Тепловые электростанции, которые несут основную нагрузку, наиболее экономично и качественно работают при равномерной эксплуатации в течение суток. Отсюда становится очевидным, что необходимо обеспечить такое сочетание различных электростанций, при котором они бы гармонично дополняли друг друга.

Тепловые станции, нуждаясь в равномерной работе, требуют от совместно действующих речных и приливных, чтобы те обеспечивали «пиковые» нагрузки. Для ПЭС эта задача состоит в том, чтобы совместить волны приливной энергии с волнами потребления. В работах Л. Б. Бернштейна было доказано, что задача эта может быть решена с помощью современной турбины, которая, превращаясь в насос во время слабого потребления энергии, например, ночью, использует свободную мощность тепловых станций для закачивания морской воды в бассейны ПЭС. В часы «пикового» потребления энергии эта вода возвращается в море, приводя в движение гидрогенератор. Но как же быть в дни новолуния и ущерба Луны, когда мощность ПЭС падает? Здесь на помощь должны прийти речные гидроэлектростанции, у которых имеются крупные водохранилища. Когда у ПЭС полный набор воды, гидроэлектростанция сокращает выработку электроэнергии, а речная вода, сэкономленная за счет приливной волны, накапливается в водохранилище.

Так родилась советская концепция о гармоничном использовании приливных электростанций в комплексе современных могучих энергосистем, в которых экономично сочетаются станции различных типов, взаимно дополняя друг друга. Понятно, что в таких комплексах приливная энергия больше не нуждается в дорогостоящих многобассейновых установках, авторы которых очень дорогой ценой предлагали получить от пульсирующей приливной волны непрерывную мощность, но не смогли преодолеть ее внутримесячную неравномерность.

Приливная электростанция Ранс

Когда-то Ньютон сказал, что одинаковые мысли зреют в головах ученых и падают, как спелые яблоки с разных деревьев. Примерно в то же время, что и Бернштейн, проект подобной приливной станции разработали французские специалисты. В 1967 году во Франции вступила в строй ПЭС Ранс мощностью 240 тысяч киловатт. Ее двадцать четыре агрегата, превращаясь время от времени в насосы, трансформируют энергию из «лунного времени» в «солнечное». Но, добившись реализации этой прекрасной идеи, французские специалисты не смогли преодолеть барьер эффективности: станция оказалась в три раза дороже речной. Возможно, поэтому интерес к приливной энергии в те же годы несколько угас. И тогда эстафету подхватили советские специалисты.

«Маленькая станция, родившая большие надежды»

Именно под таким девизом демонстрировался макет Кислогубской ПЭС на Всемирной выставке «Океан-75» в Японии. Чем же объяснить, что сообщение о строительстве маленькой Кислогубской ПЭС мощностью всего 400 киловатт, построенной год спустя после французской станции Ранс, буквально облетело все технические журналы мира и вызвало большой интерес специалистов? Дело в том, что, изучая французский опыт в поисках путей снижения стоимости сооружения ПЭС, советские специалисты обратили внимание на главную причину ее дороговизны. Ею явились перемычки, огораживающие котлован, в котором строилась электростанция. Л. Б. Бернштейн предложил облегченную конструкцию здания ПЭС, которое можно построить в обычном доке в благоприятных условиях и в готовом виде вместе с оборудованием доставить на место. Это избавляет строителей от возведения временных и чрезвычайно дорогих перемычек, подверженных к тому же воздействию морской стихии. Такой способ особенно важен для нашей страны, где створы возможного строительства станций расположены в труднодоступных районах с суровым климатом. Вообще наплавной способ строительства морских сооружений известен давно. Но вот гидроэлектростанции, здания которых выполняются из массивных элементов, так еще никто не строил. Поэтому было решено возвести подобное сооружение в небольшом масштабе, скорее в виде опыта. Для него выбрали красивую губу Кислая, расположенную на побережье Баренцева моря, в шестидесяти милях от Мурманска. Опыт оказался многообещающим. Двенадцать лет успешной эксплуатации кислогубской установки и позволили приступить к работе над проектами сверхмощных ПЭС на берегах Белого и Охотского морей. Речь идет в первую очередь о Мезенской ПЭС, плотина которой длиной 86 километров отсечет мелководную часть залива. Несколько сот агрегатов, расположенных в ней, дадут в объединенную энергосистему Центра 10 миллионов киловатт. Кроме того, регулирование прилива значительно улучшит условия судоходства и уменьшит деформацию берегов. В Охотском море может быть сооружена ПЭС в Тугурском заливе примерно такой же мощности. А затем настанет очередь грандиозной приливной электростанции в Пенжинском заливе, мощность которой может составить 100 миллионов киловатт. Для сравнения надо напомнить, что мощность крупнейшей в мире Саяно-Шушенской ГЭС составляет 6,4 млн. квт.

Понятно, что переход от маленькой Кислогубской станции к таким гигантам требует тщательной проработки и решения ряда научно-технических задач. Если наплавной блок Кислогубской ПЭС имел размеры 36х15х18 метров, то многоярусный блок Пенжинской ПЭС будет иметь размеры 85x60x70 метров.

Такие наплавные сооружения под силу современной технике, и все же в качестве своеобразной репетиции создатели приливных станций разработали проект установки стометровых опор перехода высоковольтной линии через Каховское море на наплавных фундаментах. Проект был успешно осуществлен. И эта «репетиция» показала, что строителям под силу сооружение мощных наплавных электростанций.

Для кардинального снижения стоимости дамбу, отсекающую бассейны ПЭС, предлагается сооружать с помощью серий концентрированных взрывов, которые и поднимут вверх морское дно. Нужно также модифицировать и приливный гидроагрегат. Для решения всех этих задач разрабатывается проект Лумбовской ПЭС, которая может быть построена отсечением одноименного залива в восточной части Кольского полуострова. Мощность этой станции 300 тысяч квт.

Советский метод строительства ПЭС положен в основу современных проектов сооружения приливных электростанций в Канаде и в других странах. Под воздействием энергетического кризиса, а также новых технических решений, осуществленных на Кислогубской ПЭС в СССР (наплавная конструкция) и станции Ранс во Франции (приливный гидроагрегат), в Канаде сейчас спроектированы мощные однобассейновые ПЭС, две из которых (в заливе Камберленд мощностью 1 млн. квт и в заливе Коубквид мощностью 4 млн. квт) намечается построить в скором будущем. Подобные мощные приливные электростанции проектируются сейчас в Англии, Австралии, Аргентине, Индии и других странах.

В каждом из этих проектов широко использованы достижения советских ученых.

Кладовая пучина

Наряду с использованием энергии прилива ученые и изобретатели в разных странах мира ищут другие способы отобрать у океана хоть частицу его титанической мощи, например, использовать энергию ветровых волн. Советский инженер Сидоренко сконструировал плавающую турбину. Металлический спиральный цилиндр при волнении моря вращается в ту или иную сторону. 14 соединенных вместе таких турбин вырабатывают в сутки 15 тысяч киловатт-часов электроэнергии.

Английские энергетики предлагают погрузить у западных берегов Британии на десятиметровую глубину километровый железобетонный цилиндр, внутри которого 40 турбин под действием волн будут вращать свои лопасти.

В водах Мексиканского залива на глубине 15 метров была установлена и успешно работала капсула турбины диаметром 1 метр, являющаяся моделью установки, предложенной профессором Новоорлеанского университета В. Мутоном. Его установку мощностью 10 млн. квт и длиной 60 км(!) предполагается поставить на глубине 30 метров.

Аналогичный проект подводной станции для извлечения поглощаемой океаном солнечной энергии разработали сотрудники Массачусетского университета.

Японские специалисты предлагают и уже испытывают плавучие электростанции, используя для этого отслужившие свой срок суда. Гидроэлектродвигатели на таких установках по своей конструкции напоминают ветродвигатели. Главная сложность подобных станций заключается в необходимости устройства колес весьма большого диаметра. Так, например, для использования энергии приливных течений в Англии был разработан проект ротора диаметром 100 метров. При скорости приливного течения 2 метра в секунду этот гигантский ротор мог бы иметь мощность 10 мгвт.

По мнению американских специалистов, только участок Гольфстрима у берегов США, если бы удалось полностью использовать его тепло, мог бы дать энергии в 75 раз больше всей потребности в ней страны в 1980 году. Разумеется, пока еще нельзя построить такую электростанцию. Необходимо решить множество важных технологических и транспортных проблем, связанных с подобным строительством. Существуют и сложные экономические проблемы. А они-то в первую очередь решают все дело.

Для теплых морей источником электроэнергии может стать разница в температурах верхних и нижних слоев морской воды. По законам физики при уменьшении давления быстрее закипает вода и происходит образование пара, который будет вращать турбину с большей скоростью.

• Страницы:
• предыдущая
• 1
• 2
• 3
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.