поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
Статистика
Основные направления использования энергии океана
Потенциальная энергия ветров оценивается в 56,6 млрд. т условного
топлива, и эта энергия возобновляемая. По-видимому, ветряные
энергетические установки в совокупности с использованием других видов
энергии технически и экономически все в большей степени будут себя
оправдывать, особенно с учетом необходимости сбережения невозобновляемых
энергетических ресурсов.
Постоянным возобновляемым ресурсом является кинетическая энергия
ветровых волн. Волновая мощность Мирового океана оценивается в 2,7 млрд.
кВт, что составляет 30% потребляемой в мире энергии.
Волновая энергия размещена неравномерно, в некоторых местах в шельфовой
зоне она достигает высокой концентрации. Так, на участках прибрежной
зоны США и Японии она составляет около 40 кВт на метр волнового фронта;
на западном побережье Англии, в районе Гебридских островов, мощность
волнового фронта достигает 80 кВт/м. Средний годовой потенциал волнового
фронта вдоль побережья Британских островов составляет 120 млн. кВт. Не
всю эту энергию можно прибрать к рукам. Неизбежны существенные потери
при переработке и передаче ее. Реально, по-видимому, лишь третья часть
ее может поступить в сеть. Тем не менее этого достаточно, чтобы
обеспечить всю Великобританию электричеством на уровне существующей
нормы потребления [58]. В Великобритании предполагается построить в
ближайшие годы волновую электростанцию мощностью 4000 кВт. Первая
промышленная волновая электростанция начала действовать с конца 1985 г.
в Норвегии, мощность двух ее генераторов составляет 850 кВт, стоимость
энергии волновой электростанции ниже стоимости энергии, получаемой на
ТЭС, работающих на каменном угле.
Во многих странах существуют проекты использования волновой энергии, в
том числе в Японии, США, Швеции, Австралии, Советском Союзе. В Японии
проект основан на вытеснении воздуха из ограниченного объема при
колебании поверхности воды с подачей воздуха на воздушную турбину. В
Японском море действует экспериментальная плавучая электростанция "Каймей"
мощностью 33 кВт. Промышленный образец такой станции будет иметь 9
воздушных турбин общей мощностью 2000 кВт. В Японии же в небольших
масштабах используются преобразователи энергии волн в электрическую для
питания более 300 буев и маяков. Близ Токио работает волновая
электростанция мощностью 500 Вт, у маяка Дуригама - мощностью 120 Вт и
др. Успешно действует плавучий маяк Мадрасского порта (Индия), на
котором установлен электрогенератор, приводимый в действие энергией
морских волн, даже небольших, высота которых не превышает полуметра.
В США разработан преобразователь мощностью 2000 кВт, представляющий
собой конструкцию в форме полусферы, диаметром 75 м и высотой 18 м,
укрепленную на коралловом атолле ниже уровня океана. На поверхности
остаются направляющие лопатки низконапорной турбины, соединенной с
генератором. Такая станция обеспечит энергией прибрежный поселок в 800
домов и плюс к этому будет служить берегозащитным соору жением.
Проектируются две крупные волновые электростанции по 18 тыс. кВт для
острова Маврикий (Индийский океан), не имеющего никаких обычных
(традиционных) энергонсточников. Мощные волновые электростанции
разрабатываются в Швеции, Австралии. В Советском Союзе существует проект
строительства волновой электростанции на Каспийском море в районе г.
Дербент. Установление здесь 14 волнотурбин по 75 м каждая может
обеспечить энергией электрифицированную железную дорогу Баку -
Махачкала. Стоимость энергии составит не более 2 коп. за 1 кВт-ч, а
удельные капитальные затраты будут несколько ниже, чем на тепловой
электростанции [18].
В целом существующие проекты волновых электростанций сравнительно
дороги. Удельная стоимость электроэнергии составляет 4000-5000 фунтов
стерлингов на 1 кВт энергии на тепловых и атомных станциях -500-1000
фунтов стерлингов [58] Однако целесообразность создания волновых станций
определяется конкретными условиями, плотностью приходящей энергии,
наличием или отсутствием альтернативных источников и т. д. Надо
учитывать и тенденцию удешевления конструкций и удорожания традиционных
энергоисточников. Совершенствование конструкций и значительное повышение
мощности волновых станций увеличит их экономическую целесообразность.
Технически более детально разработаны способы получения электроэнергии
за счет разности уровней океана во время приливов и отливов. Потенциал
приливной энергии Мирового океана оценивается от 1 до 6 млрд. кВт
(примерно в 1200 млрд. кВт-ч в год). На долю Советского Союза приходится
значительная часть - около 200 млрд. кВт-ч в год. Энергия приливов в
2000 раз превышает годовой запас энергии всех рек мира.
Использование приливной энергии сталкивается с трудностями, связанными с
неравномерностью приливов во времени и по величине, с неравномерностью
их распределения по берегам Мирового океана. Считается, что минимальным
условием для строительства эффективной приливной электростанции (ПЭС)
должна быть разница колебаний между приливом и отливом в 5 м. Во
внутренних морях, глубоко впадающих в сушу, таких как Балтийское,
Черное, Азовское, приливы незначительны Практически в мире существует
всего около 25 точек, где можно построить крупные ПЭС, в том числе в
Советском Союзе к востоку от Мурманска (Лумбовскую ПЭС), в Мезенском
заливе Белого моря; в устье р. Колпаковой, на Шантарских островах, в
заливе Шелихова (Гижигинская и Пенжинская губы). Только в Мезенском
заливе можно построить ПЭС мощностью 15,2 млн. кВт, а в Пенжи некой губе
на Дальнем Востоке - мощностью 100 млн. кВт [82].
На современном уровне развития мировой энергетики ПЭС становятся
экономически эффективными в сочетании с другими видами электростанций -
тепловыми, атомными, гидроэнергетическими. Принимая на себя пиковую
нагрузку энергосистемы и потребляя для своей работы в насосном режиме
энергию тепловых электростанций в часы минимума нагрузки последних, ПЭС
создают для них возможность работы по графику равномерной базисной
нагрузки.
Приливные мельницы были давно известны жителям побережий Западной
Европы. Некоторые примитивные установки на мельницах и лесопилках
сохранились до сих пор. Известны устройства по превращению приливной
энергии в механическую на побережье Белого моря, на Соловецких островах.
Первая ПЭС была построена в Англии, вблизи Ливерпуля в 1913 г. В 1967 г
в бухте Сен-Мало (Бретань, Франция) была построена первая ПЭС
промышленного назначения мощностью 240 тыс. кВт. Однако стоимость
энергии на станции превышала среднюю по другим станциям. В Советском
Союзе в конце 1968 г. начала эксплуатироваться Кислогубская ПЭС на
Баренцевом море мощностью около 400 кВт. Опыт ее работы дал основу для
проектирования значительно более мощных ПЭС,
Не прекращаются поиски новых технических и экономических решений
использования энергии приливов. Проекты строительства крупных ПЭС
разрабатываются в Англии, США, Аргентине, Канаде, Китае, других странах.
В Западной Европе наиболее перспективным считается проект ПЭС на
полуострове Котантен мощностью 50 млн. кВт. Она будет снабжать энергией
Францию, Норвегию и Швецию. Стоимость энергии сопоставима с получаемой
от речных ГЭС.
Американские и канадские специалисты создали проект строительства ПЭС в
устье р. Аннаполис в заливе Фанди, который известен высокими приливами.
Мощность станции составит 600 тыс. кВт. Стоимость электроэнергии этой
ПЭС сравнима со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой АЭС, и ниже
стоимости электроэнергии, получаемой в Канаде на тепловых
электростанциях. Максимальная мощность первой очереди станции около 20
тыс. кВт. В середине 1984 г. вошла в строй первая турбина станции;
лопасти турбины имеют в диаметре 7,7 м, она является самой крупной
турбиной, предназначенной для ПЭС.
В КНР построено более 100 ПЭС, использующих приливы небольшой высоты, и
несколько сравнительно более мощных ПЭС. Так,с 1980 г. работает ПЭС в
200 км к югу от г. Ханчжоу, мощностью 545 кВт, при работе одной турбины.
Планируется ввести еще 5 турбин. С 1978 г. действует ПЭС с двумя
гидроагрегатами по 160 кВт в провинции Шаньдун и др. Суммарная
потенциальная энергия приливов в Китае оценивается в 21 млн. кВт.
По оценке специалистов, в XXI в. приливные электростанции дадут
человечеству 10% потребляемой электроэнергии, будут эксплуатироваться
как мощные ПЭС, так и небольшие, использующие приливы с малыми
амплитудами.
Одним из направлений развития энергетики океана может стать
строительство электростанций, использующих энергию течений. Только
механическая энергия океанических течений (без учета переносимого тепла)
оценивается в 350-10|2Вт, что в десятки раз больше мощности всех
современных энергетических установок. Один лишь Гольфстрим в наиболее
мощной части (на 38° с. ш.) переносит каждую секунду 82 млн. м3 воды, а
в течение года 250 тыс. км3, в 6,5 раз больше годового стока вод со всей
поверхности суши. Если установить в толще Гольфстрима винты турбины
диаметром 80 м, то при скорости течения 2 м/с с каждого винта можно
получить 24 тыс. кВт энергии. Расположив такие генераторы в ряд по 12
штук через милю на протяжении 350 миль, в общей сложности удалось бы
получить мощность в 100 млн. кВт.
Теоретические рассуждения воплощаются в проекты. Существует проект
использования энергетического потенциала Флоридского течения,
предусматривающий сооружение 200 турбин на глубине 120 м, которые
обеспечат мощность в 25 млн. кВт. Опытная модель турбины длиной 1 м
успешно работала в водах Мексиканского залива на глубине 15 м.
Итальянскими, голландскими и японскими специалистами проектировалась у
южного побережья Сицилии установка подводного вращающегося диска
диаметром 400 м с высотой лопаток 15 м, которая должна производить
электроэнергию более дешевую, чем тепловые и атомные электростанции.
Широкое использование энергии течений - дело будущего. КПД существующих
преобразователей этого вида энергии всего 0,5-10%, затраты на гигантские
турбины огромны, не решены и многие технические проблемы.
Создаются и обсуждаются проекты строительства электростанций, основанные
на создании искусственного перепада морской воды в узких проливах. По
одному из проектов, сооружение плотин в проливах Гибралтарском и
Дарданеллах перекроет поступление воды из Атлантического океана и
Черного моря в Средиземное море. Вследствие испарения уровень
Средиземного моря будет понижаться на 1 -1,5 м в год. Через несколько
десятков лет уровень станет настолько разным, что энергия падающей воды,
пропущенной через плотину, составит 120 млн. кВт. Плотины обеспечат
постоянный уровень перепада и мощности станции. Снижение уровня
Средиземного моря спасет Венецию от затопления, увеличит пространство
суши.
Сооружение Суэцкой и Баб-Эль-Мандебской плотин может обеспечить снижение
уровня Красного моря и даст возможность через несколько десятков лет
получить энергию мощностью свыше 30 млн. кВт.
