8. Разновидности волновых станций.

Волновая электростанция-электростанция расположенная в водной среде,целью которого является получение электроэнергии из кинетической энергии волн. В последнее время сделан ряд предложений, касающихся создания волновых электростанций.

При строительстве ВЭС учитывают два фактора.

1.Кинетическая энергия волн- волны поступающие в трубу огромного диаметра, вращают турбинные лопасти, которые приводят в движение генератор.

2. Энергия поверхностного качения- В этом случае выработка электроэнергии происходит посредством преобразователей, отслеживающих профиль волны,- так называемых поплавков, расположенных на поверхности воды.

Здесь используют определенные виды поплавков- преобразователей.

1. Утка Солтера- большое количество поплавков, смонтированных на общем валу.

2.Плот Коккереля- сооружение из 4 секций, соединенных шарнирно, которые изгибаются под влиянием волн, и приводят в действие гидроцилиндрические установки, способствующие работе генераторов.

3. Преобразователь Пеламис- сооружение из 4 секций, соединенных шарнирнирами цилиндрические секции.

В Швеции получен патент на изобретение, позволяющее использовать энергию волн морей и крупных озер. Идея, на которой основано изобретение, проста. Если на шест прикрепить пропеллер и ритмично двигать его в воде вниз и вверх, то он будет вращаться. Если прикрепить верхнюю часть шеста к поплавку и заменить движение руки движением колыхающейся волны, то результат будет тот же (рис. 4.3).

Роль поплавка выполняет огромный плавающий бак с электрогенератором внутри. Генератор 1 приводится в движение водой, нагнетаемой насосом, который работает за счет вращения пропеллера 2. Испытания опытного образца показали, что такой агрегат может действовать не только у морского побережья, где практически постоянно происходит волнение воды, но даже на больших озерах. По мнению изобретателей, такие агрегаты целесообразно соединять последовательно в батареи, создавая таким образом надежный и дешевый источник электроэнергии достаточно большой мощности. Разумеется, опыт эксплуатации должен в какой-то мере подтвердить эти ожидания.

9. Конструкции приливных станций.

Принцип работы приливных станций

Принцип работы приливной электростанции изображен на рис. 4.1. В ходе прилива водой наполняется бассейн приливной электростанции. Движение воды вращает колеса капсульных агрегатов, и электростанция вырабатывает ток. Во время отлива вода, уходя из бассейна в океан, опять вращает рабочие колеса, теперь в обратную сторону. И вновь электростанция снова производит электрический ток, потому что рабочий агрегат обеспечивает одинаково хорошую работу при вращении колеса в любую из сторон. В промежутках между приливом и отливом движение колес останавливается. Какой же выход из этого положения? Чтобы не было перебоев, энергетики связывают приливную электростанцию с другими станциями. Это могут быть, например, тепловые или атомные электростанции. Получившееся энергетическое кольцо помогает во время пауз переложить нагрузку на соседей по кольцу.

Для хорошей работы электростанции необходимо, чтобы перепад уровней между отливом и приливом составлял более четырех метров. Таким образом с увеличением разницы высот воды увеличивается эффективность работы приливной электростанции. Наиболее подходящим местом для использования энергии приливов необходимо считать такое место на морском побережье, где приливы обычно имеют наибольшую амплитуду, а береговой рельеф позволяет создать большой замкнутый «бассейн».

Хорошим местом для постройки приливной электростанции является узкий морской залив, который отсекается плотиной от океана. В отверстиях плотины размещаются гидротурбины с генераторами. Генератор и турбина заключены в обтекаемую капсулу, которая очень удобна в использовании. Главным достоинством таких капсульных агрегатов является их универсальность. Они способны не только вырабатывать электрическую энергию при движении через них морской воды, но и выполнять функции насосов. При этом производство электроэнергии происходит как в период прилива, так и в период отлива.

ПЭС выгодно отличаются от речных тем, что их работа определяется космическими явлениями и не зависит, как у речных, от многочисленных случайных погодных условий. Однако ПЭС обладают двумя существенными недостатками – неравномерность во времени их работы и большой объем требующихся капиталовложений.

Неравномерность приливной энергии в течение лунных суток и лунного месяца, не позволяет систематически использовать ее в периоды максимального потребления в системах, не предусматривающих комбинированные станции. Неравномерность работы ПЭС можно компенсировать, совместив ее с ГАЭС. В то время, когда имеется избыточная мощность ПЭС, ГАЭС работает в насосном режиме, потребляя эту мощность и перекачивая воду в верхний бассейн. Во время спадов в работе ПЭС, ГАЭС работает в генераторном режиме, выдавая электроэнергию в систему. В техническом отношении такой проект хорош, но дорогостоящ, так как требуется большая установленная мощность электрических машин. ПЭС также может удачно сочетаться с речной ГЭС, имеющей водохранилище. При совместной работе этих станций ГЭС увеличивает свою мощность при спаде мощности ПЭС и ее остановке; в то время как ПЭС работает с достаточно большой мощностью, ГЭС запасает воду в водохранилище. Таким образом, может быть выровнена как суточная, так и сезонная неравномерность работы ПЭС.

ПЭС работают в условиях быстрого изменения напора, поэтому их турбины должны иметь высокие КПД при переменных напорах.

В настоящее время создана достаточно совершенная и компактная горизонтальная турбина двойного действия. Электрический генератор и часть деталей турбины заключены в водонепроницаемую капсулу, и весь гидроагрегат погружен в воду. Поворотные лопасти рабочего колеса турбины обеспечивают высокое значение КПД при различных напорах начиная с 0,5м.

Гидроагрегат может работать как в генераторном, так и в насосном режимах. При выключенном генераторе гидроагрегат может осуществлять прямой перепуск воды из моря в бассейн и обратно; в насосном режиме он может осуществлять перекачивание воды из моря в бассейн и тем самым увеличивать напор воды.

Природные условия России позволяют построить ПЭС с суммарной установленной мощностью около 150 тыс МВт. Многолетние научные исследования и проекты привели к выводу, что заслуживает внимания создание нескольких ПЭС: Лумбовской в Баренцевом море мощностью 320 МВт (в другом варианте 672 МВт); Мезенской в Белом море мощностью 15 200 МВт и выработкой электроэнергии 42 000 ГВт·ч; Тугурской мощностью 6 800 МВт и выработкой электроэнергии 16 200 ГВт·ч; Пенжинской мощностью 21 400 МВт (в другом варианте 87 400 МВт) в Охотском море.