает перепады максимальными. Полученные данные стали лучшим подтверждением, так что нынешняя работа ориентировано только на определенные регионы.

Приливные электростанции: плюсы и минусы

Приливные электростанции плюсы и минусы имеют различные. Их невозможно сравнить с традиционными источниками, основанными на твердом и жидком топливе. Только в последние годы специалисты продолжают ориентироваться на данное направление, стараясь восстановить окружающую среду.

Преимущества приливных электростанций

Переходя к преимуществам, можно долго рассуждать. Специалисты отмечают полную экологическую чистоту их работы. Их принцип исключает вредные выбросы. Из-за чего проекты продолжают расширяться, постепенно заменяя устаревшие ТЭЦ.

Также плюсом является низкая себестоимость энергии, которая обеспечить человечество доступным природным ресурсом. Ведутся разговоры об отсутствии интереса со стороны властей, кому выгодно традиционное топливо, но это ошибка. Правительства различных государств активно вкладывают средства, стараясь повысить возможности ученых.

Недостатки приливных электростанций

Обратив внимание на то, как работает приливная электростанция, можно сразу выделить первый недостаток — непостоянство подачи энергии. Это главная проблема, с которой борются конструкторы. Вторым же остается небольшая мощность, но оба минуса быстро устраняются. Последние разработки позволили использовать плотины, что повысило все показатели.

Сейчас построить приливную электростанцию в России берутся немногие компании. Причиной этого является колоссальная стоимость подобных проектов. Это еще один минус, сохраняющийся десятилетиями. Пока невозможно уменьшение суммарных затрат, поэтому говорить о расширении возможностей не удается.

Приливные электростанции на фото чем-то напоминают традиционные ГЭС. Если же изучить их принцип работы и горизонты, открытые учеными, придется изменить собственное мнение. В будущем полностью восстановится экология, главной причиной чего станет активное использование альтернативных источников энергии.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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.

«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.

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.

История создания и эксплуатации

Кислогубская ПЭС была сооружена в 1968 году по проекту института «Гидропроект». Главный инженер проекта и строительства Л. Б. Бернштейн. Строительство ПЭС было произведено передовым для того времени наплавным способом — железобетонное здание ПЭС было сооружено в доке вблизи Мурманска, а затем отбуксировано к месту установки по морю. В одном из водоводов ПЭС был смонтирован французский капсульный гидроагрегат мощностью 0,4 МВт с диаметром рабочего колеса 3,3 м (демонтирован и заменён на новый в 2004 году), второй водовод, предназначавшийся для гидроагрегата отечественной разработки, был оставлен пустым.

После пуска ПЭС была передана на баланс «Колэнерго» и использовалась НИИЭС в качестве экспериментальной базы. В 1994 году, в связи со сложной экономической ситуацией, ПЭС была законсервирована; за время эксплуатации было выработано 8,018 млн кВт·ч электроэнергии.

В начале 2000-х годов руководством РАО «ЕЭС России» было принято решение о восстановлении Кислогубской ПЭС в качестве экспериментальной базы для отработки новых гидроагрегатов для приливных электростанций, а также технологий сооружения ПЭС. В конце 2004 года на станции был установлен новый ортогональный гидроагрегат мощностью 0,2 МВт с диаметром рабочего колеса 2,5 м, изготовленный ФГУП «ПО Севмаш» (старый гидроагрегат при этом был демонтирован), станция была введена в эксплуатацию. В конце 2006 года к станции была подведена линия электропередачи напряжением 35 кВ. В ходе реформы электроэнергетики Кислогубская ПЭС перешла в собственность ОАО «ТГК-1», однако летом 2006 года была выкуплена ОАО «ГидроОГК» (ныне ОАО «РусГидро») и поставлена на баланс его дочернего общества ОАО «Малая Мезенская ПЭС».

5 мая 2006 года на «Севмаше» состоялась закладка нового экспериментального блока для Кислогубской ПЭС. В ноябре 2006 года блок был спущен на воду и в начале 2007 года отбуксирован по морю на Кислогубскую ПЭС, где и был установлен напротив второго водовода станции. Испытания новой ортогональной турбины мощностью 1,5 МВт прошли успешно и подтвердили проектные параметры.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

> См. также

• Северная ПЭС

Единственная в России приливная электростанция отмечает полувековой юбилей

Кислогубская ПЭС

28 декабря, исполнилось 50 лет первой и единственной в России приливной электростанции – Кислогубской ПЭС. Этот уникальный объект находится в Мурманской области и представляет собой экспериментальную площадку для отработки технологий приливной энергетики.

История Кислогубской ПЭС началась задолго до официального старта проекта. Идейный вдохновитель, а впоследствии главный инженер станции Лев Бернштейн, еще будучи студентом, выбрал место для строительства во время экспедиции, за 30 лет до начала проектирования ПЭС. Близость к промышленному центру – Мурманску, наличие линий электропередачи и самое главное – особенности рельефа, конфигурация Губы Кислой и его соединение с заливом Ура через так называемое «узкое горло» позволяли существенно снизить затраты на строительство.

Проект разработали инженеры Института Гидропроект. Станция установлена в узкой части губы Кислая, где высота приливов достигает 5 метров. В качестве основания приливной электростанции использована искусственная песчано-гравийная платформа. Морской залив по обеим сторонам от блока перекрыт насыпной дамбой.

Здание Кислогубской ПЭС впервые в мировой практике сооружено наплавным способом. Этот способ установки, когда конструкцию из тонкостенного железобетона, собранную в Мурманске, отбуксировали за 100 км в губу Кислую и там установили на подготовленное основание, позволил сократить первоначальную смету на треть. В дальнейшем опыт стал широко применяться при строительстве ГЭС, подводных тоннелей и защитных гидротехнических комплексов в России и за рубежом. Все узлы сооружения ПЭС выполнены в виде модулей. Такая конструкция обеспечивает высокую ремонтопригодность и удобство обслуживания механизмов. Оборудование станции обеспечивает выработку электроэнергии как при прямом, так и при обратном потоке воды через гидроагрегаты.

Первое напряжение новая электростанция дала в 1968 году. Мощность ПЭС по проекту должна была составить 0,8 МВт. Планировалось использовать две турбины – французского и отечественного производства. Фактически в эксплуатацию был запущен только один французский агрегат, который вырабатывал 0,4 МВт. Новая страница истории ПЭС – начало 2000-х годов, когда она стала экспериментальной базой для отработки новых технологий для приливных электростанций. В 2004 году на ПЭС был установлен новый отечественный ортогональный гидроагрегат мощностью 0,2 МВт, через два года проведена реконструкция линии электропередачи 35 кВ, подходящей к станции, в 2007 году на ПЭС установили еще одну инновационную ортогональную турбину российского производства мощностью 1,5 МВт.

Приливная электростанция относится к возобновляемым источникам энергии, не использует для выработки электроэнергии ископаемое топливо и не оказывают вредного воздействия на человека и природу. За время опытной эксплуатации первой отечественной приливной электростанции накоплен уникальный материал по динамике процессов работы ПЭС в условиях арктического побережья, по экологическому мониторингу окружающей среды. Впоследствии технологии и конструкции, отработанные на Кислогубской ПЭС, будут применены при создании новых приливных электростанций. Благодаря простоте изготовления и невысокой стоимости ортогональные турбины перспективны для использования не только на приливных электростанциях, но и на малых ГЭС.

Добавьте «RusCable.Ru» в предпочтительные источники в Яндекс Новостях, так вы первыми узнаете о главных новостях и важнейших событиях дня.

Описание

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.

Также гидротурбины для выработки электроэнергии могут устанавливаться на морское судно (SR-2000).

ПЭС используются во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах.

В России c 1968 года действует экспериментальная Кислогубская ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. На 2009 год её мощность составляла 1,7 МВт. На этапе проектирования находится Северная ПЭС в губе Долгая-Восточная на Кольском полуострове мощностью 12 МВт. В советское время также были разработаны проекты строительства ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 000 МВт) на Белом море, Пенжинской губе и Тугурском заливе (мощностью 8000 МВт) на Охотском море, в настоящее время статус этих проектов неизвестен, за исключением Мезенской ПЭС, включённой в инвестпроект РАО «ЕЭС». Пенжинская ПЭС могла бы стать самой мощной электростанцией в мире — проектная мощность 87 ГВт.

ПЭС «Ля Ранс», построенная в эстуарии реки Ранс (Северная Бретань) имеет самую большую в мире плотину, её длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Сен-Мало и Динард. Мощность станции составляет 240 МВт.

Другие известные станции: южнокорейская Сихвинская ПЭС (мощность 254 МВт), британская СиДжен, канадская ПЭС Аннаполис и норвежская ПЭС Хаммерфест.

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.

Существует мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что может привести к негативным экологическим последствиям. Однако ввиду колоссальной массы Земли кинетическая энергия её 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).

> См. также

• Закрытая приливная турбина
• ПЭС у острова Рузвельта (Нью-Йорк)