1. Максимум нагрузки энергосистемы; 2 – мощность пэс

Рассматривая отдачу мощности и энергий ПЭС, учтем смещение ординат графика нагрузки по солнечному календарю и ежесуточное смещение почти на 1 ч ординаты графика нагрузки ПЭС по лунно­му календарю. Ввиду малой вероятности совпадения мощности ПЭС с максимумом нагрузки ввод ПЭС в энергосистему не приводит к изъ­ятию из баланса части мощности других электростанций, а следова­тельно, и к отказу от их сооружения.

Что касается размера экономии топлива, то он определяется, с одной стороны, полнотой использования энергоотдачи, зави­сящей от соотношения максимальной мощности ПЭС и ТЭС, и, с другой стороны, топливной характеристикой ТЭС при колебании ее нагрузки в компенсационном режиме. Повсеместный рост на­пряженности топливно-энергетического баланса и затрат на энер­госнабжение влияет в перспективе на повышение топливного эф­фекта ПЭС.

Большинство перспективных створов ПЭС расположено в дале­ких от энергосистем прибрежных изолированных районах, а мощ­ности ТЭС может оказаться недостаточно, чтобы использовать вы­сокую энергоотдачу ПЭС. Поэтому при заведомой нехватке вращаю­щегося резерва мощности ТЭС для компенсации энергоотдачи ПЭС и при значительном удельном весе ГЭС в балансе системы становится актуальной приведенная ниже схема компенсации.

При наличии в энергосистеме непокрытой остропиковой электри­ческой нагрузки может оказаться целесообразным обеспечивать некоторую отдачу мощности ПЭС в пиковые часы путем предварительной насосной подкачки. При этом, естественно, снизятся выработка и топливный эффект ПЭС.

8 Использование ПЭС в комплексе с ГЭС (ГАЭС)

В смешанной энергосистеме, где ГЭС покрывают пиковую и полу­пиковую, а ТЭС — базисную нагрузку, использование ПЭС зависит от наличия свободной мощности и емкости водохранилищ ГЭС. Если ГЭС избыточной энергоемкостью не располагают (а именно так об­стоит дело на действующих ГЭС), реализуется описанная выше схема дублирования мощности ПЭС.

Энергетический расчет осуществляется при этом в два приема. Сначала выработкой ГЭС покрывается пик графика нагрузок, затем в расчет включается энергоотдача ПЭС и после этого находятся тре­буемые колебания нагрузки на ТЭС (см. рис. 8.1, а)

Ничего не меняется в результатах расчета, если пик графика нагруз­ки покрывать выработкой ПЭС, а оставшуюся часть графика — от ГЭС (см. рис. 8.1, б).

а б

Рисунок 8.1. Покрытие пика графика нагрузки:

а – сначала от ГЭС, потом от ПЭС; б – сначала от ПЭС, затем от ГЭС

Более благоприятные перспективы энергетического использова­ния открываются перед ПЭС, если имеются или специально созданы дополнительные мощность и емкость водохранилищ на ГЭС в целях аккумулирования приливной энергии и последующей выдачи ее в виде дополнительной выработки и мощности ГЭС. В этом случае в отличие от вышеописанной схемы дублирование мощности ПЭС осуществляется от ГЭС (или ГАЭС), где единовременные и особенно эксплуатационные затраты по дополнительным агрегатам (с учетом затрат по водохранилищу и BJI) могут быть ниже, чем на ТЭС. Кроме того, при расширении мощности ГЭС, имеющей невысокую степень регулирования стока, может быть получена дополнительная сезонная выработка электроэнергии.

Определенный мощностной эффект может быть получен «бесплат­но» за счет последовательного доиспользования вводимых ГЭС в пе­риод освоения их мощности.

Энергетический расчет в схеме компенсации мощности сводится к определению преобразованной средней гарантированной отдачи ПЭС (за весь цикл колебаний энергоотдачи, т.е. примерно за 29 сут) и оценке мощностного эффекта, исходу из предполагаемой зоны гра­фика нагрузки, покрываемого с помощью ГЭС и ТЭС.

Покрытие всей пиковой зоны графика нагрузки с помощью ГЭС предусматривается при проектировании Тугурской ПЭС. Для ПЭС, которые размещаются в районе с крупными энергосистемами (Ме­зенская, Фанди в Канаде), представляется вероятной необходимость преобразования энергоотдачи ПЭС в полупиковый режим (12...16 ч в сутки с недельным регулированием).

В общем виде мощность ПЭС, которая с помощью ГЭС заменяет некоторую мощность ТЭС, составит:

(8.1)

где - годовая выработка ПЭС; - коэффициент недельного регулирования мощности; - коэффициент резерва; - число часов использования максимума нагрузки после покрытия пиковой зоны графика с помощью ГЭС.

При базисном режиме использования преобразованной энергоотдачи ПЭС и 2500 ч работы мощностной эффект, реализуемый с помо­щью ГЭС, составит около 1/3номинальной мощности ПЭС. При полупиковом режиме мощностной эффект может увеличиться до 50...60% номинальной мощности.

Поскольку критическими ситуациями для баланса энергии явля­ются совпадения наибольшей мощности ПЭС с наименьшей нагруз­кой по графику, должна быть проверена целесообразность неполного использования мощности ПЭС. Как свидетельствует график, приве­денный на рис. 8.2, недоиспользование выработки при допущении хо­лостых сбросов мало.

Анализ тенденций изменения топливно-энергетического балан­са подтверждает актуальность проблемы включения в перспективное электроснабжение таких нетрадиционных источников возобновляе­мой энергии, как приливные электростанции.

При оценке сравнительной эффективности ПЭС существенное значение приобретает их экологическая нейтральность.

Вследствие особенностей компенсации энергоотдачи ПЭС их эффект по мощности и выработке прямо зависит от возможности со­вместной работы с ГЭС и ТЭС.

Рисунок 8.2. Примерная выработка энергии на ПЭС при различном использовании ее мощности

Наиболее вероятны две схемы использования ПЭС: непосред­ственное восприятие колебаний их выработки вращающимся резер­вом мощности ТЭС и погашение этих колебаний с помощью свободных или специально создаваемых мощностей ГЭС и емкостей их водохранилищ. Первая схема зависит от кратности соотношения мощности ТЭС и ПЭС и топливных характеристик ТЭС. Во второй схеме может быть использовано (в зависимости от графика нагруз­ки) от 1/3 до 3/5 мощности ПЭС путем ее дублирования более дешевой мощностью ГЭС.

Выявленный по той или иной схеме энергетический эффект ПЭС и связанные с этим капиталовложения в ГЭС и BJI служат основой для оценки экономической эффективности ПЭС как источника элек­троэнергии.

Заключение

В данной работе рассмотрена такая тема, как использование энергии приливов, в частности приливные электростанции. Наглядно показан принцип действия и силы, вызывающие сами приливы и отливы

Рассмотрен ряд приливных электростанций за рубежом, в особенности самую крупную ПЭС во Франции. Также рассмотрена российская приливная электростанция и перспективы строительства ПЭС в ближайшее время.

Отражено множество положительных качеств использования таких электростанций с точки зрения воздействия на человека, на окружающую среду.

Проработан вопрос специфики энергетического расчёта ПЭС, использования ПЭС в комплексе с ГЭС. Тщательно проанализированы графики суточной энергоотдачи ПЭС и кривой продолжительности работы ПЭС. Рассмотрены более благоприятные перспективы использования ПЭС.

В целом же приходится констатировать, что в России это направление энергетики совсем не развито.

Библиографический список

1. Сибикин, Ю.Д. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: уч. пособие/ Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. – М.: КНОРУС, 2010. – 232 с.

2. Бернштейн, Л. Б. Приливные электростанции в современной энергетике: уч. пособие / Л.Б. Бернштейн. – М.: Госэнергоиздат, 1961. – 271 с.

3. Усачев, И.Н. Приливные электростанции: уч. пособие / И. Н. Усачёв. – М.: Энергия, 2002. – 348 с.