 |
Ветроэнергетические установки
|
|
|
|
Введение
Энерговооруженность является основой технического прогресса. Энергетический кризис 1970-х годов существенно обострил проблему энергообеспечения общества. Стало ясно, что период дешевых и легко доступных источников энергии окончился. Энергетические проблемы неразрывно переплелись с экономическими, экологическими, социальными и политическими проблемами. Энергетика стала одним из главнейших факторов, определяющих развитие мировой экономики.
В этих условиях особую актуальность приобрела задача поиска новых, нетрадиционных способов и источников получения энергии, в особенности возобновляемых. К таким источникам относятся:
Солнечное излучение.
Гидравлическая энергия малых рек.
Геотермальное тепло.
Энергия ветра.
Энергетические ресурсы мирового океана.
В настоящее время мировая потребность в первичной энергии оценивается величиной 12 млрд. тонн условного топлива. Энергопотребление в России составляет менее 1 млрд. тонн в год. Данные о запасах топливно-энергетических ресурсов РФ приведены в табл. 1. (см. Приложение).
Если ориентироваться только на запасы органического топлива, то, несомненно, необходим возврат к увеличению доли каменных и бурых углей в топливном балансе страны. Нефть и газ являются высокоценным сырьем, а их запасы по сравнению с запасами угля примерно в 20 раз ниже. Однако уголь является экологически «грязным» топливом. Кроме того, его добыча связана с повышенными затратами и риском, так как запасы каменного угля в настоящее время сохранились в основном на большой глубине.
Поэтому настоятельно необходимо вовлечение в производство других видов первичной энергии, таких как:
|
|
|
гидравлическая энергия малых рек;
ветровая;
приливная;
геотермальная;
солнечная.
Современный вклад в мировое энергопроизводство на основе солнечной, ветровой, приливной энергии составляет 0,1%, а установленная мощность электростанций, использующих эти энергоресурсы достигает 36 ГВт. В то же время технически осуществимый потенциал этих энергоисточников в мире составляет (млрд. тонн):
солнечная энергия …………. 6,0;
энергия ветра ………………. 2,8;
геотермальная энергия ……. 1,0.
По самым осторожным оценкам, в условиях России только за счет солнца и ветра можно получать до 0,5 млрд. тонн топлива в год. Это составляет 20–25% максимально возможного потребления энергии в РФ на достаточно отдаленную перспективу. Данные о потенциале нетрадиционных источников энергии в РФ приведены в табл. 2.
Малые гидроэлектростанции
Технически возможный гидроэнергетический потенциал составляет примерно 10% от полных запасов разведанного органического топлива. В настоящее время выработка на гидроэлектростанциях (ГЭС) РФ составляет 6% от общего производства электроэнергии. Опыт строительства гидроэлектростанций в бывшем СССР показал, что сооружение крупных ГЭС возможно только в экономически развитых странах из-за огромных затрат как на строительство, так и на природоохранные мероприятия. Кроме того, необходимы крупные капиталовложения на поддержку в работоспособном состоянии всего комплекса гидротехнических сооружений.
Поэтому использование гидроэнергетического потенциала на современном этапе возможно лишь на основе широкого применения гидроустановок (ГЭУ) малой мощности. Установки мощностью менее 0,1 МВт относится к категории микро-ГЭС. Станции мощностью менее 30 МВт могут быть построены как на малых и средних реках, так, в отдельных случаях, и на реках крупных (при низконапорных гидроузлах или при неполном использовании стока). В Российской Федерации находятся в эксплуатации малые ГЭС (МГЭС) суммарной мощностью 545 МВт. Они вырабатывают 1940 млн. кВт×ч электроэнергии в год. Практически все эти МГЭС расположены на Европейской территории РФ, При этом, основные суммарные мощности МГЭС (более 2/3) приходятся на районы Северо-Запада и Северного Кавказа.
|
|
|
ГЭУ малой мощности могут строиться на основе плотинной и деривационной схем, а также на базе использования энергии свободного потока воды.
Для увеличения мощности ГЭС, использующей энергию свободного потока, необходимо увеличивать скорость воды за счет применения сопл на входе и выходе установки.
ГЭУ на основе энергии свободного потока могут монтироваться на сваях или располагаться на плотах (так называемые наплавные ГЭС).
Ветроэнергетические установки
В мировой практике широко используются ветроэнергетические установки (ВЭУ). Некоторые из них достигают предельной для ветроагрегатов мощности в 3–4 Мвт (табл. 3). (см. Приложение)
ВЭУ применяются для привода насосных станций, опреснения минерализованных вод, мелиорации земельных угодий. В настоящее время применяют ВЭУ двух конструктивных типов:
с горизонтальной осью вращения, параллельной воздушному потоку;
с вертикальной осью вращения, перпендикулярной воздушному потоку.
Для ВЭУ первого типа применяют двухлопастное ветроколесо, которое обеспечивает более высокую энергоемкость, чем многолопастное. Защита от разрушения лопастей при чрезмерной силе ветра осуществляется поворотным механизмом, который при предельной скорости ветра разворачивает лопасти во флюгерное положение. Недостаток ветродвигателей с горизонтальной осью вращения состоит в необходимости установки их на достаточно высокой башне. Это связано, во-первых, с обеспечением свободного пространства для вращения лопастей, и, во-вторых, с тем, что скорость ветра растет с увеличением высоты.
Рабочий момент на ветроколесе создается за счет аэродинамических сил, возникающих на лопастях, которые имеют специальный профиль. Процесс возникновения сил на лопастях подчиняется тем же законам, что и процесс появления подъемной силы крыла самолета. При этом под крылом создается область повышенного давления, а над ним – пониженного.
|
|
|
Ветродвигатели с вертикальной осью вращения имеет несколько важных преимуществ по сравнению с крыльчатыми ВЭУ с горизонтальной осью:
отпадает необходимость в устройствах для ориентации на направление ветра;
упрощается конструкция и монтаж, более удобным становится расположение генератора и редуктора;
снижаются дополнительные механические напряжения в лопастях, системе передач, вызванные гироскопическими нагрузками.
Имеется несколько типов ветродвигателей с вертикальной осью вращения, примером которых является ротор Савониуса. Этот ротор изготавливается из цилиндрической трубы, разрезанной вдоль и закрепленной между нижними и верхними фланцами. Обе лопасти несколько раздвинуты, причем зазор между ними может меняться.
К ветроприемным устройствам с вертикальной осью вращения относится ротор Дарье. Он оснащается двумя или тремя тонкими лопастями и вращается со скоростью в три-четыре раза превышающей скорость ветра. Для запуска ротора Дарье необходим вспомогательный двигатель, разгоняющий его до номинальной скорости.
Применяются более сложные конструкции ветроагрегатов с вертикальной осью вращения. К ним относятся:
ветроагрегат с двухъярусными вертикальными лопастями на общем валу
ветроагрегат с двумя лопастями, расположенными на тележках (ВЛ-2)
многолопастной ветроагрегат, с лопастями расположенными на тележках
В качестве лопастей для агрегатов ВЛ-2 и ВЛ-МЛП используются крылья самолетов.
Развитие промышленной ветроэнергетики началось в начале 70-х годов. Наибольшего развития в настоящее время ветроустановки достигли в США, где эксплуатируются ВЭУ суммарной мощностью 1700МВт, в Германии – 630МВт, Дании – 539МВт, Индии – 200МВт, Великобритании – 170МВт, Нидерландах – 16 МВт. Еще в четырех странах (Швеции, Греции, Китае и Италии) мощность ВЭУ достигла 20…40 МВт, и, как минимум, в восьми странах – от нескольких мегаватт до 10 МВт.
|
|
|
В странах Северной и Южной Америки, вместе взятых, и в странах Европы суммарная мощность эксплуатируемых ВЭУ составляет по 1725 МВт, в странах остальных континентов мощность ВЭУ – всего 280 МВт.
Средняя единичная мощность эксплуатируемых в мире ВЭУ составляет ~ 140 кВт. Примерно до середины 80-х годов ветроэлектростанции создавались на базе ВЭУ единичной мощностью менее 100 кВт. С середины 80-х годов стали внедряться ВЭУ мощностью 100–300 кВт, а к концу 80-х – и ВЭУ 600…700 кВт. Создаются для серийного производства новые модели ВЭУ мощностью 500…1500 кВт. Переход в настоящее время к ВЭУ предельной мощности (3…4 МВт) оценивается в мире как преждевременный. Практически весь мировой парк ВЭУ состоит из крыльчатых установок. Работы по другим типам ВЭУ, а также по крыльчатым ВЭУ предельной мощности проводятся, однако широкого развития они не получили.
Таким образом, к настоящему времени мировая ветроэнергетика превратилась в отрасль, вносящую в отдельных странах ощутимую долю в производстве электроэнергии.
Наиболее перспективные зоны для использования ветровой энергии в России находятся на прибрежной полосе шириной 50…100 км вдоль морей Северного Ледовитого океана, в отдельных прибрежных районах Дальнего Востока, в районах Балтийского, Черного и Каспийского морей. В этих районах среднегодовая скорость ветра равна 5…6 м/с и более.
Практическое освоение ветроэнергетики в РФ только начинается. Разрабатываются и создаются несколько моделей крыльчатых ВЭУ мощностью 250…300 кВт, одна модель крыльчатой ВЭУ мощностью 1000 кВт и модель ВЭУ с вертикальной осью вращения мощностью 1250 кВт. В 1991–1992 годах смонтированы две ВЭУ типа АВЭ-250 на полигонах в поселке Дубки (Чиркейская ГЭС, Дагестан) и в Иван-городе (Ленинградская обл.) и одна – на полигоне НПО «Ветроэн» в Геленджике. В 1993 г. смонтирован агрегат АВЭ-250 в г. Воркуте.
В 1993 г. в г. Новороссийске построена опытно-экспериментальная ВЭУ типа ГП-250. Однако после первых испытаний установка отправлена на завод для доработки и дополнительных стендовых испытаний. В 1994 г. на опытно-экспериментальной Калмыцкой ВЭУ смонтирована первая ветроустановка типа «Р-1» мощностью 1000 кВт.
В системе РАО ЕЭС России в настоящее время в стадии строительства находят три ВЭУ:
Экспериментальная установка мощностью 5 МВт (поселок Дубки Чиркейская ГЭС, Дагэнерго).
Заполярная ВЭУ мощностью 8 МВт (г Воркута, Комиэнерго).
Калмыцкая ВЭУ мощностью 22 МВт (Калмэнерго).
Проектируются семь ВЭУ: Магаданская 50 МВт (Магаданэнерго); Дагестанская 6 МВт (Дагэнерго); Ленинградская 25 МВт (Ленэнерго); Приморская 30 МВт (Дальэнерго); Морская 30 МВт (Карелэнерго); Новороссийская 2 МВт (Краснодарэнерго); Западно-Приморская 30 МВт (Янтарьэнерго). При осуществлении только этих проектов уже к 2005 г. в России будет существовать ветроэнергетика, как ощутимая для некоторых районов составная часть электроэнергетики.
|
|
|
Вредные воздействия ветроустановок на окружающую среду выражаются в следующем:
ВЭУ искажают естественный пейзаж;
создают шум, в том числе могут возбуждать инфразвуковые колебания, неблагоприятно влияющие на обитателей биосферы вблизи ВЭУ;
генерируют электромагнитные помехи.
Основным недостатком ВЭУ является неравномерность ветровой картины, поэтому их применение возможно только в комплексе с накопителями электрической энергии.
Солнечные электростанции
Солнце является основным источником всех видов получаемой на нашей планете энергии. В настоящее время пристальное внимание уделяется прямому использованию солнечной энергии. Солнце излучает ежесекундно 370×1012 ТДж теплоты. Из этого количества на Землю попадает в энергетическом эквиваленте только 1,2×105 ТВт, т.е. за год 38×1020 кВт×ч, или в 108 раз больше, чем сегодня потребляется в мире. При определении практической целесообразности использования солнечной энергии исходят из того, что максимальная плотность энергии солнечного излучения достигает 1 кВт/м2. Однако такая плотность имеет место в течение 1–2 часов в разгар летнего дня в экваториальных широтах. В большинстве районов планеты средняя плотность энергии солнечного излучения составляет 200…300 Вт/м2.
Основное направление утилизации солнечной теплоты базируется на использовании схем с концентрированием солнечной энергии посредством зеркал или линз. Существует много способов преобразования солнечной энергии в электрическую. Эффективным для большой энергетики является паротурбинный способ, аналогичный применяемому на обычных ТЭС. При этом используются два типа солнечных электростанций (СЭС): башенные СЭС и СЭС с солнечными прудами.
Солнечные электростанции башенного типа. В районах с большим числом солнечных дней в году целесообразно сооружение солнечных электростанций (СЭС) башенного типа (рис. 10).
Размещенные на большой площади (рис. 11) фокусирующие элементы (гелиостаты) улавливают солнечные лучи и концентрируют их, направляя на паровой котел, установленный на вершине башни. При высоте башни 200…300 метров мощность такой станции может достигать 100 МВт при КПД, равном 17%.
Прерывистый характер солнечной радиации приводит к тому, что она не может использоваться как гарантированный источник электроэнергии. Для повышения надежности электроснабжения в технологическую схему СЭС включают аккумулятор энергии. Как правило, осуществляется аккумулирование теплоты. При этом используется две схемы накопления тепловой энергии: последовательная; параллельная.
В первой схеме тепловой накопитель располагается между приемником и теплообменником. Нагретый в теплоприемнике теплоноситель расходуется на выработку электроэнергию и загрузку аккумулятора. При отсутствии солнечной радиации необходимая теплота передается рабочему телу от аккумулятора.
Во второй схеме заряд аккумулятора обеспечивается отведением части нагретого рабочего тела, а связь с турбоустановкой осуществляется без промежуточных устройств.
Потери при преобразовании энергии солнечного излучения в ЭЭ складываются из геотермических потерь, зависящих от угла падения и затенения, потерь на отражение и поглощение, тепловых потерь в приемнике и теплоаккумуляторе.
Солнечные пруды. Другой способ использования солнечной энергии основан на том, что в водоем на различных уровнях вводится разное количество солей. При этом создаются слои (страты) солевого раствора с неодинаковой концентрацией и плотностью. Нижние слои, имеющие более высокую концентрацию и плотность, нагреваются под действием солнечной радиации более интенсивно. Технологическая схема использования возникающего температурного градиента проста: горячая вода (60–90 °С) из нижних слоев подается в теплообменник и используется для испарения жидкости с низкой температурой кипения (фреон, пропан, аммиак). Пары этой жидкости приводят во вращение турбоагрегат.
Фотоэлектрические электростанции. В фотоэлектрических станциях используется явление фотоэффекта, который подразделяется на три вида:
внешний фотоэффект, представляющий собой вырывание электронов из поверхности металла под действием светового потока;
внутренний фотоэффект – изменение электропроводности полупроводников и диэлектриков под действием света;
фотоэффект запирающего слоя, заключающийся в следующем. При соприкосновении полупроводников, имеющих электронную (n – типа) и дырочную (р – типа) проводимости, на границе раздела образуется контактная разность потенциалов вследствие диффузии электронов. Если полупроводник р – типа освещается, то его электроны, поглощая кванты света, переходят в полупроводник с электронной проводимостью.
Для энергетических целей применим последний вид фотоэффекта. Устройства, реализующие данный вид фотоэффекта, называются фотоэлектрическими преобразователями (ФЭП).
Для снижения стоимости ФЭП и повышения их общей эффективности используются различные системы концентрирования солнечного излучения: полимерные оптические линзы; линзы Френеля с точечной фокусировкой.
Стратегия развития солнечной энергетики в России базируется на следующих положениях. Ближайшим этапом должно явиться опытно-промышленное освоение данной технологии производства электроэнергии, для чего необходимо проектирование и сооружение двух-трех экспериментальных и промышленных СЭС мощностью 1…3 МВт в различных регионах страны. В частности, целесообразно возобновление работ на экспериментальной Кисловодской солнечной фотоэлектрической станции, для которой выполнено технико–экономическое обоснование. Наиболее перспективны по климатическим условиям для строительства СЭС Нижнее Поволжье, Северный Кавказ, Южное Забайкалье, юг Хабаровского края и Приморский край. Среднегодовое число часов работы СЭС различных типов в этих районах составит: 1700…2500 часов в год для тепловых и фотоэлектрических станций с концентраторами солнечного излучения и 2000…3000 часов для СЭС с ФЭП без концентрации солнечной радиации.
В период до 2015 г. на основе полученного опыта целесообразно создание и освоение 1 или 2 СЭС мощностью 10…20 МВт.
Космические солнечные системы. Огромное количество солнечной энергии, приходящей на Землю (приблизительно 0,15 МВт×ч на 1 м2 поверхности в год), затруднительно использовать из-за низкой плотности солнечной радиации и зависимости ее интенсивности от облачности и времени года. В настоящее время имеются технические возможности для создания СЭС, размещаемых на искуственных спутниках Земли с геостационарной орбитой. В этом случае солнечная энергия будет аккумулироваться непрерывно. Передача энергии на Землю должна осуществляться по сверхвысокочастотному (СВЧ) каналу с длиной волны 10 см (частота 2,4 ГГц).
Космические солнечные электростанции могут быть спроектированы на полезную электрическую мощность 3…20 ГВт. Размеры КСЭС с выходной мощностью 5 ГВт оцениваются следующим образом:
суммарная поверхность батареи …………… 20 км2;
диаметр передающей антенны ……………… 1 км2;
диаметр приемной антенны ………………… 7 …12 км.
Солнечная батарея КСЭС может построена на ФЭП двух типов:
на основе кремния:
на основе арсенида галлия.
При использовании указанных ФЭП общая масса КСЭС мощностью 5 ГВт составит более 12000 тонн. Следует отметить, что кремниевые преобразователи достаточно дороги, так как производство монокристаллов высокой чистоты очень трудоемко. Галлиевые преобразователи имеют более высокий КПД, однако их применение ограничивается низким уровнем запасов галлия в природе, а также трудностью его добычи и переработки.
Кроме фотоэлектрического способа получения электроэнергии на КСЭС разрабатываются проекты космических станций с другими принципами преобразования энергии:
газо и паротурбинные:
на основе МГД – генераторов;
термоэмиссионные;
термоэлектрические.
Наибольшее распространение получили проекты, использующие традиционные паро- и газотурбинные замкнутые схемы. Основные их достоинства состоят в более высоком, чем у ФЭП коэффициенте полезного действия (до 40% против 14–16%), хорошо разработанных технологиях, наличии развитой промышленной базы для изготовления основных агрегатов.
Процесс производства ЭЭ включает следующие стадии. С помощью концентраторов в форме параболоидов вращения собирается солнечный свет и направляется на теплоприемник. В качестве рабочего тела используется инертный газ (например, аргон), который при температуре 1000…1300 К вращает турбину. Отработанный газ охлаждается в рекуператоре и вновь подается в теплоприемник. Общий КПД всей установки составляет 18%. Удельная масса на 1 кВт мощности равна 12 кг, что почти в два раза меньше чем у КСЭС с ФЭП. Основной недостаток рассмотренной схемы состоит в наличии вращающихся узлов, что снижает эксплуатационную надежность установки, а это в условиях космоса имеет первостепенное значение. Данный недостаток может быть устранен путем применения МГД – генераторов. При этом из-за низких космических температур упрощается применение сверхпроводящих обмоток электромагнитов, а почти абсолютный вакуум облегчает условия герметизации.
Стадию преобразования солнечной энергии в электрическую можно исключить путем преобразования света в энергию монохроматического излучения (излучение одной определенной частоты). Однако, данный способ пока недостаточно хорошо проработан.
Для преобразования выработанной в космосе энергии в СВЧ излучение предполагается использовать усилители двух типов:
амплитроны – усилители со скрещенными полями;
клистроны – усилители на линейных пучках.
Применяемая длина волны (10–12 см) достаточно велика, что приводит к существенной расходимости пучка. Поэтому требуется сооружение наземных приемных антенн (ректенн), занимающих большие площади. Для приема 5 ГВт требуется ректенна с диметром до 12 км. Кроме приема СВЧ излучения, ректенна должна преобразовывать его в постоянный ток, для чего требуются миллионы диодных элементов. При этом, общая площадь ректенны достигает 250–270 км2. Для того чтобы исключить изъятие таких огромных площадей из землепользования, предполагается приподнимать решетку ректенны над земной поверхностью.
Недостаточно проработаны в настоящее время экологические аспекты строительства и эксплуатации КСЭС. Например, возможны неблагоприятные изменения картины распределения заряженных частиц в атмосфере из-за воздействия СВЧ – пучка, что приведет к возникновению помех в радиосвязи. Кроме того, СВЧ – излучение интенсивно поглощается молекулами воды и кислорода, что может вызывать локальный нагрев воздуха.
Приливные электростанции
Приливные электростанции (ПЭС) выгодно отличаются от речных ГЭС тем, что их работа определяется космическими явлениями и не зависит от природных условий, определяемых целым рядом случайных факторов. Ритмично, со строгой закономерностью, в одних местах каждые 12 ч 25 мин, а в других через 24 ч 50 мин могучая волна океанского прилива наступает на берег. Вызванный взаимодействием космических сил системы Земля-Луна-Солнце прилив плавно поднимает уровень моря у берега в зависимости от положения на планете, формы русла и береговой линии от нескольких сантиметров до многих метров. Наивысший прилив (19 м) наблюдается на берегах залива Фанди (Канада). У северо-западных берегов США он достигает 10 м, в Южной Америке (Аргентина, Галегос) 11 м, в Англии (Бристоль) и Франции (Сен-Мало) 14 м. Значителен подъем прилива (10 м и выше) у берегов Австралии, Индии, Китая и Кореи. У берегов РФ высокие приливы наблюдаются в Пенжинском (до 13,4 м), Тугурском и Мезенском (до 10 м) заливах в Охотском и Белом морях. На Мурманском побережье прилив достигает 7,2 м. Мировой энергопотенциал морского прилива оценивается в 1 млрд. кВт, что в 2,5 раза больше, чем мощность всех существующих ГЭС на планете.
Главный недостаток ПЭС – неравномерный график работы. Неравномерность приливной энергии в течение лунных суток и месяца, отличных от солнечных, не позволяет систематически использовать эту энергию. Прилив в зависимости от видимости лунного диска от полнолуния к новолунию в течение 14,2 суток уменьшается в 3 раза. Кроме того, если морской залив или бухту отгородить плотиной и в этой плотине поставить турбину (рис. 20а), то при опускании уровня моря вследствие отлива напор, действующий на турбину, образуется не сразу, а через некоторый промежуток времени 
, в течение которого затворы турбин приливной электростанции закрыты (рис. 20б). В момент 
, когда напор, определяемый разностью уровней воды в заливе и море, достигнет значения технического минимума 
, открываются затворы и турбины начинают работать. Так будет продолжаться до момента 
, когда напор вновь достигнет минимального значения . После выравнивания уровней в бассейне и море (момент 
) затворы турбин закрываются. Поэтому уровень воды в заливе будет сохраняться неизменным, а в море в результате прилива повышаться. Этот процесс будет продолжаться до момента 
, когда снова возникает необходимый напор и турбины смогут начать работу.
Таким образом, в интервале времени 
и в других аналогичных интервалах агрегаты ПЭС не выдают мощности, а в остальные периоды отлива и прилива она изменяется от нуля до некоторого максимального значения и вновь снижается до нуля (рис 20в). По этому принципу работает ПЭС, построенная по простейшей однобассейновой схеме двустороннего действия.
В условиях современной энергетики, когда в энергосистемах имеются большие возможности маневрирования генерирующим оборудованием, от приливной электростанции не требуется непрерывная работа. Гораздо важнее получить от нее мощность в часы наибольшего потребления, что позволит обеспечить более равномерную работу нуждающихся в этом тепловых и атомных электростанций. При этом реализуется очень ценное качество приливной энергии, заключающееся в неизменности ее среднемесячного значения в любой сезон.
Реализация этого качества приливной энергии может быть достигнута, если построить ПЭС по простой однобассейновой схеме двустороннего действия, обеспечивающей наибольшую выработку.
Другим серьезным препятствием для широкомасштабного сооружения ПЭС является дороговизна их строительства вследствие необходимости возведения сооружений на значительных глубинах при воздействии морской стихии. Для преодоления этого недостатка применяют при строительстве ПЭС наплавной способ, позволяющий построить здание ПЭС в благоприятных условиях приморского промышленного центра и в готовом виде со смонтированным оборудованием доставить его водным путем в труднодоступный с суши створ.
На ПЭС устанавливают обратимые капсюльные агрегаты (рис. 21), которые могут работать в генераторном режиме во время приливов и отливов, так и в насосном режиме для закачивания воды в бассейн с целью обеспечения достаточного напора.
Природные условия России позволяют построить ПЭС с суммарной установленной мощностью около 150 тыс. МВт. Многолетние научные исследования привели к выводу о том, что возможно строительство нескольких ПЭС:
Лумбовской в Баренцевом море мощность 320 МВт (в другом варианте 672 МВт);
Мезенской в Белом море мощностью 15200 МВт и выработкой электроэнергии 42000 ГВт ч в год;
Тугурской мощностьк 6800 МВт и выработкой электроэнергии 16200 ГВт* ч в год;
Пенжинской мощность 21400 МВт (в другом варианте 87400 МВт) в Охотском море.
В течение нескольких десятков лет в бывшем СССР велись научные и проектные работы по приливной энергетике. К настоящему времени выполнены проработки по Лумбовской, Пенжинской, Мезенской и Тугурской ПЭС.
С 1968 г. работает экспериментальная Кислогубская ПЭС мощностью 400кВт (рис. 22). Выполнено технико – экономическое обоснование по опытно – промышленной Кольской ПЭС мощностью 40 МВт, которая предназначалась для проведения натурных испытаний конструктивных решений по капсульному агрегату для мощных Тугурской и Мезенской ПЭС.
За рубежом работают три приливных станции:
ПЭС Ранс мощностью 240 МВт во Франции (построена в 1967 г. и имеет 24 агрегата).
ПЭС Цзянсян мощностью 32 МВт в Китае (пуск шести агрегатов осуществлен в период 1980…1985 гг.).
ПЭС Аннаполис мощностью 196 МВт в Канаде (построена в 1984 г., имеет 1 агрегат).
Кроме того, в Китае построены десятки микро и мини ПЭС, являющихся элементами комплексов для осуществлении проектов обводнения, осушения, судоходства и т.д.
На Мезенской и Тугурской ПЭС предусмотрена установка соответственно 800 и 420 агрегатов. Единичная мощность агрегатов Мезенской ПЭС 19 МВт. Это капсульные агрегаты с диаметром рабочего колеса турбины 10 м с двухсторонним режимом работы. Единичная мощность агрегатов Тугурской ПЭС 16,2 МВт. Подобные типы агрегатов уже разработаны зарубежными фирмами. Большое количество агрегатов на ПЭС – серьезное препятствие для их сооружения, так как для создания такого числа агрегатов необходимо задействовать всю энергетическую промышленность страны.
Серьезное препятствие для создания описанных ПЭС – их исключительно большая установленная мощность, не имеющая аналогов в мире, и связанный с нею значительный объем капиталовложений.
|
|
|
