No Image

Самая крупная пэс в россии

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
21 января 2020

Введение

Уровень моря поднимается и опускается, каждые сутки прилив неизменно подступает и также неизменно уходит назад. Трудно вообразить более предсказуемый источник энергии. И, тем не менее, первые демонстрационные проекты приливных электростанций получили признание отнюдь не сразу. Первые конструкции часто выходили из строя после некоторого времени эксплуатации. Лопасти и ступицы не выдерживали постоянного напора воды.

Также существует мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что может привести к негативным экологическим последствиям. Однако ввиду колоссальной массы Земли кинетическая энергия ее 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 (

В данном реферате будет рассмотрен принцип действия Приливной электростанции (ПЭС) и описаны некоторые действующие или проектируемые ПЭС.

Определение и принцип работы

Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.

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.

Принцип работы приливной электростанции сходен с работой ветрогенератора, только вместо ветра движителем турбин является подводное течение. Особенность таких установок — высокая предсказуемость режима работы, ведь в отличие от капризного ветра приливы и отливы постоянны. Это очень важно для интеграции в местные сети, испытывающие значительные суточные перепады уровня энергопотребления.

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.

Описание крупнейших приливных электростанций в мире

2.1. Приливная электростанция "Ля Ранс"

ПЭС "Ля Ранс" — крупнейшая по выработке приливная электростанция в устье реки Ранс, рядом с г.Сен-Мало в области Бретань Франции.

ПЭС "Ля Ранс" долгое время удерживала мировое лидерство и по мощности, но в августе 2011 уступила южнокорейской Сихвинской ПЭС.

Выбор места строительства электростанции был обусловлен значительными приливами в устье реки, высота которых здесь может достигать 13,5 м, а их обычная высота — 8 м. Строительство велось с1963 по 1966 годы. По окончании общая сумма затрат составила 620 млн. ₣ или около 150 млн. долл.

Установленная мощность — 240 МВт. Использует 24 турбины, находящиеся в работе в среднем 2 200 часов в год. Объём производства составляет около 600 млн. кВт⋅ч. Себестоимость одного кВт⋅ч ПЭС "Ля Ранс" приблизительно в 1,5 раза ниже обычной стоимости кВт·ч, произведенного на АЭС Франции.

ПЭС "Ля Ранс", имеет протяжённую плотину, её длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард.

Электростанция входит в энергосистему Électricité de France.

Электростанция является одним из туристических центров, которая привлекает до 200000 посетителей в год.

Рис.1 Расположение ПЭС "Ля Ранс" на карте

2.2 Кислогубская приливная электростанция

В СССР (России) c 1968 года действует экспериментальная Кислогубская ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. На 2009 год её мощность составляла 1,7 МВт.

Кислогубская ПЭС — экспериментальная приливная электростанция, расположенная в губе Кислая Баренцева моря, вблизи поселка Ура-Губа Мурманской области. Первая и единственная приливная электростанция России. Состоит на государственном учёте как памятник науки и техники.

Читайте также:  Почему щипит глаза от лука

Рис. 2 Расположение Кислогубской ПЭС на карте

Мощность станции — 1,7 МВт (первоначально 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 ПЭС 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). Гидротурбины изготовлены ФГУП "ПО Севмаш", генераторы — ООО "Русэлпром" [1]

Кислогубская ПЭС принадлежит ОАО "РусГидро" в лице его 100% дочернего общества — ОАО "Малая Мезенская ПЭС".

Суммарная мощность разрабатанных в России проектов приливных электростанций (ПЭС) составляет 100 ГВт, т. е. чуть менее половины потребности всей страны в электроэнергии.

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.

Читайте также:  Самодельные снасти для рыбалки видео

В условиях постоянного роста энергопотребления изыскиваются все новые способы получения электричества. Все они относятся к альтернативным источникам и в своей работе используют силы природы – солнце, ветер, подземное тепло и другие. В этом же ряду стоят и приливные электростанции, строительство которых успешно ведется в наиболее удобных прибрежных зонах. ПЭС имеют свои достоинства и недостатки, но тем не менее способны обеспечить электроэнергией целые районы. Данное направление считается достаточно перспективным, поэтому многие страны выделяют значительные средства на проведение исследований в этой области.

Как работает приливная электростанция

Принцип работы приливных электростанций заключается в разнице уровней воды во время приливов и отливов. Для того чтобы система заработала, она должна составлять как минимум 4 метра. В некоторых местах этот показатель достигает 16-18 метров. Чем выше будет перепад высот, тем более высокую мощность сможет развить электростанция.

Выбор места под строительство в первую очередь обусловлен береговым рельефом, представляющим собой своеобразный бассейн в виде закрытой акватории, расположенной в границах суши. Поэтому энергетические объекты чаще всего размещаются в устьях рек или морских заливах.

Выбранный участок акватории отделяется от моря путем возведения плотины. Ее конструкция предусматривает специальные ниши с установленными в них гидротурбинами и генераторами. Все оборудование заключено в капсулу обтекаемой формы. По своей функциональности – это устройства двойного действия. Когда через них проходят водные потоки, они производят электроэнергию. В случае необходимости они переключаются и становятся насосами, перекачивающими воду в «бассейн». Таким образом, создаются водные запасы на период времени между приливом и отливом, и выработка электроэнергии не прекращается.

Режимы действия приливных электростанций:

  • Простой цикл, продолжительностью от 1 до 2 часов – от начала и до конца прилива.
  • Сложный цикл, продолжающийся 4-5 часов и захватывающий полное время прилива и отлива.

Каждый из этих циклов повторяется четыре раза в течение суток. Во время приливов водохранилище станции наполняется водой. Водяные потоки проходят через узкие ниши плотины и создают высокое давление. Под его влиянием лопасти турбинных агрегатов начинают вращаться и генераторы вырабатывают электрический ток. С началом отлива вода покидает бассейн и вновь проходит через плотину, приводя в движение лопасти турбин.

При одинаковом уровне воды в хранилище и открытом море, происходит закрытие впускных клапанов. Когда возникает хотя-бы минимальный перепад, срабатывает автоматика и они открываются.

Мощность приливной электростанции от силы и цикличности приливов, количества и объемов водохранилищ, а также от численности турбин и генераторов, установленных в плотине. Недорогим и перспективным вариантом считается «приливная мельница», не требующая возведения плотины. Вместо турбин здесь используются лопасти огромных размеров – от 10 до 20 метров, опущенные в воду и вращаемые силой приливов-отливов.

Виды приливных электростанций

Одна из разновидностей установок представлена генераторами приливного потока (рис. 1). Каждый из них выполнен в виде отдельной установки, извлекающей кинетическую энергию воды во время прилива. Иногда они монтируются на опоры мостов, и в этом случае уже не требуется отдельных установочных конструкций, а водные ресурсы используются более рационально. Такие устройства устанавливаются в проливах и других наиболее удобных местах. Выпускаются в вертикальном или горизонтальном исполнении, открытого типа или с обтекателями.

Динамические приливные электростанции ПЭС (рис. 2) одновременно используют в своей работе кинетическую и потенциальную энергию проходящих волн. Однако данный проект требует возведения плотины прямо в открытом море, а ее средняя протяженность должна быть в пределах 35-55 км. Движение воды будет осуществляться в одном направлении через многочисленные турбины низкого давления.

Читайте также:  Размеры мангала для шашлыка чертеж из железа

Существуют также приливно-отливные электростанции (рис. 3), использующие в своей работе потенциальную энергию, образованную разной высотой водного потока во время прилива и отлива. Основным элементом конструкции служит плотина, удерживающая массу воды, поступающей в прилив. В дальнейшем, с наступлением отлива, поток возвращается обратно в море, и эта энергия обеспечивает вращение турбин и выработку генераторами электрического тока.

В определенных условиях строятся приливные электростанции по типу лагуны (рис. 4). Они сооружаются в виде круговых плотин с установленными в них турбинами. Получается замкнутый водоем, напоминающий предыдущий вариант. Основным отличием является полностью искусственное происхождение объекта.

Плюсы и минусы приливных установок

Несомненные достоинства этих электростанций дали серьезный толчок к их дальнейшему развитию и совершенствованию. Практически все приливные электростанции отличаются следующими положительными качествами:

  • Экологическая чистота, отсутствие каких-либо вредных выбросов.
  • Достаточно продолжительный срок эксплуатации.
  • Возможность предварительных расчетов по количеству выработанной электроэнергии, независимость объема используемой воды от времени года.
  • Более мягкий ледовый режим, отсутствие торосов в водохранилище и предпосылок их появления. Аварийное разрушение плотины не приводит к катастрофе, как это может случиться на обычной ГЭС.
  • Энергия приливов и отливов действует постоянно, независимо от времени года.
  • Невысокая стоимость получаемой электроэнергии.
  • Берега дополнительно защищены от воздействия штормов, турбины расположены на дне и не несут угрозы морскому транспорту. Рыба тоже может свободно передвигаться по установленным маршрутам.
  • Меньший объем документации, отсутствует необходимость в отчуждении земель для устройства бассейна.
  • Большинство изменений и вмешательств в природу имеют местное значение и не наносят существенного вреда.
  • На приливных плотинах при необходимости прокладываются железные или автомобильные дороги.

Минусы которые следует учитывать, когда планируется строительство приливных электростанций:

  • Нерегулярное действие, которое связано с цикличностью приливов и отливов, находящихся в активной фазе всего лишь 4-5 часов. Также существует пассивная фаза перед началом прилива и сразу после отлива, продолжительностью 1-2 часа.
  • Установки окупаются в течение длительного времени, поскольку они недостаточно эффективны.
  • Побережье, занятое приливными электростанциями, оказывается непригодным для отдыха и туризма, которые нередко бывают более выгодными, чем производство электричества. Поэтому такие объекты строятся преимущественно в северных регионах.
  • Специфические трудности строительства, поскольку наиболее подходящие места расположены на побережьях с изрезанной береговой линией.

Самые крупные ПЭС в мире

Одной из наиболее известных приливных электростанций считается установка, которая построена во Франции, возле города Сен-Мало в устье реки Ранс (рис. 1). В течение длительного времени она удерживала первенство по всем основным показателям, и лишь сравнительно недавно ее обогнала южнокорейская установка.

Место под строительство было выбрано не случайно. В устье реки приливы очень часто достигали 8 метров, а максимальная отметка составила более 13 метров. Объект строился в 1963-1966 годах, а стоимость работ достигла показателя в 150 млн долларов.

Величина установленной мощности находится в пределах 240 мВт. На станции задействовано 24 турбины, работающие примерно 2200 часов в течение года. Себестоимость электроэнергии, произведенной на этой ПЭС, примерно в 1,5 раза меньше, чем на французских АЭС. Основным конструктивным элементом является плотина протяженностью 800 метров. Кроме того, она выполняет функции моста с проложенной высокоскоростной трассой.

Единственная приливная электростанция в России – Кислогубская (рис. 2). Она расположена на побережье Баренцева моря в наиболее узком месте Кислой Губы, неподалеку от населенного пункта Ура-Губа Мурманской области. Данная установка считается экспериментальной, ее первоначальная мощность составляла 0,4 МВт, в настоящее время – 1,7 МВт. Взята на государственный учет в качестве памятника науки и техники. Конструкция включает две части: старую, построенную в 1968 году и новую, возведенную в 2006 году.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector