1.3 Развитие альтернатинвых способов получения электроэнергии

Приливные гидроэлектростанции

Существует значительное число проектов энергетического использования энергии морей и океанов: волновые энергетические установки, использующие энергию волн; океанические тепловые станции, основанные на разности температур морской воды на поверхности и на глубине; установки, использующие энергию океанических течений. Однако пока промышленное использование получили лишь приливные электростанции – ПЭС.

ПЭС вырабатывают электрическую энергию за счет использования потенциальной энергии приливов и отливов моря. Величина прилива (в результате притяжения Луны) в разных местах Земли неодинакова: у берегов Америки она составляет 21 м, у берегов Франции и Англии – порядка 15 м, у берегов России – 8–11 м на Белом и Охотском морях. Установлено, что использовать энергию приливов целесообразно уже при 3–4 м высоты прилива.

Приливные станции строят в бухтах с узким проходом. Перегораживают вход плотиной и в ней устанавливают гидрогенераторы. Во время прилива и отлива вода по трубам подходит к гидротурбинам и вращает их, а, следовательно, и электрогенератор, сидящий на одном валу с турбиной.

Для ПЭС используют обратимые турбины, когда вращение непрерывно при любом направлении движения воды.

Ветровые электростанции

Ветровые электростанции (ВЭС) используют энергию ветра, которая представляет собой преобразование энергии солнца, вызывающего движение неравномерно нагретых воздушных масс. Теоретические запасы энергии ветра в 100 раз превышают запасы гидроэнергии всех рек земного шара. Принято считать, что возможно реально использовать для нужд энергетики до 10 % теоретических запасов энергии ветра. Строительство ВЭУ (ветроэнергетических установок) имеет многовековую историю, начиная с ветряных мельниц (рис. 4.14, а) и до современных установок (рис. 4.14, б).

А Б

Рис. 4.14. Ветряные устройства: а – ветряная мельница; б – ветряная электростанция

В России работает несколько десятков тысяч ветродвигателей, и конструкции их непрерывно совершенствуются.

Гидроаккумулирующие электростанции

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) предназначаются для покрытия графика электрической нагрузки энергосистемы с использованием электроэнергии в период глубоких провалов нагрузки.

Для работы таких станций необходимо иметь два водохранилища – верхнее и нижнее, расположенные друг от друга по высоте на 40–600 м. Между водохранилищами проложены трубы, по которым перекачивается вода с помощью насоса. В часы малого потребления энергии, обычно ночью, свободная электрическая энергия станции тратится на работу электродвигателей насосов, поднимающих воду из нижнего в верхнее водохранилище.

В часы пик (большого потребления электроэнергии) гидроаккумулирующая электростанция работает в разрядном гидротурбинном режиме, когда вода из верхнего водохранилища по трубам переходит в нижнее. Изменение режима из насосного в турбинное или наоборот происходит за 1,5–3 мин. КПД таких станций составляет 70–75 %.