Приливные электростанции. Преимущества и недостатки ПЭС. Перспективы использования ПЭС

Приливные электростанции

Огромная часть поверхности нашей планеты покрыта водами океанов и морей, которые могут быть использованы для создания экологически идеальных возобновляемых источников энергии, мощность которых намного превосходит потребности человечества. В первую очередь к этим источникам следует отнести энергию приливов, приливных и других течений, волн и тепловую энергию океанов.

В приливных электростанциях (ПЭС) применяются морские плотины, которые используют изменение уровня морской воды, возникающего за счёт приливов и отливов.

Приливы связаны с гравитационным воздействием Луны и в меньшей степени Солнца на моря и океаны Земли. На частицу воды действуют, в частности, две силы: притяжения со стороны Луны и центробежная за счёт вращения системы Земля-Луна относительно их центра масс, расположенного на расстоянии L’=4670 км от центра Земли по направлению к Луне (средний радиус Земли r=6370 км)(рис. 1.1).

Это приводит к тому, что силы в точках X и Y на противоположных поверхностях океана F_x и F_y оказываются равными по величине и противоположными по направлению.

В результате возникают два приливных подъёма воды в противоположных точках поверхности Земли, расположенных на пересечении прямой, проведенной от Луны через центр Земли.

Рис. 1.1 схема расположения Луны и Земли.

Высота приливной волны в открытом океане не превышает 1 м, что явно недостаточно для энергетических целей.

Однако при движении через сужающиеся проходы между островами или при подходе к побережью, имеющему специфический профиль, за счет эффекта воронки или резонансных процессов высота подъёма воды может возрасти в несколько раз.

Преимущества и недостатки ПЭС

Приливные электростанции по сравнению с другими источниками энергии обладают как преимуществами, так и недостатками.

К числу преимуществ можно отнести следующие:

·  Энергетические:

1)  Энергия возобновляемая;

2)  Неизменная выработка энергии в месячном (сезонном и многолетнем) периодах за весь срок эксплуатации;

3)  Устойчивая работа в энергосистемах как в базовом режиме, так и в пике графика нагрузок;

4)  Нет зависимости от уровня выпадаемых в  году осадков;

5)  Стоимость энергии самая низкая по сравнению со всеми другими типами электростанций, что доказано 33-летней эксплуатацией промышленной ПЭС «Ранс» в центре Европы в энергосистеме Electricite de France. Так, по данным Electricite de France за 2005 год стоимость 1 кВт*ч электроэнергии (в сантимах) составляла: ПЭС-18,5; ГЭС-22,61; ТЭС-34,2 и АЭС-26,15. По российским данным, полученным в тот же период, стоимость одного кВт*ч Тугурской ПЭС (Охотское море) составила 2,4 коп., в то время как у проектируемой Амгуенской АЭС (Чукотка) она равнялась 8,7 коп.

·  Экологические:

1)  Отсутствует выброс вредных газов, в том числе и создающих парниковый эффект в атмосфере, а также золы, радиоактивных и тепловых отходов;

2)  Отсутствуют проблемы, связанные с добычей, транспортированием, переработкой, сжиганием и складированием топлива, отрицательно влияющие на окружающую среду;

3)  Натуральные испытания на Кислогубской ПЭС не обнаружили погибшей рыбы или её повреждений;

4)  На ПЭС гибнет всего 5-10 % планктона (на ГЭС 83-99 %), являющегося