Приливные электростанции

Притяжение Луны и Солнца порождают в Мировом океане прилив­ную волну. Высота этой волны максимальна, когда Земля, Луна и Солнце находятся на одной линии, и минимальна, когда направления на Луну и Солнце составляют прямой угол. Вследствие суточного вращения Земли волна накатывается на берега материков. Амплитуда приливо-отливных колебаний уровня у берега зависит от рельефа дна и от формы береговой черты. Максимальная высота приливо-отливных колебаний в заливе Фанди на атлантическом побережье Канады составляет 19,6 м. В Мезенском зали­ве Белого моря эта высота равна 10 м, в Пенжинской губе Охотского моря 13 м. Кривая уровней представлена на рис. 1.7.

В заливы и устья рек морская вода затекает при приливе и вытекает при отливе. Если перегородить створ пролива или устья реки плотиной, за ней образуется бассейн, в котором уровень воды при приливе ниже, а при отливе выше, чем в море. Эта разность уровней используется турбинами приливных электростанций (ПЭС). При выравнивании уровней ПЭС пре­кращает работу. Потенциальная (теоретическая) мощность ПЭС определя­ется формулой

N_п = 225 A² F, кВт, (1.4)

где А - среднегодовая высота приливов, м,

F- площадь бассейна за плотиной, км².

Энергия, вырабатываемая ПЭС за год, составляет

Э= 1,97 A² F, млн. кВт.ч. (1.5)

Технический потенциал реально достигает 33% от теоретического.

Благоприятными условиями для строительства ПЭС являются значи­тельные высоты прилива А, большая площадь бассейна F, малая длина створа и соответственно малые затраты на строительство плотины. ПЭС Ле-Ранс во Франции, расположенная в устье р. Ране, имеет мощность 240 МВт, годовая выработка энергии составляет 600 млн кВт.ч. В отдаленной перспективе рассматривается воз­можность строительства Мезенской ПЭС мощностью 6000 МВт. По проек­ту длина плотины этой ПЭС составит 45 км, в ней будут установлены 2000 обратимых турбоагрегата, годовая выработка электроэнергии должна со­ставить 36 млрд кВт.ч.

Недостаток простейших ПЭС с одним бассейном (рис. 1.8 а) - суточ­ная неравномерность производства электроэнергии. Станция работает сле­дующим образом. Затворы в плотине, пропускающие воду через гидротур­бину, остаются закрытыми, пока разность уровне в море и бассейне не ста­нет достаточной для работы турбин. Когда достигается необходимый на­пор, затворы открываются и начинают работать, пропуская воду в бассейн или в море. Таким образом, на такой ПЭС дважды в сутки на протяжении 3...4 часов производится электроэнергия, и между этими периодами стан­ция не работает.

ПЭС с двумя бассейнами (рис. 1.8 б) вырабатывают энергию непре­рывно и с небольшими колебаниями в течение суток. На станции такого типа гидроагрегаты установлены в дополнительной плотине, разделяющей бассейн на два. В момент максимума уровня в море, когда верхний бассейн заполнен до отказа, закрываются водопропускные отверстия в плотине 1. Вода через турбины ПЭС срабатывается в нижний бассейн, также отклю­ченный от моря. Когда уровень в нижнем бассейне выравнивается с уров­нем моря, понижающимся при отливе, открывают водопропускные отвер­стия на плотине 2, и уровень в нижнем бассейне следует за уровнем моря. В этой фазе ПЭС работает на разности уровней верхнего бассейна и моря. При минимальном уровне отлива нижний бассейн отключается от моря и продолжает заполняться из верхнего бассейна через турбины. Когда уро­вень верхнего бассейна сравнивается с морским, повышающимся при при­ливе, открываются водопропускные отверстия в плотине 2, и ПЭС работает на воде из моря.

Строительство гидротехнических сооружений ПЭС с двумя бас­сейнами обходится гораздо дороже.

Дата добавления: 2014-12-17