Приливная энергия как это работает и примеры проектов по использованию приливной энергии сохранение энергии будущего

Поскольку почти во всех государствах встречается быстрый экономический подьем, прогнозируется большое повышения спроса на электрическую энергию. Хотя большинство экономик инвестируют в ископаемое топливо, возобновляемые и стойкие источники представляют довольно широкие возможности для получения дешевой и хорошей электрической энергии. Одним из энергетических ресурсов, который входит в число лучших возобновляемых и устойчивых источников, считается энергия приливов и отливов.

Приливная энергия или энергия приливов — это форма возобновляемой энергии, получаемой путём изменения морского уровня. Кинетическая энергия естественного подъема и спада приливов и отливов применяется и превращается в электричество. Приливы и отливы вызываются совместными гравитационными силами Луны, Солнца и Земли. Однако самое большое влияние на приливы оказывает Луна. Гравитационная сила Луны настолько сильна, что она вытягивает океан в выпуклость. Приливы и отливы создают приливные направления, которые нужны для получения данного вида энергии, популярного по большей части в прибрежных районах.

Приливная энергия считается возобновляемым энергетическим ресурсом, поскольку океаны и моря будут существовать до конца времен, а приливы и отливы очень предсказуемы.

Установки по изготовлению энергии приливов и отливов очень часто ставятся вдоль линии берега, хотя очень большую популярность приобретают морские установки. Береговые линии предпочтительны, потому что изо дня в день на них наблюдаются 2 прилива и 2 отлива. Для выработки электрической энергии разница в уровнях воды должна составлять не менее 5 метров.

Приливная энергетика имеет очень приличный потенциал в перспективе, поскольку приливы можно предсказать намного точнее, чем ветер или солнце, а еще из-за очень больших размеров океанов. Хотя она доступна в больших количествах, получить энергию из нее не очень просто. Она страдает от очень больших инвестиций и ограничивает доступность мест, где она может быть получена.

Как энергия приливов превращается в электричество?

Приливная энергия превращается в электричество при помощи трех главных технологий:

1. Приливные турбины

Приливные турбины применяют ту же технологию, что и ветровые турбины. Только одно отличие состоит в том, что лопасти приливных турбин более прочнее и короче. Поэтому лучше всего сопоставлять приливные турбины с подводными ветряными мельницами. В совершенстве, потоки воды вращают турбину. Турбина соединена с генератором через вал. Таким образом, когда турбина крутится, крутится и вал.

Крутящийся вал приводит в действие генератор, который формирует электричество. Первоначальные затраты на создание подобной системы приливных потоков очень высокие, уже не говоря о сложности обслуживания. Но она остается очень дешевой альтернативой и не вызывает ухудшения экологии если сравнивать с другими приливными технологиями.

2. Приливные баржи

Приливные барражи считаются самыми лучшими технологиями применения энергии приливов. Они могут напомнить плотины, применяемые на гидроэлектростанциях. Разница в том, что они на порядок выше, поскольку строятся через залив или эстуарий. для того чтобы плотина могла производить энергию, приливная зона, другими словами разница между отливом и приливом, должна составлять более 5 метров.

Когда приток входит в систему, океанская или морская вода попадает через дамбу в бассейн. Когда приливы спадают, затворы системы закрываются, задерживая воду в эстуарии или бассейне. Когда приливы начинают отходить, ворота плотины, которые состоят из турбин, открываются, и вода начинает вытекать, попадая на турбины, которые в конце концов вращаются, вырабатывая энергию. Строительство приливных плотин связано с большими первыми капитальными затратами, плюс к этому, они оказывают пагубное воздействие на местную внешнюю среду.

3. Приливные лагуны

Такая технология имеет очень много общего с приливными барражами. Она не требует больших первоначальных капитальных затрат и дружественна к внешней среде. Приливная лагуна — это электростанция, отделенная от другой части океана или моря. По собственной функциональности она похожа на приливную баржу, поскольку во время прилива лагуна полностью заполняется водой. Когда приток падает, вода вытекает через отверстие, которое состоит из турбин. Выходящий водный поток вращает турбину, которая формирует энергию.

Плюсы приливной энергии

Уделив время критическому анализу преимуществ и недостатков приливной энергии, вы сможете получить хорошее представление о том, считается ли она стойким энергетическим ресурсом либо нет. Ниже приведен обзор преимуществ и недостатков приливной энергии.

1. Экологично чистая

Тот момент, что технологии приливной энергии ставятся на линии берега и в море, выполняет их полезными для внешней среды, поскольку земля не будет затронута. Помимо того, энергия приливов считается чистым энергетическим источником, другими словами она не выделяет в атмосферу тепличных газов.

2. Это возобновляемый энергетический источник

Приливы, используемые для изготовления приливной энергии, появляются в результате общего гравитационного притяжения солнца, луны и земли в комбинировании с вращением планеты вокруг собственной оси. Это нормальный процесс, который происходит изо дня в день. Это значит, что приливы и отливы будут продолжаться, а производство приливной энергии не будет прекращаться до конца времен.

3. Это хорошо предсказуемо

Развитие приливов и отливов — это хорошо изученный цикл. Это существенно облегчает разработку приливных энергетических систем с правильными размерами. Почему? Так как уровень мощности, которому станет подвергаться система, уже найден. Благодаря этому становится понятно, почему мощность установленного оборудования и весь реальный размер абсолютно не имеют ограничений по выработке энергии, даже в том случае, если применяемые генераторы потока и приливные турбины похожи на ветряные турбины.

4. Конкурентоспособность по цене

Технологии приливной энергии, будучи построенными, способны производить электрическую энергию в течение многих лет, что значит их долговечность. Хотя первоначальные затраты на создание приливной электростанции относительно высоки, окупаемость инвестиций будет достигнута в долговременной перспективе. Обычным примером считается приливная баржа Ла-Ранс, которая продолжает производить электрическую энергию с 1966 года.

5. Уменьшает чрезмерную зависимость от ископаемых видов топлива

Ископаемые источники энергии, например нефть, уголь и газ, выделяют парниковые газы, приводят которые к изменению климата и глобальному потеплению. Энергия приливов предлагает зеленую и возобновляемую альтернативу для сокращения выбросов тепличных газов.

6. Обеспечивает ощущение защиты

Барражи и дамбы, применяемые для применения энергии приливов для изготовления электроэнергии, могут изолировать прибрежные районы и корабельные порты от сильных и опасных приливов во время непогоды и штормов.

7.Она довольно эффективна если сравнивать с ветром даже на невысоких скоростях

Океанические направления способны производить больше энергии, чем воздушные направления, поскольку океаническая вода в 832 раза плотнее воздуха. Это значит, что океанские направления кладут большую силу к турбинам для выработки большего количества энергии.

Недостатки приливной энергии

1. Высокие первоначальные капитальные затраты

Технологии приливной энергии являются существенно новыми. Это значит, что цена сферы услуг сейчас относительно высока. Специалисты также прогнозируют, что приливная энергия начнет приносить коммерческую выгоду только в первой половине 20-ых годов двадцатьпервого века с усовершенствованием современных технологий.

2. Она не очень безвредна для внешней среды

Считается, что системы выработки энергии приливов и отливов могут оказывать определенное действие на внешнюю среду, однако оно не было оценено количественно. Так же, эти приливные электростанции делают электрическую энергию при помощи приливных ограждений, которые зависят от действий с уровнем моря. Это значит, что они оказывают такое же действие на внешнюю среду, как и гидроэлектрические плотины.

3. Проблемы эффективности

Производство электричества на приливных электрических станциях всецело во власти от приливов и отливов, которые происходят два раза в день. Это значит, что когда приливы не происходят, энергия не вырабатывается, поэтому приходится нести лишние траты на создание систем хранения энергии.

4. Приливная энергия требует долгого периода появления

Приливным электростанциям необходимо много времени, чтобы успешно делать электрическую энергию. Этот аспект, в комбинировании с ценой установки, может быть нестабильным. Обычным примером приливной электростанции, которая была закрыта из-за перерасхода средств и времени, считается Северный барраж в Англии.

Астрономические наблюдения. Часть 3: вне электромагнитного спектра

5. Действие на морскую жизнь

Самые большие боязни у разработчиков приливных энергетических систем вызывает действие установок и турбин на окружающую морскую экосистему. Вращение турбин и вибрации приливной установки могут существенно нарушить морскую экосистему и мешать естественному движению морской жизни.

Хотя технология приливной энергии все еще находится на стадии появления, значительное влияние ископаемого топлива и страх того, что когда-нибудь оно окончится, означает, что много времени и ресурсов будет посвящено выработке приливной энергии. Не обращая внимания на то, что другие возобновляемые и зеленые источники энергии, например солнце, ветер и геотермальная энергия, находятся далеко впереди, приливная энергия быстро догоняет их. Приливная энергия рассматривается как следующая большая вещь, когда технология будет значительно лучше.

Варианты проектов по применению энергии приливов

1. Приливная электростанция LaRance, Франция

Мощность: 240 МВт

Первая в мире приливная баржа в Бретани, построенная в 1961-1966 годах, была крупным в мире генератором приливной энергии до 2011 года, когда ее обогнало южнокорейское озеро Сихва. Сейчас это старейшая в мире и вторая по величине возобновляемая приливная электростанция, используемая компанией Electricite de France (EDF), годовая мощность которой составляет 540 ГВтч.

Лекция на тему «Энергетика будущего, альтернативные источники энергии»

Площадь бассейна, охватываемого станцией, составляет 22 км2. Понадобилось три года, чтобы построить 145.1 м длиной с шестью стационарными колесными затворами и 163.плотина длиной 6 м и ценой 81 млн. фунтов. Электрическая энергия вырабатывается при помощи 24 реверсивных турбин с колбой номинальной мощностью 10 МВт каждая.

Приливная волна на территории завода составляет в среднем 8.2 м, что является максимальным показателем во Франции. Электрическая энергия поступает в национальную сеть электропередач напряжением 225 кВ, которая каждый год эксплуатирует около 130 000 домохозяйств.

Что такое энергия приливов Поговорим о приливной энергии генерация и преобразование энергии приливов

2. Приливная электростанция на озере Сихва, Республика Корея

Мощность: 254 МВт

Южнокорейская приливная электростанция на озере Сихва — самая крупная в мире приливная электростанция с установленной мощностью 254 МВт. Проект, находящийся в собствености Корейской корпорации водных ресурсов, открыли в августе 2011 года. Размещенный приблизительно в 60 километрах к юго-западу от Сеула, проект применяет 12.Морской вал длиной 5 км, созданный в первой половине 90-ых годов двадцатого века для борьбы с наводнениями и фермерского хозяйства.

Компания Daewoo Engineering & Construction была генподрядчиком по проектированию, закупкам и строительству (EPC) данного проекта стоимостью 355 долл.1 млн. американских долларов, выстроенного в период с 2003 по 2010 гг. Годовая производящая мощность объекта составляет 552.7 ГВтч.Электрическая энергия вырабатывается на приливах и отливах в бассейне площадью 30 км2 десятью подводными колбами мощностью 25 25.погружными турбинами мощностью 4 МВт. Для оттока воды с плотины применяются восемь шлюзовых ворот водопропускного типа.

Строительство заняло семь лет и обошлось приблизительно в $1 млн за МВт, но дало возможность Южной Корее уменьшить выбросы CO2 более чем на 300 000 тонн в течении года, а еще сэкономить на цене нефти.

3. Генераторная станция Аннаполис Ройал, Канада

Мощность: 20 МВт

Генераторная станция Аннаполис Ройал считается пока единственной приливной электростанцией в Северной Америке. Она размещена в бассейне Аннаполис, суббассейне залива Фанди в Канаде, и имеет установленную мощность 20 МВт, что ее делает третьей по величине работающей приливной электростанцией в мире. Каждый год она формирует 50 ГВт/ч электрической энергии для обеспечения энергетикой более 4 000 домов.

4. Проект приливной энергетики MeyGen, Шотландия

Мощность: 398 МВт

Проект MeyGen Tidal Energy Project, размещенный во внутреннем заливе Пентланд-Ферт у северной части прибрежной полосы Кейтнесса, Шотландия, сейчас считается крупным в мире проектом подводной приливной турбинной электростанции, находящимся в стадии разработки.

В апреле 2018 года глобальная энергетическая компания Atlantis Resources заканчила строительство фазы 1A проекта. На первой фазе проекта применяются четыре турбины мощностью 1.5 МВт с турбинами с диаметром ротора 16 м, погруженными на дно моря. Фаза 1B учитывает установку четырех дополнительных турбин мощностью 1.5 МВт, а на фазе 1С будут установлены еще 49 турбин общей мощностью 73.5 МВТ. Фазы 2 и 3 проекта MeyGen увеличат общую мощность до 398 МВт, а полная работа ожидается в первой половине 20-ых годов двадцатьпервого века.

Проект принадлежит и управляется компаниями Tidal Power Scotland Limited и Scottish Enterprise. Проект получил ?1.5 миллионов фунтов грант правительства Шотландии в первой половине 20-ых годов двадцатьпервого века.

5. Приливная электростанция Цзянся, КНР

Мощность: 3.2 МВТ

Это четвертая по величине приливная электростанция в мире, находящаяся в Вуяньтоу, город Вэньлин, периферия Чжэцзян, КНР, и единственная приливная электростанция в Китае. Сейчас поставленная мощность составляет 3 200 кВт и формирует до 6.5 ГВтч электрической энергии в течении года.

Электростанция обеспечивает необходимость в электрической энергии небольших деревень, размещенных на расстоянии 20 км (12 миль), через линию электропередач 35 кВ. Максимальный диапазон приливов и отливов в эстуарии составляет 8.39 m (27.5 футов). На сегодня это большой государственный историко-культурный объект в Чжэцзяне

6. Приливная лагуна Суонси-Бэй, Юго-Западный Уэльс, Англия

Мощность: 320 МВт

Проект Swansea Bay Tidal Lagoon, который построиться в заливе Суонси в Англии, считается крупным в мире проектом по строительству приливной лагуны и станет третьим по величине в мире проектом по строительству приливной электростанции после окончания строительства. Проект получил ордер на согласие на развитие в 2015 году, а предполагаемые капитальные затраты разработчика составляют ?1.3 млрд. фунтов.

Проект будет состоять из 16 гидротурбин, 9.5 км волнолома, генерирующего электрическую энергию для 155 000 домов в течение следующих 120 лет. В число главных партнеров по строительству входят компании Atkins, General Electric, Andritz Hydro, Laing O'Rourke и Alun Griffiths ЛТД.

Приливная лагуна в заливе Суонси уже приобрела мировую популярность. Проект был представлен публике по всему миру, в том числе главам минэнерго Европейского союза и на COP21, климатической конференции в Париже в 2015 году.

7. Проект Пенжинской приливной электростанции, Российская Федерация

Мощность: 87 ГВт

Проект Пенжинской приливной электростанции — это комплекс предложений по строительству приливной электростанции в Пенжинской губе. Пенжинская губа имеет один из очень сильных приливов в мире, и было несколько предложений по строительству электростанций. Один из предоставленных вариантов подразумевает установленную мощность 87 ГВт и ежегодное производство 200 ТВтч электрической энергии, стоимостью около ?200 млрд.

Ссылки: