Электростанции, использующие энергию волн | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Безгин М. А., Улямаев К. С., Симонова А. А. Электростанции, использующие энергию волн // Молодой ученый. — 2017. — №50. — С. 17-18. — URL https://moluch.ru/archive/184/47168/ (дата обращения: 20.10.2018).



Если газ, нефть и каменный уголь, добываемые из недр Мирового океана, являются, в основном, энергетическим сырьем, то многие природные процессы в океане служат напрямую носителями энергии. Благодаря этому было начато освоение энергии приливов, разработаны проекты использования энергии волн, течений и прибоя.

Колоссальные запасы энергии аккумулирует Мировой океан. Ее проявление встречается в различных формах: в виде приливов и отливов, обеспечивающих теплом отдельные прибрежные государства, как градиенты солености между пресными водами в устьях стекающих рек и соленой морской водой и т. д. Любая из данных форм имеет свой потенциал по количеству энергии (таблица 1), а его сумма выражается в энергии океана.

Таблица 1

Вид источника энергии

Мощность, кВт

Коэффициент полезного действия, %

Потенциальные ресурсы

Технически реализуемые

Приливы

2,7∙10¹¹

3∙10¹º

35

Течения

10¹¹

5∙10¹º

75

Волны

7∙10¹³

2,7∙10¹³

90

Перепады температур

5∙10¹³

2∙10¹²

6

Градиенты солености

3∙10¹³

2,6∙10¹²

25

Ветер

9∙10¹³

5∙10¹¹

60

Биомасса

3∙10¹¹

2∙10¹º

35

Выполнен анализ представленных в таблице данных из которых можно сделать вывод, что степень освоения энергии океана, на сегодняшний день, крайне низка.

Мощность волны прилива в одном цикле прилив-отлив определяется уравнением:

P=ρgFH²/2t. Вт,

где ρ-плотность воды, кг/м³; g-ускорение силы тяжести, м/с²; F- площадь приливного бассейна на, м²; H-амплитуда колебаний уровня воды, м; t-продолжительность прилива, с.

Также приливные электростанции (ПЭС) имеют ряд преимуществ перед традиционными технологиями и установками по добыче электроэнергии. Главное преимуществом является то, что этим станциям топливо не нужно, а значит, и продуктов сгорания нет.

Второй плюс также важен. Что бы ни случилось, и какие бы не случились катаклизмы (землетрясения, цунами, извержения вулканов, и т. п.), самое страшное, что может случиться, это разрушение рабочего блока и генератора с подстанцией, но так как зачастую ПЭС подключена к крупным энергетическим системам, то потребители не ощутят на себе последствия аварии.

Третье достоинство является принцип работы, определяющей бережное отношение к рыбному богатству государства. 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).

Именно поэтому сегодня применять энергию приливов планируют в 139 створах побережья Мирового океана. Что должно обеспечить 12 % потребляемой энергии в мире. В России отвечающие требованиям места для сооружения ПЭС с большими приливами располагаются в Охотском море — Пенжинская и Тугурская губы, а также в Мезинской губе Белого моря.

Как и строительство любого сооружения создание ПЭС связано с серьезными проблемами. Предварительно, они связаны с характером приливов, на которые нельзя повлиять. Поскольку они зависят от астрономических причин, от специфики очертаний берегов, рельефа дна и т. п.

Вопреки данным проблемам люди упорно предпринимают попытки освоить энергию морских приливов. Сегодня предложено около 300 всевозможных технических проектов строительства ПЭС. Самое экономически эффективное решение было предложено советскими учеными, а именно применение в ПЭС поворотно-лопастной (обратимой) турбины.

У данной технологии есть свои плюсы. Перечислим некоторые из них:

– Данным станциям не нужно топливо, а значит, и продуктов сгорания нет.

– Самое страшное, что может случиться, это разрушение генератора с подстанцией и рабочего блока.

– Бережное отношение к рыбному богатству государства.

Определяющим же недостатком приливных электростанций представляется невозможность их непрерывной работы, связанное с циклическим характером приливов и отливов.

В начале 2000-х годов руководство РАО «ЕЭС России» приняло 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 кВт.

В начале 2000-х годов руководство РАО «ЕЭС России» приняло 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 кВт.

Сегодня Кислогубская ПЭС считается экспериментальной и используется как полигон для подготовки проектов строительства более мощных приливных электростанций. На станции экспериментируют и с другими видами возобновляемой энергии: работает солнечная батарея, ветроизмерительный комплекс.

Во многих странах, которые располагают ресурсами приливной энергии, сегодня развернуты активные работы по их использованию. При этом (аналогично подходам, принятым в России) созданию крупных ПЭС предшествуют изучение отработка возникающих проблем на специально построенных, относительно небольших ПЭС, являющихся прообразом мощных ПЭС.

Литература:

  1. Использование энергии приливов и отливов // Полная энциклопедия. URL: http://www.polnaja-jenciklopedija.ru/zhizn-okeana/ispolzovanie-energii-prilivov-i-otlivov.html (дата обращения: 9.11.2017).
  2. Энергетические ресурсы Мирового океана // География. URL: http://biofile.ru/geo/14118.html (дата обращения: 9.11.2017).
  3. На гребне волны: как работает приливная энергетика // Новости энергетики. URL: http://novostienergetiki.ru/na-grebne-volny-kak-rabotaet-prilivnaya-energetika/ (дата обращения: 9.11.2017).
Основные термины (генерируются автоматически): Мировой океан, станция, технология сооружения, отработка новых гидроагрегатов, линия электропередачи, градиент солености, Россия, рыбное богатство государства, экспериментальная база, старый гидроагрегат, рабочий блок, рабочее колесо, ортогональный гидроагрегат, Бережное отношение, электростанция.


Похожие статьи

Электроэнергетика океана | Статья в журнале «Молодой ученый»

Необходимо отметить, что такой источник энергии как Мировой океан, вклад которого в общий баланс пока остаётся очень

На ней установлены два реверсные гидроагрегата мощностью по 400 кВт.

Технологии по использованию разницы солёности воды также находятся на стадии...

Приливные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

Конструктивно станция состоит из двух частей — старой, постройки 1968 года, и новой, постройки 2006 года.

В здании приливной электростанции размещено два ортогональных гидроагрегата — один мощностью 0,2 МВт (диаметр рабочего колеса 2,5 м, находится в...

Развитие глубоководной роботизированной техники.

В дальнейшем аппарат был модифицирован для проведения испытаний новых систем и отработки методов управления.

Большой вклад в разработку, изготовление и внедрение технологий и оборудования для научно-исследовательских работ в Мировом океане внесло...

Разработка передвижной быстровозводимой энергоустановки на...

Конечной целью работы являлось создание, на основе поставленных экспериментов и полученных при этом данных, рабочего образца

Рис. 4. Отношение сопротивления Cd/Cl профиля.

Лятхер В. М. Ортогональный энергетический агрегат. Патент РФ № 2380566.

Особенности использования парогазовых установок на ТЭС

В качестве нижнего используется цикл паротурбинной установки, рабочим телом которого служит водяной пар.

Парогазовые установки — сравнительно новый тип генерирующих станций

Устройство состоит из двух блоков: газотурбинной и паросиловой установок.

Исследование влияния погодных условий на параметры работы...

Исследования проводились на экспериментальной площадке Центра инновационного развития науки и новых технологий АН

Исследование влияния учёта равновесного состояния рабочего тела на параметры и характеристики перспективных высокотемпературных ГТД.

Обзор основных типов ветрогенераторов и перспективы развития...

В статье говориться о состоянии ветроэнергетики как России так и в других странах. Затронут вопрос о новых достижениях в этой области.

К ветрогенераторам с вертикальной осью относятся всевозможные ортогональные, карусельные, или роторные.

Гидроэлектроэнергия | Статья в журнале «Молодой ученый»

Водохранилища и плотины мешают движению рыбных косяков.

а также энергию, получаемую от разности солености и температур океана.

Как и в любых других электростанциях, электроэнергия распределяется в места спроса посредством линий электропередач [3].

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Электроэнергетика океана | Статья в журнале «Молодой ученый»

Необходимо отметить, что такой источник энергии как Мировой океан, вклад которого в общий баланс пока остаётся очень

На ней установлены два реверсные гидроагрегата мощностью по 400 кВт.

Технологии по использованию разницы солёности воды также находятся на стадии...

Приливные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

Конструктивно станция состоит из двух частей — старой, постройки 1968 года, и новой, постройки 2006 года.

В здании приливной электростанции размещено два ортогональных гидроагрегата — один мощностью 0,2 МВт (диаметр рабочего колеса 2,5 м, находится в...

Развитие глубоководной роботизированной техники.

В дальнейшем аппарат был модифицирован для проведения испытаний новых систем и отработки методов управления.

Большой вклад в разработку, изготовление и внедрение технологий и оборудования для научно-исследовательских работ в Мировом океане внесло...

Разработка передвижной быстровозводимой энергоустановки на...

Конечной целью работы являлось создание, на основе поставленных экспериментов и полученных при этом данных, рабочего образца

Рис. 4. Отношение сопротивления Cd/Cl профиля.

Лятхер В. М. Ортогональный энергетический агрегат. Патент РФ № 2380566.

Особенности использования парогазовых установок на ТЭС

В качестве нижнего используется цикл паротурбинной установки, рабочим телом которого служит водяной пар.

Парогазовые установки — сравнительно новый тип генерирующих станций

Устройство состоит из двух блоков: газотурбинной и паросиловой установок.

Исследование влияния погодных условий на параметры работы...

Исследования проводились на экспериментальной площадке Центра инновационного развития науки и новых технологий АН

Исследование влияния учёта равновесного состояния рабочего тела на параметры и характеристики перспективных высокотемпературных ГТД.

Обзор основных типов ветрогенераторов и перспективы развития...

В статье говориться о состоянии ветроэнергетики как России так и в других странах. Затронут вопрос о новых достижениях в этой области.

К ветрогенераторам с вертикальной осью относятся всевозможные ортогональные, карусельные, или роторные.

Гидроэлектроэнергия | Статья в журнале «Молодой ученый»

Водохранилища и плотины мешают движению рыбных косяков.

а также энергию, получаемую от разности солености и температур океана.

Как и в любых других электростанциях, электроэнергия распределяется в места спроса посредством линий электропередач [3].

Задать вопрос