Енергія морських припливів і відливів

1. Як це працює?
2. Є й проблеми!
3. Французи попереду планети всієї
4. Навіщо їх будувати?

Під час перегляду репортажів по телебаченню про природні катаклізми, наприклад, про цунамі, у мене особисто дух захоплює від масштабу і мощі, що відбувається. В останній раз більше всіх не пощастило Японії. Зйомки очевидців на камери мобільних телефонів вражають уяву. Цілі будинку пливуть як тріски в нескінченному потоці океанської води, змиваються машини, мости, люди, лінії електропередач. Високі шторми, наростаюча тиха міць і енергія морських припливів, спустошливі цунамі ... Все це лякало, і лякає людини.

На сумному прикладі Японії ми бачимо, що руйнування від цунамі, наприклад, колосальні, ставиться під сумнів існування взагалі цілої держави. Атомна станція «Фукусіма» не вибухнула. А якби все ж корпус її не витримав? Льодом покривається серце при одній лише думці про це.

Але невже Велика Міць, що таїться в потоці морської хвилі, приносить тільки лиха? Найчастіше - так. Але люди з давніх часів намагалися поставити цю міць собі на службу, у древніх кулібіних росло бажання підпорядкувати її собі, приборкати, зробити помічником людині, а не руйнівником.

Люди бачили, що під впливом незрозумілих для них поки сил рівень води в гирлах річок міг досить різко підніматися, а через якийсь час знову падав, і все це відбувається з певною періодичністю. Чудеса, та й годі!

Як це працює?

Енергія припливів і відливів завжди вабила людей своєї могутності і невичерпністю. Перші спроби її використання відомі ще з 10-го століття, коли стали створювати невеликі греблі з басейнами, щоб не дати приливної воді швидко піти назад в море або океан без будь-якої користі. «А чому б цю ж саму воду не змусити крутити колесо з лопатями?» - задалися питанням старовинні винахідники. Так почали крутитися жорна зернових млинів на річках в Англії в 11 столітті нашої ери.

Застосовували люди тоді собі на благо силу припливів і для лісопилок, адже дерево завжди майже було основним будівельним матеріалом для людини. Дані прообрази майбутніх приливних електростанцій до сих пір використовуються в народному господарстві.

З відкриттям електрики життя на планеті Земля змінилася категорично. Потреба в ній все росте і росте, і поки заміни їй не передбачається. Тому людство стало використовувати той же принцип обертового колеса під дією енергії припливів і відливів, що і наші предки, але вже для будівництва приливних електростанцій (ПЕС).

Уявіть собі гирлі потужної річки на березі океану або моря, через яке будується величезна дамба, що перекриває потік води в обох напрямках, тобто як під час припливу, так і відливу. Величезні лопатеві турбіни обертаються, і генератори видають електричну енергію. Правда, використовувати енергію припливу приливна електростанція здатна не цілодобово, на жаль, а тільки поки є сам приплив, тобто, скажімо, 10 годин щодня.

Є й проблеми!

За даними вчених, вся сумарна енергія припливів на нашій планеті оцінюється в 1 млрд. КВт \ год. Так це не просто ласий шматочок, а моторошно заманливий! Здавалося б, приливна електростанція може бути зведена де завгодно, благо потужних річок, не кажучи вже про морях і океанах, нам подаровано Природою чимало.

Але, як водиться, добре все виглядає на папері. Принципи роботи припливної електростанції давно розроблені, тільки приборкати самі припливи не так просто, бо наступ їх залежить від взаємних гравітаційних сил Сонця і Місяця, від того, який рельєф місцевості є в наявності в місці розташування приливної споруди, що там за берег і ін. А ще бувають добові припливи. Це коли зміна рівня води відбувається щодня. В інших місцях приливна хвиля трапляються два рази за 24 години.

Є ще одна тонкість, виходячи з якої використання подібних електростанцій не зовсім зручно. В принципі, існує два види діб. Про одних ми знаємо все і живемо по ним. Встаємо з постелі після пробудження, працюємо, відходимо до сну. Це так звані сонячні добу. Але є ще і місячна доба, які довший сонячних на 50 хвилин. Приливна вода підпорядковується саме останнім - місячним - добі, але люди то ж не по ним живуть. Звідси йде різнобій в отриманні найбільшого і самого меншого обсягу електроенергії від ПЕС і весь цей так званий графік не відповідає виробничої необхідності.

Електрична енергія, що отримується досліджуваним в статті способом, на виході виходить все ж досить дорогий і тут бажані потужні виробничі підприємства поблизу, які могли б її споживати і за неї платити. Але далеко не завжди там, де можна побудувати велике підприємство типу заводу і підпорядкувати його особливостей подачі енергії від ПЕС, є можливість звести саму подібну електростанцію. Адже вихідні природні дані місцевості можуть не відповідати вимогам до настільки специфічним спорудам.

Будь-яка потужна приливна електростанція вимагає великого обсягу приливної води. А при різному рельєфі місцевості показник цей вельми мінливий. Є місця, де вода піднімається на 15 метрів під час припливу, а є, де ледве дотягує і до 30 см. Виходить, далеко не скрізь можна будувати дана споруда. Відповідні умови можна знайти в Англії, Франції (і вже було знайдено), в Східній Канаді (приклад: Аннаполіс-Роял), в Мексиці, Китаї, на патагонських узбережжі Аргентини та ін. і, звичайно, в найбільшій країні світу - Росії, тобто у нас (приклад: на Баренцевому морі в губі Кисла).

Французи попереду планети всієї

Як ми бачимо, для використання енергії припливів є багато перешкод і труднощів, тому тут має бути застосований принцип економічної доцільності. На жаль, будівництво ПЕС вимагає на початковому етапі реально величезних капіталовкладень. Однією країні часто підняти такий вантаж стає не під силу. Однак, є вдалі приклади.

Піонерами в цій справі стали французи: на березі Ла-Маншу відкрили в 1966- му році перше дітище з числа справжніх промислових ПЕС. Інженери використовували гирлі річки Рані, де висота припливу досягає 13,5 метрів. Могутня гребля тягнеться від мису Бріанге на правому березі до мису Ла-Бребу на лівому, а в якості опорної додаткової «стійки» використовується невеликий острівець під назвою Шабілер. Сама річка Рані на даній ділянці має ширину в 750 метрів, так що легко можна уявити, що за гігантська споруда являє собою дана приливна електростанція. Здається, Сам Всемогутній Зевс з Небес своєю величезною долонею перегородив річку на благо людям ...

Але - ні, це зробили земні будівельники і зробили зручно для себе і клієнтів: максимальна вироблення електроенергії тут збігається за часом з максимальною потребою людей і підприємств в ній. Тут вдалося дотримати принцип сумісності за часом, що так непросто при створенні подібних електростанцій.

Потужність вироблення енергії французької ПЕС доходить до 544 млн. КВт-год щорічно. Все б добре, тільки за вартістю один кіловат годину атомної електроенергії виходить все одно дешевше, ніж аналогічний від ПЕС. Але у випадку з ПЕС на Ла-Манші збіглися максимальна вироблення енергії в «години пік» з її споживанням в ці ж години, що і стало однією з причин початку грандіозного будівництва саме тут. У Франції споживач платить за найвищими ставками за електроенергію в ті самі «години пік».

Навіщо їх будувати?

Труднощів при будівництві ПЕВ хоч відбавляй, як ми бачимо, але і переваг у них немало! Особливо на тлі трапляються моторошних катастроф і аварій на ядерних електростанціях (Онтаріо, Чорнобиль, «Фукусіма» і десятки інших) деякі країни відмовляються від ядерного синтезу і шукають альтернативи. Електростанція приливної води - чим не альтернатива?

По-перше, це екологічно чисте виробництво. Немає викидів в навколишнє середовище, немає страшного ризику при руйнуванні проекту як з ядерними реакторами.

По-друге, для побудованого вже споруди не потрібне паливо, як в тих же ядерних станціях. Тут паливо - воду - дає сама Природа.

По-третє, ПЕМ - це надійне джерело енергії. Тут не буває так, що сьогодні є приплив, а завтра його немає, і споживачі не отримують електроенергію.

По-четверте, високий ККД. Ефективність перетворення енергії припливу в власне електроенергію дуже висока і доходить до 80%, що краще показників вироблення вітрової та сонячної енергії. Вітер дає за деякими підрахунками до 30% ККД, а сонячні батареї від 5 до 15% (зараз цифра іноді доходить і до 35%). Порівняйте з ПЕС! Це як Небо і Земля. Але поки труднощі переважують плюси і працюють промислових ПЕС дуже мало в порівнянні з іншими типами електростанцій.

М.Берсенев

У наступному відео ви знайдете розповідь про принципи роботи приливних електростанцій: