Moč plimovanja. Ruska edina elektrarna za plimovanje

Veliki Nikola Tesla je večkrat v zasebnih pogovorih trdil, da so ljudje povsod obkroženi z energijo, le da bi jih lahko uporabljali. Človeštvo je šlo na najlažji način, pri čemer je narava najbolj nasičenih s kalorijami in jih zažgala. Učinkovitost rabe virov je nizka, le malo jih razmišlja o tem, čeprav je Mendelejev opozoril tudi na sorazmernost koristi od sežiganja nafte in bankovcev. Kljub temu pa se akademski svet občasno spomni svoje pretekle izkušnje ali pa razvije nekaj novega. Tako obstajajo polja vetrnih turbin z generatorji, sončnimi kolektorji, plimovanjem in plimovanjem geotermalne elektrarne, drugi viri energije, ki uporabljajo naravne sile, ki so zdaj skoraj popolnoma zapravljeni.

Energija naravnih sil

Veter, valovi, strele, orkani, tornadi, vulkanski izbruhi so obsežni premiki mase in energije zraka, vode, toplote in statične elektrike. Če nam uspe naučiti, kako iz narave vzeti vsaj del svoje moči za potrebe naše naraščajoče civilizacije, potem za prihodnost človeštva, si lahko mirna. S povečevanjem porabe neobnovljivih virov pa je njihovo izčrpanje neizogibno. Nekoč se bo zmanjkalo premoga, nafte, plina, urana, plutonija in drugih mineralov in prišlo bi do planetarnega kolapsa energije. Eden od možnih načinov izhoda iz prihodnje krize je upravičeno obravnavan kot moč plimovanja. Kot nakazuje njihovo ime, porabijo energijo ogromnih mas vode, ki tečejo iz enega dela svetovnega oceana v drugega z določeno frekvenco.

Kaj je plima

Dejstvo, da se morska gladina od časa do časa dvigne in pade, ljudje že dolgo vedo. Ta pojav so se soočali s starimi mornarji. Ko so nekoč zagnali svoje ladje v prijetni laguni in se skušali spet spustiti v morje, so nenadoma naleteli na nasedli, ki še niso obstajali. Legende o žganih pijačah, ki so premikale podvodne grebene, skale, premagovanje stebla z valom morskih deklic in drugih fascinantnih mitov. Kmalu je spet nekje izginil in ladje so se premaknile naprej. Odkritje astronomskih vzorcev je pripeljalo do realizacije medsebojne povezave med konceptom vodne gladine in luninimi fazami. Vse razložil Pravo sveta. V trenutku, ko se je približala Zemlji, je bila voda privabljena na Luno s silo, ki je obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med vesoljskimi telesi. Z vidika fizike je treba elektrarne za plimovanje imenovati lunarno. Uporabljajo energijo gibanja vode, ki nato črpa energijo iz edinega naravnega satelita našega planeta. Sonce, mimogrede, prav tako prispeva k temu procesu, čeprav je dlje od Lune, potem pa je masa zvezde veliko večja.

Mlinovi za plimovanje, Britanci in Pomorsi

Človeštvo se je intuitivno naučilo uporabljati energijo plimovanja še dolgo pred odkritjem Newtonovih zakonov. Tudi električnih generatorjev ni bilo. Po drugi strani pa so mlini delali z močjo in glavnino, mlinski kamni, ki so se vrteli s kolesi z rezili, ki so se spuščali v vodo, kjer so bili najbolj aktivni morski valovi. Običajno so kraj za gradnjo podobnih objektov živilske industrije izbrali starodavni mlini v zalivih z ozkim ustjem. Tam so vodni tokovi še posebej učinkovito pljunili nerazumne mehanizme. Bila je plima - smer vrtenja je ena, in pri oseki - druga, nasprotno, in zrnje ne skrbi, kako se mlinski kamni vrtijo, v vsakem primeru je zmlet. V bistvu so bili mlinčki za plimovanje iste vetrne elektrarne, ki so delale ne samo v zraku, temveč tudi v vodnem okolju. Te naprave so delovale na Britanskem otočju že v 12. stoletju, njihov pojav v Rusiji na Belem morju pa je znan iz kronikov 17. stoletja. Morda so Pomorsi uporabili angleško izkušnjo, ko so te mline videli v svojih trgovskih misijah, vendar je možno, da so tudi sami mislili na to, da so bili nadarjeni.

Po temeljnih odkritjih na področju teoretičnega elektrotehnike se je vprašanje praktične industrijske proizvodnje nove energije približalo. Parni stroj, os hidravličnega inštalacijskega vijaka ali kateri koli drug mehanski vir z vrtilnim momentom lahko vrtijo generatorsko gred.

Prvi poskusi

Najpreprostejša rešitev je bila jez, po analogiji z vodni mlin z uporabo potencialov razlike ravni. V 19. stoletju so se pogosto uporabljali tudi parni stroji in motorji z notranjim zgorevanjem. Leta 1913 je bila zgrajena prva eksperimentalna elektrarna za plimovanje. Danes se uporablja načelo delovanja tega energetskega vira. Moč generatorja, nameščenega v zalivu Dee, v bližini pristanišča Liverpool, je bila majhna, 635 vatov, vendar se ni začela.

Leta 1935 so Američani, ki so se zavzemali za inovacije, poskušali zgraditi močnejši agregat »brezplačne« energije, vložili pošten znesek v projekt, vendar se je ideja spremenila v propad. Relief morskega dna ni bil dovolj proučen, zemlja je "plavala" in prizadevanja za zaprtje voda zaliva Passamakvodi (vzhodna obala ZDA) so bila zaman.

"Mrtve točke"

Toda izkušnje so vedno koristne, eksperimenti, celo neuspešni, so koristni. Med delom so inženirji določili potrebne in zadostne pogoje, pod katerimi lahko elektrarne za plimovanje upoštevajo predvsem minimalno razliko v višini. Bil je štiri metre. Seveda, bolj, boljše, toda če je manj, potem ni vredno začeti z gradnjo PES.

Očitno je, da bo pri nizki in nizki osebi smer pretoka vode skozi turbinski propeler drugačna. Poleg tega se intenzivnost vrtenja spreminja tudi glede na nivo delovne tekočine v akumulacijskem bazenu. Pri oblikovanju turbin so morale upoštevati te značilnosti konceptnih inženirjev. Gred generatorja se popolnoma ustavi na dveh mrtvih točkah, kar omejuje obratovalni cikel. Rotacija se začne šele, ko pride do razlike v višini, ni pomembno, ali je pozitivna ali negativna, tako delujejo vse elektrarne. Prednosti in slabosti so drug ob drugem v vseh sistemih in strojih, ki so jih izumili ljudje, nič ni odlično. Pomembno je ustrezno ovrednotiti prednosti in slabosti.

Kaj je dobro za okolje PES?

Glavna prednost je, da te postaje ne potrebujejo goriva, zato ni produktov izgorevanja.

Drugi plus je prav tako zelo pomemben. Karkoli se zgodi, in karkoli se zgodi kataklizem (potresi, cunamiji, vulkanski izbruhi, padci zrakoplova, t bombni napad, teroristični napad ipd.), najhujše, kar se lahko zgodi, je uničenje operativne enote in generatorja s postajo. Druge posledice, kot so razlitja goriva, radioaktivne hladilne tekočine in celo nekaj groznega, ne morejo biti posledica odsotnosti nevarnih procesnih sredstev.

Tretja pozitivna stran, ki ugodno ločuje elektrarne za plimovanje od hidroelektrarn, je na primer načelo delovanja, ki zagotavlja skrbno držo do ribjega bogastva države. Del planktona, seveda, umre med prehodom vodnih zajetij, vendar ne več kot desetino (za primerjavo, prehod lopatic hidroelektrarn ne zdrži od 83 do 99% vodne mikrofavne, glavne hrane za ribe).

Četrtič, ledene razmere praktično ne vplivajo na delo zavoda za zaposlovanje.

Petič, slanost vode ostaja skoraj nespremenjena.

Šesti ekološki trenutek pa je, da se neizogibne strukturne motnje dna, ki se pojavijo med gradnjo, v dveh letih popolnoma »ozdravijo« s popolno obnovitvijo vitalne dejavnosti hidrobiozfere.

Gospodarski vidiki

Edina elektrarna za plimovanje v Rusiji in francoska Rance TPS sta s svojimi primeri pokazala, da je strošek energije, pridobljene iz vode, najnižji. Poleg tega je produktivnost podjetij zelo stabilna in ni odvisna od političnih ali makroekonomskih šokov. Na delo TEC vpliva le gibanje vesoljskih teles. Povečanje ali zmanjšanje obremenitve in porabe energije s strani potrošnikov prav tako ne kršijo tehnoloških predpisov delovanja.

Tehnologija gradnje, imenovana plavajoča, vam omogoča, da ustvarite energetske enote ne na mestu prihodnjih postaj, temveč na obalnih pristaniščih, in šele nato vlečete elektrarne za plimovanje do želenega območja svetovnih oceanov. Tako je postopek namestitve zelo poenostavljen.

Naprava

Največja amplituda morske gladine je vidna v zalivih, v katerih obalni relief tvori naravne polzavodne bazene. Spreminjanje smeri vrtenja turbine je tehnično izvedeno s spremenljivim pomikom lopatic, z drugimi besedami, njihovo rotacijo glede na vrtilno os. Praviloma imajo turbine možnost preklopa iz generatorja v način črpalke, odvisno od situacije in faze tehnološkega cikla. Glavna pomanjkljivost neenakomerne zmogljivosti je izenačena s skupnim integriranim električnim omrežjem, katerega del so elektrarne za plimovanje. Prednosti in slabosti te tehnologije, v primerjavi, še vedno nagibajo energetike in okoljevarstvenike v korist PES.

Zakaj jih je malo?

Če je vse tako čudovito, zakaj potem obale vseh celin niso nasičene s temi čudovitimi, okolju prijaznimi, neškodljivimi in neškodljivimi, vendar zelo koristnimi objekti? Zakaj človeštvo še vedno kadi v ozračju s kurilnim oljem, premogom in drugimi hlapi, tveganje novih Černobilov in Fukušime, uničuje ribe z lopaticami turbin hidroelektrarn in upočasnjuje gibanje rek, kar vodi do kršitev okolja? Člani Greenpeacea utemeljeno trdijo, da lahko samo plimovanje elektrarn zadosti sodobnim potrebam prebivalcev sveta skupaj s podjetji pet tisočkrat. Na svetu pa jih je mogoče prešteti na prste.

Visoki stroški in koristi

Dejstvo je, da so zelo drage. Vsaka TPP stane kar 150% več kot hidroelektrarna enake zmogljivosti. Stroški uničenih rib in okoljske škode nihče ne upošteva. Lahko imate drugačen odnos do organizacije Greenpeace in ne podpirate njenih dejavnosti, vendar je verjetno vredno poslušati njene člane. Nekateri so to že storili.

Delež energije, ki jo trenutno dobivajo vse elektrarne s plimovanjem, je zanemarljiv, vendar se nagiba k stabilni rasti. Zdaj jih je malo več kot ducat, imajo različne zmogljivosti in jih združuje le načelo delovanja.

Tukaj je seznam z značilnostmi, državo in letom zagona:

Pet večjih kitajskih postaj ni bilo vključenih na seznam zaradi nizke moči.

Hkrati strokovnjaki ocenjujejo, da je celotni potencial hidro-energetskega inženiringa en milijon megavatov, pridobljen brez sežiganja fosilnih goriv ali jedrskih reakcij.

Kaj je naslednje?

Kislogubska elektrarna za plimovanje in plimovanje je delala za popolno obrabo agregatnega dela in leta 1994 se je ohranila, vendar je bilo že na začetku tretjega tisočletja odločeno, da jo bo rekonstruirala, da bi izvedla eksperimentalne študije. Vodstvo Ruske federacije namenja resno pozornost vprašanju alternativne generacije ogromnih količin energije, kljub visokim stroškom gradnje industrijskih enot.

Edina elektrarna za plimovanje v Rusiji je le osnova za tehnološki razvoj. Obstaja projekt za izgradnjo največjega svetovnega energetskega centra Penzhinsky v Okotskem morju s skupno zmogljivostjo 135 GW. Uporablja se za proizvodnjo ogromnih količin vodika, potrebnih za proizvodnjo sintetičnih fosilnih goriv, ​​ki med izgorevanjem ne tvorijo škodljivih kemičnih spojin. Ta projekt zahteva resne naložbe, vendar obljublja, da bo dal učinek, katerega vrednost je danes še težko oceniti.

Vprašanje, kdaj bo zgrajena elektrarna za plimovanje Penzhinsk v Rusiji, ostaja odprto.