образования получить максимальную потенциальную мощность нельзя. Этому препятствуют следующие обстоятельства.

1. Генерирование электроэнергии не может быть обеспечено вплоть до условий малой воды, таким образом, часть потен­циальной энергии прилива не может быть преобразована.

2. Турбины ПЭС должны работать при низком напоре и при больших скоростях потоков — условия необычные для имею­щейся обычной гидроэнергетической практики. Турбины оказы­ваются менее эффективными при снижении напора. Наиболь­ший опыт в производстве подобных турбин имеет Франция, где впервые были применены высокоскоростные капсульные агрегаты для равнинных ГЭС на ПЭС Ране.

3. Необходимо более-менее равномерно снабжать потреби­телей электроэнергией, а в случае ПЭС это невозможно из-за изменения уровня воды в бассейнах.

Эффективность ПЭС можно увеличить, если все ее агрегаты при полной воде использовать в насосном режиме для подня­тия уровня в бассейне. Пусть мы имеем систему, в которой высота прилива 5 м. Подъем уровня даже на 1 м по отноше­нию к высшей точке прилива позволяет обеспечить генерацию при малой воде с перепадом уже 6 м. Даже если насосный режим и режим генерации имеют эффективность 50%, выигрыш от выработки электроэнергии будет порядка 200% (см. задачу 13.5).

На рис. 13.7 показано, что ПЭС принципиально может ра­ботать как при опустошении бассейна, так и при его наполнении. Оптимальная станция, использующая реверсируемые гидроагре­гаты, которые, кроме того, можно еще использовать и в насосном режиме для повышения уровня в бассейне, может перераба­тывать до 90% потенциальной энергии прилива.

2. Перспективные районы строительства приливных электростанций

Вся мощность океанских приливов на нашей планете оцени­вается в 3000 ГВт. Из них примерно 1000 ГВт рассеивается в мелководных прибрежных районах, где принципиально возможно возведение инженерных сооружений. На рис. 13.9 обозначены места, обладающие наибольшими приливными потенциалами. Расшифровка приведена в табл. 13.1. Суммарный потенциал обо­значенных мест возможного строительства ПЭС составляет около 120 ГВт, т. е. примерно 10% общего мирового гидрав­лического потенциала рек.

Задачи

1. а) Пусть F_z — сила, действующая со стороны Луны (рис. 13.1) на массу т морской воды вдоль радиуса Земли EZ. Так как /)>г, покажите,

333

Рис. 13.9. Районы наиболее значительных приливов. Цифрами обозначены сред­ние высоты приливов и энергетические потенциалы

что F_z = /72 г о)².

б) Покажите также, что различие в силе лунного притяжения, воздей­ствующего на одну и ту же массу воды при полной и малой воде, равно при­ливообразующей силе

F_t = F_x — F_z = 2MmGr/D\

в) Приливообразующая сила должна равняться разнице в гравитационном воздействии на массу т при малой и полной воде. Исходя из этого покажите, что высота океанского прилива (R — 0,36 м) описывается выражением

R = Mr*/M'D*.

2. Продолжительность звездного лунного месяца Т* вычисляется по (13.11). Продолжительность лунного месяца Г_м находится как средний период между двумя новолуниями при наблюдении с Земли. 7’*<7'_м вследствие дви­жения Земли и Луны как системы относительно Солнца, что как бы «оттягивает» появление новой Луны. Как связаны Г* и Г_м?

3. а) Земные океаны имеют среднюю глубину 4400 м. Покажите, что скорость естественного распространения приливной волны составляет примерно 200 м/с (750 км/ч).

б) Сравните эту скорость со скоростью перемещения создаваемой Луной приливной силы вокруг экватора.

в) В чем причина различия между этими скоростями?

4. Глубина типичного земного океана 4400 м.

а) Какова скорость свободного движения приливной волны для этой глубины?

334

Месторасположение	Средняя высота при­лива, м	Площадь бассей­на, км2	Потенциал
			Средняя мощность, ГВт	Годовая выработ­ка, ТВт-ч
Северная Америка
Пассамакводи	5,5	262	1,8	15,8
Кобскук	5,5	106	0,7	6,3
Анаполис	6,4	83	0,77	6,7
Майнас-Кобекуид	10,7	777	19,9	175
Шеподи	9,8	117	0,52	22,1
Камберленд	10,1	73	1,7	14,7
Птикодиак	10,7	31	0,8	7,0
Мемрамкук	10,7	23	0,6	5,2
Южная Америка
Сан Хосе (Аргентина)	5,9	750	5,87	51,5
Великобритания
Северн	9,8	70	1,68	14,7
Франция
Арженон	8,4	28	0,45	/3,9
Ране	8,4	22	0,35	3,1
Монт Сен Мишель	8,4	610	9,7	85,1
Сомма	6,5	49	0,47	4,1
Ирландия
Странгфорд Лох	3,6	125	0,35	3,1
СССР
Мезенский залив	6,0	2330	15,2	50,0
Пенжинская губа	6,2	20 530	87,4	190,0
(южный створ)
Тугурский залив	4,7	1800	10,3	27,6
Австралия
Кимберлей	6,4	600	0,6	5,6

Примечание. Таблица приведена в сокращении. Данные по СССР уточнены по книге Бернштейна Л. Б. и др «Приливные электростанции» (см. список рекомендуемой литературы на русском языке в конце книги)

б) Сколько времени понадобится приливной волне при такой скорости, чтобы обогнуть земной шар?

в) Если приливная волна возникает под воздействием Луны, может ли ее движение непрерывно усиливаться вследствие вращения Земли?

5. Бассейн ПЭС быстро заполняется при полной воде с помощью на­сосных агрегатов, что дает увеличение уровня в нем на 1 м. Полагая эффек­тивность работы агрегатов и в насосном, и в генераторном режиме равной 50%, покажите, что дополнительный прирост выработки энергии может быть в 2 раза больше энергии, затраченной на работу агрегатов в насосном режиме.

335