Приливные электростанции пэс: виды, принцип действия

Введение в приливную энергию

Приливная энергия – это форма возобновляемой энергии, которая использует силу океанприливы для выработки электроэнергии. Это многообещающий источник чистой и устойчивой энергии, который может снизить нашу зависимость от ископаемого топлива

В эта секция, мы будем исследовать Определение приливной энергии, его важность, и его роль as возобновляемый ресурс

Определение приливной энергии

Приливная энергия – это энергия, генерируемая Восход и падение океанприливы. По мере того, как приливы приходят и уходят, они создают мощный и предсказуемый источник энергии, которую можно преобразовать в электричество. Эта энергия можно использовать с помощью различные технологии, такие как приливные турбины, которые похожи на ветровых турбин но действуют под водой.

Важность приливной энергии

Приливная энергия держится большое значение in квест для устойчивый и чистая энергия источников, Вот несколько причин почему приливная энергия привлекает внимание:

1. Возобновляемая и устойчивая энергия. Приливная энергия является возобновляемой, то есть она не истощается с течением времени. Приливы приводятся в движение гравитационным притяжением Луны и Солнца, которые постоянная небесные тела. Пока существует Земля, приливная энергия будет доступна.

2. Предсказуемый и надежный: в отличие от некоторые другие возобновляемые источники энергии Подобно солнечной и ветровой энергии, приливная энергия весьма предсказуема. Приливы следуют обычный узор, что облегчает прогнозирование и планирование производство энергии. Такая предсказуемость обеспечивает надежный и последовательный источник электроэнергии.

3. Низкое воздействие на окружающую среду. Приливная энергия оказывает минимальное воздействие на окружающую среду по сравнению с ископаемым топливом. Во время работы он не производит выбросов парниковых газов и загрязнения воздуха. Кроме того, приливные турбины имеют относительно небольшой физический след и может быть установлен без нарушения морских экосистем.

Приливная энергия как возобновляемый ресурс

Приливная энергия – это яркий пример использования силы природы для устойчивого производства электроэнергии. Используя естественный отлив и поток приливов, мы можем подключиться к обширный источник энергии, не истощая ограниченные ресурсы. Это делает приливную энергию ценным дополнением к наш портфель возобновляемых источников энергии.

Проекты приливной энергетики разрабатываются в различные локации по всему миру, используя регионы с сильными приливные течения. Такие страны, как Великобритания, Канада, Франция и Южная Корея, добились значительные инвестиции in исследование приливной энергии и развитие.

В заключение, приливная энергия может сыграть значительную роль in наш переход в более чистое и устойчивое энергетическое будущее. Его возобновляемая природа, предсказуемость и низкое воздействие на окружающую среду сделайте это привлекательным вариантом для встречи наши растущие потребности в энергии. Поскольку технологии продолжают развиваться, мы можем ожидать дальнейшего прогресса в области приливных технологий. производство энергии, что делает его еще более жизнеспособным и эффективным источником энергии.

Приливные электростанции в России

Использование источников энергии, способных к возобновлению, которые позволяют получать электроэнергию с низкой себестоимостью, дает ученым и инженерам всех стран, новые идеи и способы воплощения их в жизнь.

На территории нашей страны уже построен ряд приливных электростанций, и работы в этом направлении продолжаются.

Успешными проектами являются следующие.

Кислогубская ПЭС

Расположена в губе Кислая Баренцова моря, в Мурманской области. Работала с 1968 по 1992 год, когда была поставлена на консервацию. Начиная с 2004 года производилась реконструкция станции, и с 2007 года работа станции была возобновлена. В настоящее время станция работает в штатном режиме.

• Электрическая мощность – 1,7 МВт;
• Тип турбин – ортогональные;
• Количество турбин – 2 комплекта;
• Количество генераторов – 2 шт.;
• ОРУ – 35 кВ.

Малая Мезенская ПЭС

Расположена в Мезенском заливе Белого моря, в Архангельской области. Начало работы – 2007 год, работает по настоящее время.

• Электрическая мощность – 1,5 МВт;
• Тип турбины – ортогональная;
• Количество турбин – 1 комплект;
• Количество генераторов – 1 шт.

Ведутся работы по увеличения мощности и модернизации станции в более крупную Мезенскую ПЭС.

В настоящее время, кроме перечисленных выше, уже успешно реализованных, в стадии разработки и реализации находится еще несколько проектов.

Северная ПЭС

Расположена в губе Долгая-Восточная Баренцова моря, в Мурманской области. Проектная мощность 12,0 МВт, годовая выработка электрической энергии составит 23,8 млн. кВт/часов.

Пенжинская ПЭС

Расположена в Пенжинской губе залива Шелихоа в Охотском море.

Проектная мощность 21,4 ГВт, годовая выработка электрической энергии составит 50,0 млрд. кВт/часов.

Тугурская ПЭС

Расположена в Тугурском заливе Охотского моря, в Хабаровском крае.

Проектная мощность 8,0 ГВт, годовая выработка электрической энергии составит 20,0 млрд. кВт/часов.

За и против

Преимущества ПЭС:

• отсутствие опасных выбросов;
• минимальное изменение существующего прибрежного ландшафта;
• возобновляемость используемых ресурсов;
• точность прогнозирования объема вырабатываемой электроэнергии;
• длительный – свыше 100 лет – срок службы;
• риск подтопления прилегающих земель полностью исключен;
• низкая себестоимость электроэнергии.

Развитию приливной энергетики мешают следующие факторы:

• дороговизна строительства ПЭС;
• слишком большой срок окупаемости, обусловленный низкой производительностью станций;
• потребность в большой прибрежной зоне, которую при благоприятных климатических условиях целесообразнее использовать для создания рекреационной зоны, для привлечения туристов, что объясняет расположение большинства ПЭС в северных широтах;
• недоказанное предположение о том, что работа подобного оборудования мешает вращению планеты, что может привести к непредсказуемым последствиям;
• цикличность выработки электроэнергии, что делает невозможным использование ПЭС как единственного источника электричества. Для достойного обеспечения потребителей энергией требуется поддержка более мощных агрегатов, способных питать сети круглосуточно (ТЭЦ, ГЭС, АЭС).

Устройство и принцип работы

Большинство ПЭС состоят из двух основных частей:

• турбины, вырабатывающие энергию;
• водохранилище, где накапливается масса воды.

У генераторов приливного тока отсутствует накопительная часть, поэтому величина выработки в среднем на одну турбину ниже.

Природа образования приливов и отливов основана на взаимодействии Земли и Луны. При взаимном вращении изменяется уровень гравитации, что приводит к движению водных масс. Работа приливных электростанций основана на создании напора воды из накопленной массы воды. Вода формирует в водохранилище потенциальную энергию, а с помощью удержания затворами она накапливается. При отливе уровень снижается и поток начинает двигаться, образуя кинетическую энергию и вращая турбины. Работа состоит из 4 циклов: по приливу и отливу в течение 12 часов, а также время простоя.

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.

Ответы на вопрос

Отвечает Еникеева Таисия.

Ответ:

энергия,это же электричество .

от этого работает: свет, теплые полы, горячая вода (газовый котел)…

Отвечает Ягодкина Анна.

Энергетическое обеспечение домов включает различные системы и компоненты, которые обеспечивают поставку энергии для освещения, отопления, горячего водоснабжения и работы электроприборов в доме. Основные составляющие энергетического обеспечения домов включают:

1. Электросеть: Обычно каждый дом подключается к общедоступной электросети, которая обеспечивает электричество для освещения, работы электроприборов и других электрических потребителей в доме.

2. Отопление: Для обеспечения тепла в доме используются различные системы отопления, такие как котлы на газе, масле или дровах, электрические обогреватели, тепловые насосы и системы центрального отопления.

3. Горячая вода: Для обеспечения горячей воды в доме могут использоваться системы нагрева воды, такие как бойлеры, накопительные водонагреватели или проточные водонагреватели.

4. Вентиляция и кондиционирование воздуха: Системы вентиляции обеспечивают циркуляцию свежего воздуха в доме, а системы кондиционирования воздуха предоставляют охлаждение и/или обогрев воздуха в помещениях.

5. Солнечные панели: Некоторые дома могут быть оснащены солнечными панелями для генерации собственной электроэнергии из солнечного излучения.

6. Системы энергосбережения: Энергетическое обеспечение домов также включает меры энергосбережения, такие как изоляция стен и окон, энергоэффективные светильники, регулируемые термостаты и другие устройства, которые помогают снизить потребление энергии в доме.

7. Альтернативные источники энергии: Некоторые дома могут быть подключены к альтернативным источникам энергии, таким как ветрогенераторы или геотермальные системы, которые позволяют получать энергию из ветра или глубинных тепловых источник

Конструкция ПЭС

По своей конструкции ПЭС делятся на плотинные и безплотинные. На первый взгляд Dam-OPS имеет много общего с традиционными гидроэлектростанциями. Участок озера отгорожен плотиной, где есть каналы, где установлены турбины.

Другой вариант — перекрыть устье реки или существующую бухту плотиной. В отличие от традиционных гидроэлектростанций, гидрогенераторы обычно являются реверсивными, т.е способны вырабатывать электроэнергию как при прямом, так и при обратном движении воды.

ТЭЦ Ла Ранс, станция Кислогубская и большинство других ТЭС мира запружены. В этом случае пруд часто выполняет дополнительные функции. Например, через плотину La Rance TPS Dam проходит скоростная автострада.

Крупнейшая в мире Сихвинская ТЭС мощностью 254 МВт, расположенная на северо-западном побережье Южной Кореи (запущена в 2011 г.), обязана своим происхождением неудавшемуся проекту создания пресноводного резервуара для орошения, для чего в заливе была построена плотина.

Кстати, особенностью Сихвинской ТЭС является работа генераторов исключительно в прилив, то есть они не реверсивны. Это связано не с намерением упростить конструкцию, а с необходимостью сделать слив воды более быстрым, чем наполнение по экологическим соображениям, чтобы вода не застаивалась.

В бесплотинных ТЭС гидроагрегаты устанавливаются на дне пролива, где приливы и отливы создают высокоскоростные течения. Пример такой ТЭЦ находится вблизи острова Рузвельта (США). Преимуществом бесплотинных ТЭС является низкая стоимость строительства, недостатками — малая мощность и малое количество мест на земле, где они могут быть размещены.

Важнейшей технической проблемой, связанной с внедрением ПЭС, является низкое давление воды. В традиционных ГЭС высота воды обычно измеряется десятками метров, минимальное значение составляет 3 м. В ГЭС высота воды не превышает 13 м, при этом гидроагрегаты должны иметь возможность вырабатывать электроэнергию даже при высоте перепада 1 м.

В 20 веке в ПЭС использовались так называемые осевые турбины, в которых поток воды движется в направлении оси вращения колеса.

Осевые турбины, которые могут работать в НПС, стоят в несколько раз дороже, чем турбины для гидроагрегатов той же мощности, используемые на традиционных гидроэлектростанциях. Это обстоятельство на долгие годы сдерживало развитие приливной энергетики.

В середине 1980-х годов в Канаде и Японии было предложено использовать для ПЭС так называемые ортогональные турбины. Особенностью конструкции таких турбин являются лопасти, которые вращаются под действием потока воды таким образом, что всегда располагаются перпендикулярно потоку.

Ортогональные турбины значительно дешевле осевых, но недостатком имевшейся тогда конструкции был низкий КПД, не превышавший 40 %. Поэтому от идеи использования ортогональных турбин за границей быстро отказались.

В Советском Союзе, а затем и в России направление ортогональных турбин продолжали развивать, добившись в этом немалых успехов. В 1989-2000 годах в НИИ энергетических сооружений была создана конструкция ортогональной турбины с КПД до 70%.

Именно такие турбины отечественного производства установлены на возрожденной Кислогубской ТЭЦ. И если в нашей стране изначально использовались французские технологии в области приливной энергетики, то сейчас турбины российской разработки проходят испытания во Франции для бытового использования.

Виды приливных электростанций

ПЭС отличаются друг от друга по типу устройства и выработки энергии, несмотря на общее небольшое число таких станций в мире. В зависимости от типа станции она располагается прямо в бухте или вдоль береговой линии. В бухтах или на открытой воде устанавливаются мощные турбины. При расположении вдоль берега используются турбины с малой мощностью. На основании этих характеристик выделяется 4 типа электростанций:

• приливно-отливные;
• лагунные;
• динамические;
• генераторы приливного потока.

Приливно-отливные

Принцип действия приливно-отливных электростанций заключается в последовательном прохождении воды через турбины: сначала при приливе, затем – при отливе.

При подъеме уровня воды образуется потенциальная энергия, которая удерживается с помощью заградительных ворот до отлива. При снижении уровня воды под напором происходит вращение турбин, что приводит к преобразованию потенциальной энергии в кинетическую и выработке электрического тока. ПЭС такого типа наиболее похожи на обычные гидроэлектростанции, где выработка энергии происходит от вращающихся турбин под напором водяного потока. Единственная в России ПЭС работает по приливно-отливному принципу, это старейший способ выработки энергии от приливов.

По типу лагуны

Похожи по принципу работы электростанции по типу лагуны. Для них подготавливается искусственное водохранилище, в которое должна поступать вода при отливе. Такие электростанции способны решить проблему по поиску места для размещения гидроагрегатов путем искусственного создания подходящих условий. В остальном принцип выработки электроэнергии такой же, как у приливно-отливных электростанций: вода накапливается, а затем при снижении уровня вращает турбины и производит энергию. Ни одной такой ПЭС в мире построено не было: в Уэльсе отменили строительство единственной запланированной.

Динамические

В местах с небольшими колебаниями уровня моря во время приливов и отливов строятся динамические электростанции. Это вытянутые на десятки километров вдоль береговой линии конструкции, в которых равномерно размещаются турбины малой мощности. Протяженность таких электростанций составляет более 10 километров. В остальном принцип выработки энергии такой же, как у приливно-отливных станций: преобразование потенциальной энергии в кинетическую при снижении уровня воды.

Генераторы приливного потока

Конструкция генераторов приливного потока похожа на ветрогенераторы, а принцип работы – на работу гидроэлектростанций. Это лопасти, устанавливаемые в воде, которые вращаются и вырабатывают энергию при изменении ее уровня. Такие генераторы могут устанавливаться в местах приливного потока, а также там, где поток регулярный: в реках, каналах. Распространенные места для размещения: опоры мостов и других гидросооружений. Величина выработки энергии у таких генераторов в несколько раз выше, чем у аналогичных ветряных.

Tidal Power Плюсы и минусы

Перейти к содержанию

Свежий взгляд на электричество и газ, безусловно, актуален для современного общества, заботящегося об окружающей среде. Включение естественного производства может снизить затраты и обеспечить способы сохранения ресурсов. С появлением возобновляемых источников энергии приливная энергия доказала свой потенциал в качестве возобновляемого источника энергии для наших будущих сообществ.

Как относительно новый подход к устойчивой энергетике, энергия приливов вызвала интерес в энергетической отрасли, поскольку несколько электростанций уже работают по всему миру. Крупнейшая электростанция — приливная электростанция на озере Сихва в Южной Корее. Он производит около 552,7 ГВтч в год и имеет десять водяных турбин.

Но новые технологии часто сопровождаются проблемами роста, которые вызвали споры о работе, стоимости и потенциале приливной энергетики. Итак, что такое приливная энергия, и какие преимущества и недостатки приливной энергии обсуждаются?

Что такое приливная сила?

Когда вы думаете о приливной силе, первое, что вы, вероятно, думаете, это приливы, и это точно! Приливная энергия или приливная энергия — это энергия, исходящая от Луны и гравитационного влияния Солнца на океан. Отливы и приливы в прибрежных районах могут создавать достаточно сильные течения, чтобы приводить в движение турбины. Эти турбины создают полезные формы энергии, которые производят электричество.

Преимущества и недостатки приливной энергии

Энергия приливов может питать дома и удовлетворять потребности городов в электроэнергии, что поможет создать устойчивые альтернативы ископаемому топливу. Но хотя они обеспечивают более экологичную альтернативу, приливная энергия также имеет некоторые недостатки

И важно понимать как плюсы, так и минусы

Плюсы Tidal Power

• Возобновляемость и надежность. Как упоминалось ранее, гравитация Луны и Солнца создает естественные приливы, вызывающие энергию. Итак, пока Земля вращается и Луна вращается вокруг своей оси, океан будет создавать движение. Это делает приливную энергию более надежной, чем энергия ветра или солнца, где непредсказуемая погода может легко остановить производство природной энергии.
• Это экологически безопасно. Приливная энергия не только возобновляема, она не выделяет никаких газов и не занимает много места. Например, приливная электростанция на озере Сихва была построена вдоль дамбы длиной 12,5 км. Одна из крупнейших солнечных ферм, Tengger Desert Solar Park, в Китае, занимает площадь около 43 квадратных километров.
• Предсказуемый источник энергии. Поскольку характер приливов постоянен и хорошо изучен, их легко отследить, что дает возможность планировать в долгосрочной перспективе. Это также привлекательный ресурс для управления электросетями, поскольку не потребуется никаких резервных электростанций.
• Поддерживает эффективность. Плотность воды намного выше, чем у воздуха, поэтому впустую тратится очень мало энергии. Кроме того, электричество легче производить при высокой плотности, поэтому вы можете производить много энергии с минимальным движением и скоростью.
• Простое и гибкое обслуживание. Приливная энергия требует минимального обслуживания, поскольку технология, используемая для приливной энергии, минимальна. Низкие эксплуатационные расходы также означают дешевую плату за эксплуатацию!

Минусы приливной силы

Особые требования к площадке. Получение приливной энергии, а также количество энергии, вырабатываемой электростанциями, было медленным из-за особых требований к месту для производства электроэнергии. Более того, приливные электростанции приурочены к ограниченным точкам установки – наряду с прибрежными районами. Поскольку в США не так много основных прибрежных точек для объектов приливной энергетики, вопрос о том, насколько эффективной может быть эта операция, определенно заслуживает внимания.
Недостаток предложения для спроса. Циклы приливов и отливов не всегда соответствуют суточному потреблению электроэнергии, поэтому удовлетворить спрос на электроэнергию сложно.
Стоимость установки. Поскольку приливная энергия относительно новая, требуемая технология стоит дорого. Более того, инвесторам сложно получить от этого прибыль.
Экологические риски . Трудно предсказать будущее

Поскольку технология приливной энергии все еще развивается, мы должны с осторожностью относиться к тому, как появление новых объектов повлияет на морскую жизнь.
Приливные электростанции плюсы и минусы: Плюсы и минусы приливных электростанций

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.

Устройство и принцип работы

Большинство PES состоят из двух основных частей:

• турбины, вырабатывающие энергию;
• резервуар, в котором скапливается много воды.

Генераторы приливных течений не имеют аккумулирующей части, поэтому средняя мощность на турбину ниже.

Природа образования приливов основана на взаимодействии Земли и Луны. При взаимном вращении изменяется уровень силы тяжести, что приводит к движению водных масс. Работа приливных электростанций основана на создании напора воды из накопленной водной массы.

Вода образует в водоеме потенциальную энергию, и с помощью удерживающих затворов она аккумулируется. Во время отлива уровень падает и течение начинает двигаться, вырабатывая кинетическую энергию и вращая турбины. Работа состоит из 4-х циклов: половодье и маловодье по 12 часов, а также время простоя.

Плюсы и минусы ПЭС

В эпоху постепенного истощения природных ресурсов и выработки значительного количества продуктов сгорания топлива, вопросы использования альтернативных возобновляемых источников энергии – одним из которых выступают приливные электростанции – всё больше выходят на первый план

Но здесь очень важно учитывать все плюсы и минусы приливных электростанций, самым серьёзным образом влияющие на целесообразность использования энергии приливов и отливов

Плюсы ПЭС
безопасность в экологическом отношении, сопровождающаяся малым уровнем вмешательства в окружающую флору и фауну, сохранением привычных маршрутов миграций рыбы, отсутствием территорий отчуждения
многолетний срок эксплуатации, обеспечивающий к тому же защиту от штормов, ликвидацию ледяных торосов, и вдобавок – возможность прокладки по телу плотины автомагистралей и железных дорог
низкая цена хорошо прогнозируемой выработки электроэнергии
незначительный расход электроэнергии на собственные нужды станции
отсутствие влияния на судоходство

Минусы ПЭС
высокая стоимость строительства и специфика природных условий места расположения
длительный срок окупаемости
непостоянство выработки электрической энергии, производимой в малых количествах
совмещение с развитием туризма в зоне размещения станции (хотя разработчикам иногда удаётся удачно совместить и то, и другое)

Таковы преимущества и недостатки ПЭС, из них лишь последние лишь увеличивают активность учёных, исследователей и разработчиков, пытающихся отыскать пути их преодоления.

Источники энергии Что такое топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) в энергетике

59608.01.2023