Как человеку подчинить мощь морей и океанов?

Дата публикации: 27 октября 2013

Во время просмотра репортажей по телевидению о природных катаклизмах, например, о цунами, у меня лично дух захватывает от масштаба и мощи происходящего. В последний раз больше всех не повезло Японии. Съемки очевидцев на камеры мобильных телефонов потрясают воображение. Целые дома плывут как щепки в бесконечном потоке океанской воды, смываются машины, мосты, люди, линии электропередач. Высокие штормы, нарастающая тихая мощь и энергия морских приливов, опустошительные цунами… Все это пугало, и пугает человека.

На печальном примере Японии мы видим, что разрушения от цунами, например, колоссальны, ставится под вопрос существование вообще целого государства. Атомная станция «Фукусима» не взорвалась. А если бы все же корпус ее не выдержал? Льдом покрывается сердце при одной только мысли об этом.

Но неужели Великая Мощь, что таится в потоке морской волны, приносит только бедствия? Чаще всего – да. Но люди с давних времен пытались поставить эту мощь себе на службу, у древних Кулибиных росло желание подчинить ее себе, обуздать, сделать помощником человеку, а не разрушителем.

Люди видели, что под воздействием необъяснимых для них пока сил уровень воды в устьях рек мог довольно резко подниматься, а через какое-то время снова падал, и все это происходит с определенной периодичностью. Чудеса, да и только!

Как это работает?

Вода вращает лопасти ПЭСЭнергия приливов и отливов всегда манила людей своей могучестью и неисчерпаемостью. Первые попытки ее использования известны еще с 10-го века, когда стали создавать небольшие плотины с бассейнами, чтобы не дать приливной воде быстро уйти обратно в море или океан безо всякой пользы. «А почему бы эту же самую воду не заставить крутить колесо с лопастями?» — задались вопросом старинные изобретатели. Так начали крутиться жернова зерновых мельниц на реках в Англии в 11 веке нашей эры.

Применяли люди тогда себе во благо силу приливов и для лесопилок, ведь дерево всегда почти было основным строительным материалом для человека. Данные прообразы будущих приливных электростанций до сих пор используются в народном хозяйстве.

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.

Есть и проблемы!

Приливная ЭСПо 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).

Французы впереди планеты всей

Приливная электростанция Ранс во ФранцииКак мы видим, для использования энергии приливов есть много препятствий и трудностей, поэтому тут должен быть применен принцип экономической целесообразности. К сожалению, строительство ПЭС требует на начальном этапе реально огромных капиталовложений. Одной стране часто поднять такой груз становится не под силу. Однако, есть удачные примеры.

Пионерами в этом деле стали французы: на берегу Ла-Манша открыли в 1966- м году первое детище из числа настоящих промышленных ПЭС. Инженеры использовали устье реки Ране, где высота прилива достигает 13,5 метров. Могучая плотина тянется от мыса Брианге на правом берегу до мыса Ла-Бреби на левом, а в качестве опорной дополнительной «стойки» используется небольшой островок под названием Шабилер. Сама река Ране на данном участке имеет ширину в 750 метров, так что легко можно представить, что за гигантское сооружение представляет собой данная приливная электростанция. Кажется, Сам Всемогущий Зевс с Небес своею огромной дланью перегородил реку во благо людям…

Но – нет, это сделали земные строители и сделали удобно для себя и клиентов: максимальная выработка электроэнергии здесь совпадает по времени с максимальной потребностью людей и предприятий в ней. Здесь удалось соблюсти принцип совместимости по времени, что так непросто при создании подобных электростанций.

Мощность выработки энергии французской ПЭС доходит до 544 млн. кВт-ч ежегодно. Все бы хорошо, только по стоимости один киловатт час атомной электроэнергии выходит все равно дешевле, чем аналогичный от ПЭС. Но в случае с ПЭС на Ла-Манше совпали максимальная выработка энергии в «часы пик» с ее потреблением в эти же часы, что и стало одной из причин начала грандиозного строительства именно здесь. Во Франции потребитель платит по самым высоким ставкам за электроэнергию в те самые «часы пик».

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.

М.Берсенев

В следующем видео вы найдете рассказ о принципах работы приливных электростанций:

Наверх