Энергия приливов и отливов. С открытием электричества жизнь на планете Земля изменилась категорически

С открытием электричества жизнь на планете Земля изменилась категорически. Потребность в ней все растет и растет, и пока замены ей не предвидится. Поэтому человечество стало использовать тот же принцип вращающегося колеса под действием энергии приливов и отливов, что и наши предки, но уже для строительства приливных электрических станций (ПЭС).

Представьте себе устье мощной реки на берегу океана или моря, через которое строится огромная дамба, перекрывающая поток воды в обоих направлениях, то есть как во время прилива, так и отлива. Огромные лопастные турбины вращаются, и генераторы выдают электрическую энергию. Правда, использовать энергию прилива приливная электростанция способна не круглые сутки, к сожалению, а только пока есть сам прилив, то есть, скажем, 10 часов ежедневно.

Приливная электростанция (или приливная гидроэлектростанция) – разновидность электростанций, по конструкции близкая к электростанциям, устанавливаемым на реках. Так как сила притяжения Луны и Солнца – постоянные величины, на выбор места строительства электростанции влияют особенности рельефа берега, способствующие формированию наибольшей приливно-отливной амплитуды. При строительстве плотиной перегораживают устье реки или достаточно узкий залив, и устанавливают гидравлические турбины, вырабатывающую электроэнергию за счет энергии потока движущейся воды.

Есть и проблемы!

По данным ученых, вся суммарная энергия приливов на нашей планете оценивается в 1 млрд. кВт\час. Да это не просто лакомый кусочек, а жутко завлекательный! Казалось бы, приливная электростанция может быть возведена где угодно, благо мощных рек, не говоря уже о морях и океанах, нам подарено Природой немало.

Но, как водится, хорошо все смотрится на бумаге. Принципы работы приливной электростанции давно разработаны, только обуздать сами приливы не так просто, ибо наступление их зависит от взаимных гравитационных сил Солнца и Луны, от того, какой рельеф местности имеется в наличии в месте расположения приливного сооружения, что там за берег и проч. А еще бывают суточные приливы. Это когда смена уровня воды происходит ежедневно. В иных местах приливная волна случаются два раза за 24 часа.

Есть еще одна тонкость, исходя из которой использование подобных электростанций не совсем удобно. В принципе, существует два вида суток. Об одних мы знаем все и живем по ним. Встаем с постели после пробуждения, работаем, отходим ко сну. Это так называемые солнечные сутки. Но есть еще и лунные сутки, которые длиннее солнечных на 50 минут. Приливная вода подчиняется как раз последним – лунным – суткам, но люди то ведь не по ним живут. Отсюда идет разнобой в получении самого большого и самого меньшего объёма электроэнергии от ПЭС и весь этот так называемый график не соответствует производственной необходимости.

Электрическая энергия, получаемая исследуемым в статье способом, на выходе получается все же довольно дорогой и тут желательны мощные производственные предприятия поблизости, которые могли бы ее потреблять и за нее платить. Но далеко не всегда там, где можно построить большое предприятие типа завода и подчинить его особенностям подачи энергии от ПЭС, есть возможность возвести саму подобную электростанцию. Ведь исходные природные данные местности могут не соответствовать требованиям к столь специфическим сооружениям.

Любая мощная приливная электростанция требует большого объёма приливной воды. А при разном рельефе местности показатель этот весьма переменчив. Есть места, где вода поднимается на 15 метров во время прилива, а есть, где еле дотягивает и до 30 см. Выходит, далеко не везде можно строить данное сооружение. Подходящие условия можно найти в Англии, Франции (и уже было найдено), в Восточной Канаде (пример: Аннаполис-Ройал), в Мексике, Китае, на патагонском побережье Аргентины и проч. и, конечно, в самой большой стране мира – России, то есть у нас (пример: на Баренцевом море в губе Кислая).

Зачем их строить?

Трудностей при строительстве ПЭВ хоть отбавляй, как мы видим, но и преимуществ у них немало! Особенно на фоне случающихся леденящих душу катастроф и аварий на ядерных электростанциях (Онтарио, Чернобыль, «Фукусима» и десятки других) некоторые страны отказываются от ядерного синтеза и ищут альтернативы. Электростанция приливной воды – чем не альтернатива?

Во-первых, это экологически чистое производство. Нет выбросов в окружающую среду, нет страшного риска при разрушении проекта как с ядерными реакторами.

Во-вторых, для построенного уже сооружения не нужно топливо, как в тех же ядерных станциях. Здесь топливо – воду — дает сама Природа.

В-третьих, ПЭС — это надежный источник энергии. Тут не бывает так, что сегодня есть прилив, а завтра его нет, и потребители не получают электроэнергию.

В-четвертых, высокий КПД. Эффективность преобразования энергии прилива в собственно электроэнергию очень высока и доходит до 80%, что лучше показателей выработки ветровой и солнечной энергии. Ветер дает по некоторым подсчетам до 30% КПД, а солнечные батареи от 5 до 15% (сейчас цифра иногда доходит и до 35%). Сравните с ПЭС! Это как Небо и Земля. Но пока трудности перевешивают плюсы и работающих промышленных ПЭС очень мало по сравнению с другими типами электростанций.

Экологическая безопасность:

- Плотины ПЭС биологически проницаемы, что позволяет рыбе безпрепятственно проходить через ПЭС;

Ущерб, наносимый ПЭС окружающей среде значительно ниже чем ГЭС. Исследования Полярного института рыбного хозяйства и океанологии подтвердают, что в районе опытно-промышленной Кислогубской ПЭС не было обнаружено погибшей или поврежденной рыбы. К тому же при эксплуатации ПЭС гибнет около 5-10 % планктона - основной кормовой базы рыб, в то время как при работе ГЭС 83-99 %.

- Снижение солености воды в бассейне ПЭС, определяющее экологическое состояние морской фауны и льда составляет 0,05-0,07 %, т.е. практически неощутимо. К тому же в бассейне исчезают торосы и предпосылки к их образованию, не наблюдается нажимного действия льда на сооружение.

- Размыв дна и движение наносов при строительстве ПЭС полностью стабилизируются в течение первых двух лет эксплуатации. Наплавной способ строительства дает возможность не возводить в створах ПЭС временные строительные базы и не сооружать перемычки, что способствует сохранению окружающей среды в районе ПЭС.

- При эксплуатации ПЭС исключен выброс вредных газов, золы, радиоактивных и тепловых отходов.

ПЭС не угрожает человеку, а изменения в районе ее эксплуатации имеют лишь локальный характер.