Кислогубская пэс — удачное местоположение для высокой эффективности

Кислогубская ПЭС — удачное местоположение для высокой эффективности

Строительство приливных электростанций развивает фауну

Системная электрификация страны, начатая во второй четверти ушедшего века, дала мощный толчок развитию уникальных технологий. Современная энергетическая система включает гидравлические, тепловые, атомные резервные электростанции. Очень мощные по всемирным меркам объекты возведены в горных, пустынных и равнинных местах, нередко в условиях вечной мерзлоты и тропической влаги. Параллельно проводится изучение перспективных направленностей промышленного энергообеспечения, основанных на применении других источников. Больше пятидесяти лет в РФ находится в эксплуатации только одна заполярная приливная электростанция – Кислогубская.

Расположение первой российской приливной электрические станции

Первые работы для создания ПЭС проводились в далеком 1938 году. Уже тогда особо перспективными районами для создания приливных станций считались берега Северного Ледовитого и Спокойного океанов. По этому в результате исследования самых разных заливов Баренцева моря для створа будущей станции был предложен длинный и неширокий фьорд, находящийся в 60 км от Мурманска. Залив называется Кислой Губы.

Природная узость горлышка залива позволила закрыть его армированной конструкцией, в которой были смонтированы все нужные узлы.

При разработке экспериментального объекта намечалось решение следующих задач:

  • фактическая отработка строительства аналогичных объектов в необжитых северных районах;
  • обозначение величины капитальных вложений и эксплуатационных расходов;
  • тестирование работы генераторов при маленьких величинах приливов;
  • обозначение реакции экосистемы.

Главные характеристики

Сначала мощность станции по плану обязана была составить 0,8 МВт. Для данной цели намечалось применять две турбины – французского и российского производства. Практически в эксплуатирование был запущен один аппарат, который вырабатывал 0,4 Мвт. Как и все устройства такого типа того времени, он обладал низким КПД – до 40 %. Рабочее колесо работающей турбины имело диаметр 3 метра. Водовод, который предназначен для установки советского оборудования, был оставлен незаполненным. Годовая выработка ПЭС составляла 8018 тыс. кВт ч. От станции была протянута ЛЭП на древесных опорах, которая рассчитана на нагрузку в 35 кВ.

Доставка людей, требуемых материалов и оборудования на электростанцию производилась по морю.

Сегодня ПЭС оборудована новыми генераторами отечественного производства. Инновационные ортогональные роторы предоставляют производство 1,7 МВт (0,2 и 1,5 мВт). Турбины в поперечнике могут достигать 2 и 5 метров исходя из этого. Спецификой агрегатов считается невысокая емкость металла, продуктивная генерация. Отношение доли полезной энергии к потребленной в изделиях может достигать 70 %, что выполняет привлекательными вложения в изготовление и применение этого гидрооборудования.

Строительные сроки и эксплуатационного ввода

Практические работы для создания электрические станции начались только во второй половине прошлого столетия. Проектирование и строительство велось с 1964 года. К 1968 была сделана из тонкостенного бетона наплавная конструкция. Завод-производитель снабдил комплекс турбиной, генератором, контрольным и коммутационным оборудованием.

По открытому морю плавающий бункер был отбуксирован к месту установки. В заданной точке станция при помощи балласта была зафиксирована на заблаговременно подготовленном морском дне. Как основание применялась заблаговременно насыпанная песчано-гравийная платформа. По обоим сторонам залив перекрыли дамбой. Линия электропередач с опорами из дерева соединила ПЭС с магистральной энергосистемой. На береговой части построили удобное здание, в котором размещался коллектив.

В этом варианте ПЭС отработала до остановки и консервации, прошедшей в 1992 году. Отсутствие путей для подъезда, бесспорно, помогало сохранению финансового комплекса до 2004 года, когда станция обрела еще одну жизнь.

В результате реконструкции, окончившейся в 2006 году, к старой электрические станции был пристыкован новый монолитно бетонный технологичный блок. Он позволил использовать свободный водовод, через который волна вращает новую высокопроизводительную отечественную турбину. Взамен неэффективной французской установки был смонтирован новый высокопродуктивный российский гидроагрегат.

Рабочий принцип

Выработке электричества содействует правильное одинаковое чередование приливов-отливов, появляющихся под воздействием лунной

гравитации. При размещении ПЭС разработчики максимально учли специфики местности. Ширина Кислой Губы, протянувшейся на 5 с лишним километров, в «горле» составляет 35 метров. 2 раза в день приливная волна обеспечивает перепад уровней от 2 до пяти метров. Быстрота потока достигает 3,7 метра в секунду. При этом через водосливные отверстия за одну секунду проходит 300 м3 воды, вращающих вертикальную турбину. Усилие подается на в горизонтальном положении размещенный генератор, с которого на РУ поступает электроэнергия.

Все узлы сооружения сделаны в виде модулей. Эта конструкция обеспечивает высокую возможность ремонта и удобство обслуживания механизмов. Станция вырабует энергию при двустороннем векторе направления потока. Гидроагрегат – уникальное устройство, изготовленное изготовителем из нашей страны, обеспечивает стабильную работу на всех режимах и скоростях. Технологичные и конструкторские достижения российских ученых выполнили реактивно-поперечно-струйную ортогональную турбину конкурентоспособным изделием. Сегодня расположение этого узла признана базовой для всех дальнейших ПЭС.

Кислогубская экспериментальная станция, помимо гравитационных источников, применяет для выработки энергии фотоэлектрические панели и ветровые резервные электростанции.

Штат сотрудников станции проводит системные исследования энергетического потенциала природно-климатических зон российского севера.

Преимущества

Теоретические предположения об экологичных преимуществах эксплуатации подобных электростанций по большей части были подтверждены многолетними наблюдениями за ходом применения ПЭС.

  • Безопасность для внешней среды. Дамбы не мешают переселения биологических видов. Их сооружение не влечет изменения солености отгороженных прудов. В бассейне Кислой Губы за полувековую историю эта величина сократилась на 0,05 %.
  • Встречается смягчение климата, образование полыней в зоне прохождения воды, пропадание торосов.
  • Днище в районе дамбы не изменяет структуру, его рельеф не размывается после второго года работы станции.
  • Сооружение обеспечивает безопасность береговой зоны от штормовых влияний.
  • Технологии строительства ПЭС наплывом помогают укреплению берегов и сохранению пейзажей.
  • Биологическая жизнь в закрытом от океана бассейне Губы развивалась удвоенными темпами. Сегодня вполне возможно говорить о попутной организации хозяйственной деятельности, направленной на применение морских богатств залива.
  • Рабочие затраты на получение электричества меньше, чем на иных типах электростанций.
  • Необходимость размещать аналогичные объекты на удалённых от жилья и сферы услуг территориях просит больших усилий по их возведению. Это связано с существенными первыми расходами.
  • Неодинаковый график генерации. Максимумы произведенного электричества совпадают с энергетикой приливов и отливов.
    Несбалансированность пиковых уровней выработки энергии и ее употребления.
  • Обрастание поверхностей для работы оборудования и машин биомассой, что вызывает необходимость применения коагулянтов (гипохлоридов).
  • Кислогубскую электростанцию по мощности тяжело сравнить с гигантами электроэнергетики. Даже середнячки превосходят ее возможности в несколько раз. Впрочем отечественная ПЭС среди нескольких функционирующих в мире аналогичных установок занимает хорошее место.

Работая с химическими веществами будьте очень осторожны! Почему? Информация в публикации.

Одной из очень существенных проблем загрязнения считается ПЭТ-тара. Как ее правильно переработать читайте по https://greenologia.ru/othody/sinteticheskie/nefteprodukty/plastmassy/pererabotka-butylok.html ссылке.

Она оказалась полигоном, на котором были проведены проверки:

  1. технологических возможностей народного хозяйства по освоению дальних территорий;
  2. эффективности вложений финансов в альтернативную энергетику;
  3. способности прикладных наук создавать улучшенные роторно-индукционные конструкции;
  4. вармантов хозяйствования, сопряженных с приумножением природных богатств.

Выводы, которые получены профессионалами во время эксперимента, уложены в основу новых энергетических проектов – Тугурской, Мезенской и Северной ПЭС.

Строительство приливных электростанций развивает фауну

Системная электрификация страны, начатая во второй четверти прошлого столетия, дала мощный толчок развитию уникальных технологий. Современная энергетическая система включает гидравлические, тепловые, атомные генераторы. Мощнейшие по мировым меркам объекты возведены в горных, пустынных и равнинных местностях, нередко в условиях вечной мерзлоты и тропической влажности. Параллельно ведется изучение перспективных направлений промышленного энергообеспечения, основанных на использовании альтернативных источников. Более полувека в России эксплуатируется единственная заполярная приливная электростанция – Кислогубская.

Месторасположение первой российской приливной электростанции

Первые работы по созданию ПЭС проводились в далеком 1938 году. Уже тогда особо перспективными районами для создания приливных станций считались побережья Северного Ледовитого и Тихого океанов. Поэтому в результате обследования различных заливов Баренцева моря для створа будущей станции был предложен длинный и узкий фьорд, расположенный в 60 км от Мурманска. Залив носит название Кислой Губы.

Природная узость горлышка залива позволила перекрыть его железобетонной конструкцией, в которой были смонтированы все необходимые узлы.

При создании экспериментального объекта планировалось решение следующих задач:

  • практическая отработка возведения подобных объектов в необжитых северных районах;
  • определение величины капитальных вложений и эксплуатационных затрат;
  • испытание работы генераторов при небольших величинах приливов;
  • определение реакции экосистемы.

Основные характеристики

Первоначально мощность станции по проекту должна была составить 0,8 МВт. Для этой цели планировалось использовать две турбины – французского и отечественного производства. Фактически в эксплуатацию был запущен один агрегат, который вырабатывал 0,4 Мвт. Как и все подобные устройства того времени, он обладал невысоким КПД – до 40 %. Рабочее колесо действующей турбины имело диаметр 3 метра. Водовод, предназначенный для установки советского оборудования, был оставлен незаполненным. Годовая выработка ПЭС составляла 8018 тыс. кВт ч. От станции была протянута ЛЭП на деревянных опорах, рассчитанная на нагрузку в 35 кВ.

Читать еще:  Какой септик выбрать для дачи или частного дома

Доставка людей, необходимых материалов и оборудования на электростанцию производилась по морю.

Сегодня ПЭС оснащена новыми генераторами российского производства. Инновационные ортогональные роторы обеспечивают выработку 1,7 МВт (0,2 и 1,5 мВт). Турбины в поперечнике достигают 2 и 5 метров соответственно. Особенностью агрегатов является низкая металлоемкость, эффективная генерация. Отношение доли полезной энергии к потребленной в изделиях достигает 70 %, что делает привлекательными инвестиции в изготовление и использование этого гидрооборудования.

Сроки строительства и ввода в эксплуатацию

Практические работы по созданию электростанции начались только во второй половине прошлого века. Проектирование и строительство велось с 1964 года. К 1968 была создана из тонкостенного бетона наплавная конструкция. Завод-изготовитель снабдил комплекс турбиной, генератором, контрольным и коммутационным оборудованием.

По открытому морю плавающий бункер был отбуксирован к месту установки. В заданной точке станция с помощью балласта была зафиксирована на заранее подготовленном морском дне. В качестве основания использовалась заранее насыпанная песчано-гравийная платформа. По обеим сторонам залив перекрыли дамбой. Линия электропередач с деревянными опорами соединила ПЭС с магистральной энергосистемой. На прибрежной части было возведено комфортабельное здание, в котором размещался обслуживающий персонал.

В таком варианте ПЭС проработала до остановки и консервации, состоявшейся в 1992 году. Отсутствие подъездных путей, бесспорно, способствовало сохранению материального комплекса до 2004 года, когда станция обрела вторую жизнь.

В результате реконструкции, окончившейся в 2006 году, к старой электростанции был пристыкован новый железобетонный технологический блок. Он позволил задействовать свободный водовод, через который волна вращает новую высокопроизводительную отечественную турбину. Вместо малоэффективной французской установки был смонтирован новый высокопродуктивный российский гидроагрегат.

Принцип работы

Выработке электричества способствует правильное равномерное чередование приливов-отливов, возникающих под действием лунной гравитации. При размещении ПЭС разработчики максимально учли особенности местности. Ширина Кислой Губы, протянувшейся на 5 с лишним километров, в «горле» составляет 35 метров. Два раза в сутки приливная волна обеспечивает перепад уровней от 2 до 5 метров. Скорость потока может достигать 3,7 метра в секунду. При этом через водосливные отверстия ежесекундно проходит 300 м3 воды, вращающих вертикальную турбину. Усилие передается на горизонтально расположенный генератор, с которого на РУ поступает электрическая энергия.

Все узлы сооружения выполнены в виде модулей. Такая конструкция обеспечивает высокую ремонтопригодность и удобство обслуживания механизмов. Станция генерирует энергию при двустороннем векторе направления потока. Гидроагрегат – уникальное устройство, изготовленное отечественным производителем, обеспечивает устойчивую работу на всех режимах и скоростях. Технологические и конструкторские достижения российских ученых сделали реактивно-поперечно-струйную ортогональную турбину конкурентоспособным изделием. Сегодня компоновка этого узла признана базовой для всех последующих ПЭС.

Кислогубская экспериментальная станция, кроме гравитационных источников, использует для выработки энергии солнечные батареи и ветровые генераторы.

Персонал станции проводит системные исследования энергетического потенциала природно-климатических зон российского севера.

Преимущества

Теоретические предположения об экологических преимуществах эксплуатации таких электростанций в основном были подтверждены многолетними наблюдениями за ходом использования ПЭС.

  • Безопасность для окружающей среды. Дамбы не препятствуют миграции биологических видов. Их сооружение не влечет изменения солености отгороженных водоемов. В бассейне Кислой Губы за полувековую историю эта величина снизилась на 0,05 %.
  • Наблюдается смягчение климата, образование полыней в зоне прохождения воды, исчезновение торосов.
  • Дно в районе дамбы не изменяет структуру, его рельеф не размывается после второго года работы станции.
  • Сооружение обеспечивает защищенность прибрежной зоны от штормовых воздействий.
  • Технологии возведения ПЭС наплывом способствуют укреплению берегов и сохранению ландшафтов.
  • Биологическая жизнь в закрытом от океана бассейне Губы развивалась удвоенными темпами. Сегодня вполне реально говорить о попутной организации хозяйственной деятельности, направленной на использование морских богатств залива.
  • Эксплуатационные расходы на получение электричества ниже, чем на других типах электростанций.

Недостатки

  • Необходимость размещать подобные объекты на удаленных от жилья и инфраструктуры территориях требует значительных усилий по их возведению. Это связано со значительными первоначальными затратами.
  • Неравномерный график генерации. Максимумы произведенного электричества совпадают с энергией приливов и отливов.
    Несбалансированность пиковых уровней выработки энергии и ее потребления.
  • Обрастание рабочих поверхностей оборудования и машин биомассой, что вызывает необходимость использования коагулянтов (гипохлоридов).
  • Кислогубскую электростанцию по мощности сложно сопоставить с гигантами электроэнергетики. Даже середнячки превосходят ее возможности во много раз. Однако российская ПЭС среди нескольких функционирующих в мире подобных установок занимает достойное место.

Работая с химическими веществами будьте предельно осторожны! Почему? Информация в статье.

Одной из самых больших проблем загрязнения является ПЭТ-тара. Как ее правильно переработать читайте по https://greenologia.ru/othody/sinteticheskie/nefteprodukty/plastmassy/pererabotka-butylok.html ссылке.

Она оказалась полигоном, на котором были проведены испытания:

  1. технологических возможностей народного хозяйства по освоению дальних территорий;
  2. эффективности финансовых вложений в альтернативную энергетику;
  3. способности прикладных наук создавать совершенные роторно-индукционные конструкции;
  4. способов хозяйствования, сопряженных с приумножением природных богатств.

Выводы, которые получены специалистами в ходе эксперимента, положены в основу новых энергетических проектов – Тугурской, Мезенской и Северной ПЭС.

Прошлое и будущее приливной гидроэнергетики в РФ

Дата публикации: 31 октября 2013

Недавно я читал в одном из журналов массивную статью, темой которой стало сравнение эффективности аналогичных производств в СССР и странах Запада в 60-х 70-х годах прошлого столетия. В числе выводов там значилось и такое: промышленные предприятия СССР проигрывали аналогичным западным как по КПД производства, так и по таким специфическим параметрам, как экологичность и наукоёмкость.

Однако нельзя сказать, что СССР вообще не стремился к передовым и экологически чистым производствам, а гнал лишь только «план». «Догоним и перегоним Запад» — этот лозунг еще никто не отменял. Пример: В 1966-м году капиталисты (французы) уже ввели эксплуатацию на реке Ране в Ла-Манше передовую тогда и по технологии, и по масштабам, и по экологичности приливную электростанцию, размер которой поражает воображение до сих пор. СССР ответило значительно более скромно, и через пару лет миру была представлена Кислогубская приливная электростанция на севере РФ, на побережье Баренцова моря.

Когда даже произносишь это словосочетание «Кислая губа», то невольно лицо морщится, но оно не имеет ничего общего с ощущением свежего лимонного сока на обычных губах. В географии под губами подразумевается длинный узкий залив, который далеко входит в сушу, подобно кинжалу (подобных мест в России немало). На Кольском полуострове, где и расположился советский объект, как раз и найдена была нужная высота и интенсивность прилива. Перекрыть губу дамбой оказалось довольно просто и в итоге сооружение вышло совсем «не кислым», а настоящим событием в советской гидроэнергетике! Обуздать энергию холодных приливных волн во благо науки и народного хозяйства – такова была задача Партии и Правительства.

Эксперимент

Целью создания ПЭС (приливной электростанции) на Кислой губе стало не только стремление угнаться за капиталистами. Хотя нельзя отрицать, что открытие французами ПЭС Ране на Ла-Манше подтолкнуло власти СССР к финансированию исследовательских и строительных работ в сферу альтернативной энергетики.

Наши ученые и инженеры хотели на практике понять, как поведет себя персонал, а также сложное и дорогостоящее оборудование под влиянием труднейших климатических условий, ведь Кольский полуостров – это не Сочи, скажем так мягко. Хотя везде на Земле есть своя красота. Также главный инженер проекта Л.Б. Берштейн и специалисты института «Гидропроект» СССР хотели опробовать новый способ строительства станции: наплавной. Так приливная электростанция на Кислой губе стала экспериментальной базой советской гидроэнергетики.

Как это было сделано?

Основой станции стал огромный железобетонный блок в форме прямоугольника. Что примечательно, Л.Б. Барнштейн строил блок не на месте будущей ПЭС в котловане, а недалеко от Мурманска на одном из судостроительных заводов. Как только блок собрали и нашпиговали всем необходимым оборудованием, его уже наплавным- то есть – на плаву – способом отбуксировали непосредственно на Кислую губу! Талантливо придумано, ничего не скажешь. Если бы строили классическим (в котловане на месте), то цена проекта возросла бы минимум на треть, но благодаря смекалки инженеров народные деньги удалось сэкономить.

Готовый блок зафиксировали на морском дне. А в качестве материала для дамбы использовали обычный камень, которым обсыпали пространство вокруг железобетонного блока с тем прицелом, чтобы создать небольшие плотины. Когда наступает прилив, то уровень воды естественно сильно поднимается, устремляется в специальный бассейн и она же вращает лопасти турбины. Да будет свет!

Но и это еще не все. Турбина способна совершать и обратное движение с пользой для человека и можно назвать ее не только «приливной», но и, простите за тавтологию, «отливной» электростанцией. Ведь когда идет отлив, то турбина вращается уже в «обратку», и тоже дает энергию. В России, а потом СССР, всегда было немало талантливых Левшей, изобретателей, рационализаторов. Пример ПЭС на Кислой Губе это еще раз подтверждает.

Читать еще:  Гуси линда – выращивание в домашних условиях

СССР закупил тогда у французов капсульный гидроагрегат для одного из водоводов с проектной мощностью о,4 МВт. А второй водовод ничем не заполнили. Планировалось, что туда поставят советский капсульный гидроагрегат для сравнения. Но сделано этого не было, вероятно, власти СССР сначала хотели вообще попробовать использовать энергию волн Кольского полуострова. Хотели понять, будет ли толк в целом от ПЭС с готовым французским гидроагрегатом, и если польза будет ощутимой, то потом уже заказывать строительство отечественного аналога. А может быть, инженеры проекта решили просто взять тайм-аут. Как бы то ни было, электростанция на Кислой губе пусть и не на полную возможную мощность, но заработала и дала за годы своей работы более 8 млн. КВтчас электроэнергии.

Российская турбина

А российская турбина на Кислой губе все же появилась, но лишь спустя 46 лет после открытия станции. В 2004-м году, уже не в СССР, а в России, на заводе «Севмаш» сделали экспериментальную турбину и заменили ею старую капсульную машину и начались испытания в реальных условиях Кольского полуострова. Приливная вода постоянно подвергает турбину жесткому воздействию холодной морской волны, металл ржавеет, вспомогательное оборудование – тоже. Среда вокруг более чем агрессивная, но таким образом отрабатываются лучшие методики для строительства будущих ПЭС в России, подбираются оптимальные материалы (например, почти непромокаемый бетон или уникальная электролизная установка), обкатываются новые и проверяются на эффективность старые технологии управления приливной электростанцией.

Недавнее прошлое и будущее приливной гидроэнергетики в России

Суши на Земле немало (я имею в виду не только популярное нынче японское блюдо), но и воды в три раза больше! Чуть ли не 70% всей поверхности планеты — вода. В России это тоже понимают и в последнее время снова стали искать пути, как максимально использовать ПЭС для получения электричества. Но так было не всегда.

В 90-е годы прошлого века приливная гидроэнергетика в России не развивалась почти никак, а наоборот, стояла задача сберечь хоть что-то от «советского багажа». Ту же электростанцию на Кислой губе могли растащить, но, к счастью, не растащили на запчасти, на металлолом, на лом цветных металлов. Тогда стояла задача выжить. Тот факт, что электростанция на Кислой Губе реально построена на задворках России, «у черта на куличиках», сыграл положительную роль: расхитители до нее не добрались, а если кто и добрался, то заслон им на пути поставил небольшой персонал ПЭС, который остался верен своему объекту и работе в условиях крошечного финансирования (электростанция в 90-е годы была законсервирована до лучших финансовых времен).

В 2000-х отношение к приливной гидроэнергетике переменилось в лучшую сторону, в стране появились деньги. Власти России, да и руководство крупных энергетических корпораций понимают, что энергия волн может принести реальную прибыль, может дать начало новой эры в создании экологичных и экономически выгодных способов получения электроэнергии.

В России проектируют и эксплуатируют уже несколько новых приливных электростанций. В частности, Тугурсксую на Охотском море, Малая Мезенская в Белом море (уже работает с 2007-го года), Северная на Баренцовом море и некоторые другие проекты, в том числе очень амбициозные (см. видео). Российской приливной гидроэнергетике есть куда двигаться, и я надеюсь, движение это будет продолжаться с удвоенными темпами.

Михаил Берсенев, 30.10.13г.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Кислогубская ПЭС

Кислогу́ бская приливна́ я электроста́ нция расположена вблизи пос. Ура-Губа Мурманской области, в губе Кислая Мотовского залива Баренцева моря. Единственная на настоящее время приливная электростанция в России.

Приливная электростанция (ПЭС) – особый вид гидроэлектростанции, использующей энергию приливов, которые возникают при гравитационном взаимодействии Земли с Луной и Солнцем.

Приливные колебания уровня чаще всего имеют периодичность, равную половине суток – 12 ч. 24 мин. (полусуточные приливы), либо целым лунным суткам – 24 ч. 48 мин. (суточные приливы). При полусуточных приливах наибольшие величины приливов наблюдаются при новолунии и полнолунии (сизигийные приливы), а минимальные – в первую и третью четверть Луны (квадратурные приливы).

В зависимости от положения пункта на земном шаре, формы береговой линии и рельефа дна уровень воды во время прилива поднимается на высоту от нескольких сантиметров во внутриматериковых морях (Чёрное, Балтийское, Средиземное и др.) до многих метров в вершинах воронкообразных эстуариев, открытых в сторону океана. Именно в вершине такого воронкообразного залива Фанди в Канаде отмечен наивысший на земном шаре прилив – 16,2 м. В России наивысшие приливы наблюдаются в Мезенском заливе Белого моря в эстуариях Мезени (9 м) и Кулоя (10 м), в Пенжинской губе Охотского моря (13,4 м, см. Пенжина).

При строительстве приливных электростанций в узких морских заливах, там, где наблюдаются высокие приливы, плотиной отсекается часть залива. Эта часть называется бассейном. Здесь во время прилива накапливается вода. Поток воды между морем и бассейном (при приливе – в сторону бассейна, при отливе – в сторону моря) создаёт напор в районе плотины. Если напор воды создаёт течение, достаточное для вращения находящихся в теле плотины турбин с генератором, то энергия движущейся воды превращается в энергию электрическую.

Известен другой тип приливных станций – без плотин и бассейнов. Это подвешенные на балках подводные пропеллеры, вращаемые морским течением. Их конструкция проста, но мощность таких установок невелика. Тем не менее, у побережья Великобритании планируется построить батарею таких установок и получать не менее 10 ГВт энергии.

Достоинства приливных электростанций очевидны: они используют неиссякаемый, экологически чистый и стабильный ресурс Мирового океана; не загрязняют атмосферу вредными выбросами в отличие от тепловых станций; не вызывают затопление обширных площадей, как при строительстве обычных гидростанций на реках и не представляют потенциальной радиационной опасности, как атомные электростанции.

Учитывая «пульсирующий» характер приливов, энергию ПЭС можно использовать при совместной работе с тепловыми электростанциями для покрытия пиковых нагрузок в электросетях, а в остальное время её агрегаты могут аккумулировать электроэнергию. Так действует крупнейшая приливная станция мощностью 240 МВт на севере Франции, в устье р. Ранс, впадающей в Ла-Манш. Станция, построенная в 1966 г., – фактически ровесница Кислогубской, давно себя окупила, её киловатт-час – самый дешевый в энергосистеме Франции.

В настоящее время в мире, помимо Кислогубской, действуют приливные электростанции во Франции, Канаде, семь экспериментальных ПЭС в Китае. В августе 2011 г. запущена в эксплуатацию крупнейшая в мире Сихвинская ПЭС, расположенная в искусственном заливе Сихва-Хо на северо-западном побережье Южной Кореи, в 40 км от Сеула.

Место размещения Кислогубской ПЭС в губе Кислой было выбрано в 1938 г. при рекогносцировочном обследовании Мурманского побережья Баренцева моря экспедицией Л.Б. Бернштейна, на тот момент – студента Московского инженерно-строительного института (это был его дипломный проект; впоследствии Л.Б. Бернштейн стал главным инженером и проекта, и строительства Кислогубской ПЭС). Местоположение створа плотины было обосновано близостью к промышленному центру (г. Мурманск) и существовавшим линиям энергосистемы. Конфигурация бассейна и соединение его с заливом Ура узким горлом позволяли осуществить эксперимент с относительно малыми затратами. Небольшая величина приливов (1,1–3,9 м) давала возможность испытать работу агрегата при минимальных напорах. Прилив на входе в губу Кислую имеет правильный полусуточный характер; его максимальная сизигийная величина – 3,96 м; средняя величина – 2,27 м; минимальная квадратурная величина – 1,07 м. Площадь зеркала губы (в настоящее время – это бассейн ПЭС) изменяется от 0,97 до 1,5 км 2 , максимальная глубина губы – 35 м.

В том же 1938 г. предложения по строительству первой в стране опытной Кислогубской ПЭС были представлены заместителю председателя Совнаркома СССР А.И. Микояну, а летом 1939 г. государственная квалификационная комиссия под председательством академика Б.Е. Веденеева рассмотрела и одобрила эти предложения. Осуществление проекта ПЭС началось в институте «Гидроэнергопроект» (с 1962 г. – «Гидропроект»).

Проект предусматривал вести сооружение ПЭС не классическим способом в котловане за перемычками, а наплавным, с сооружением здания ПЭС в мурманском доке с последующей транспортировкой по морю за 99 км в губу Кислую и «самопосадкой» на подготовленное подводным способом основание. Наплавной способ на треть сократил сметную стоимость строительства и в дальнейшем стал широко применяться в гидроэнергетике при строительстве ГЭС, ЛЭП, подводных тоннелей и защитных гидротехнических комплексов в устье Рейна, в Лондоне и Санкт-Петербурге, шельфовых нефтегазовых платформ.

Читать еще:  Солнечные батареи для отопления дома - будьте автономны!

Строительство Кислогубской ГЭС осуществлялось в 1965–1968 гг. С 1969 г. Кислогубская ПЭС эксплуатируется в системе Колэнерго и входит в состав каскада Туломских ГЭС.

Компоновка гидроузла состоит из здания ПЭС, дамб высотой до 15 м и длиной 35 м, перекрывающих горло губы Кислой. Естественный ковш перед входом в губу Кислую образует удобный подходный участок, в котором устроен причал. Здание ПЭС представляет собой тонкостенную железобетонную коробку докового типа. Гарантированная мощность ПЭС составляет по проекту 400 кВт.

Наплавной блок здания Кислогубской ПЭС имеет размеры 36х8,3 м в плане и 15,35 м в высоту. На береговой площадке расположены подстанция открытого распределительного устройства, жилой дом, обеспеченный комфортными условиями для размещения обслуживающего персонала, складские помещения, гараж, водопроводная магистраль, подающая воду из горного озера, и мареографные установки Мареограф — прибор для измерения и непрерывной автоматической регистрации колебаний уровня моря. . На территории ПЭС также размещается научная база Полярного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича с опытным участком марикультуры, созданным на основе ПЭС.

Наиболее полно энергоотдача ПЭС реализуется при работе её в крупном объединении энергосистем, в которое входят электростанции различных типов. С учётом неизменности среднемесячного значения потенциала приливной энергии за сезон и год включение приливной энергии в систему весьма ценно. Но специфика генерирования однобассейновой ПЭС, которая считается оптимальной схемой использования приливной энергии, создаёт трудности для потребителей. Кислогубская ПЭС включена в энергосистему Колэнерго. Прерывистость энергоотдачи ПЭС в суточном цикле и колебания во внутримесячном периоде сглаживаются ГЭС, работающими совместно с ней в Колэнерго.

В 1992–1995 г. станция была законсервирована из-за финансовых трудностей при эксплуатации и ремонте агрегата.

В 1995 г. Кислогубской ПЭС за уникальность конструкции, способ сооружения и район размещения (Арктика) присвоен статус «Памятника науки и техники Российской Федерации», а в 2007 г. – имя патриарха отечественной приливной энергетики Л.Б. Бернштейна (1911–1996).

В начале 2000–х гг. руководством РАО «ЕЭС России» было принято решение о восстановлении работы Кислогубской ПЭС в качестве экспериментальной базы с целью отработки новых гидроагрегатов для приливных электростанций, а также технологий сооружения ПЭС. В конце 2004 г. на Кислогубской ПЭС был установлен ортогональный гидроагрегат мощностью 0,2 МВт с диаметром рабочего колеса 2,5 м, и станция была введена в эксплуатацию.

В 2006 г. на Кислогубской ПЭС, в рамках проекта создания Мезенской ПЭС была установлена новая ортогональная турбина мощностью 1,5 МВт, испытания которой прошли успешно и подтвердили проектные параметры. Суммарная мощность Кислогубской ПЭС в настоящее время составляет 1,7 МВт.

45-летние исследования на Кислогубской ПЭС доказали, что эксплуатация приливной электростанции обеспечивает её гибкую работу в энергосистеме – как в пиковой, так и в базовой части графика нагрузки. Применённый на электростанции уникальный отечественный генератор с переменной скоростью вращения позволяет увеличить ее КПД ещё на 5%. Тонкостенная железобетонная конструкция здания ПЭС после 45 лет эксплуатации в экстремальных природных условиях арктического побережья находится в хорошем состоянии: искусственное основание, выполненное под водой и ежесуточно работающее при знакопеременных напорах, устойчиво; осадка здания ПЭС равномерна и полностью стабилизировалась; защита оборудования и арматуры конструкций в чрезвычайно суровых условиях в районе ПЭС полностью предотвратила коррозию, что является исключительно важным достижением; бетон в здании ПЭС обладает особо высокой морозостойкостью, не имеет никаких повреждений, а его прочность превышает проектную величину.

Экологические исследования подтвердили безопасность использования приливной энергии. Проведенные исследования последних лет позволяют оценить экологическую ситуацию в губе Кислой в целом как стабильную. С одной стороны, видовое разнообразие бентоса и планктона поддерживается на достаточно высоком уровне. С другой – формирование экосистемы в губе Кислой до настоящего времени не закончено. Формирующаяся система отличается от исходной, соответствуя новым абиотическим условиям. Опыт оценки экологической ситуации в бассейне Кислогубской ПЭС будет использован при экологической экспертизе приливных электростанций будущего.

rushydro

Rushydro rocks

Использование энергии морских приливов и отливов с давних времен интересовало инженеров и ученых, однако на сегодняшний день о массовом использовании этой энергии речь не идет. В мире насчитывается всего около десятка приливных электростанций, в большинстве своем имеющих экспериментальный характер. В России расположена одна из них – Кислогубская ПЭС, о которой я сегодня и расскажу.

Кислогубская ПЭС расположена в Мурманской области, на побережье Баренцева моря, в губе Кислая (которая в свою очередь является частью Ура-губы). Губами на Кольском полуострове называют узкие, глубоко вдающиеся в сушу заливы; значительная высота приливов и относительная простота перекрытия плотинами делает их хорошим местом для строительства приливных электростанций.

Суровые поморские пейзажи

Построили Кислогубскую ПЭС еще в 1968 году. Станция изначально задумывалась как экспериментальная площадка для отработки целого ряда перспективных технологий, таких как наплавной способ возведения здания станции, обеспечение постоянной работы сооружений и оборудования в суровых климатических условиях и при воздействии морской воды и т.п.

Построена станция была довольно просто. Все генерирующее, гидромеханическое и вспомогательное оборудование смонтировано в прямоугольном железобетонном блоке, изготовленном на судостроительном заводе. Затем блок был отбуксирован по морю к створу ПЭС и установлен на морское дно. Слева и справа от блока из камня отсыпали небольшие плотины – и губа Кислая была перекрыта. В прилив вода поднимается, проходит в верхний бассейн и крутит турбину; в отлив вода идет назад и опять-таки работает в турбине.

Станция работала до 1992 года, после чего в экономике страны настали тяжелые времена, и о развитии приливной энергетики пришлось забыть. Кислогубская ПЭС была остановлена и законсервирована. К счастью, удаленность станции от дорог и усилия оставшегося небольшого персонала позволили спасти ее от разрушения и разграбления.

В конце 2004 года началась новая жизнь станции, в чем кстати прямая заслуга А.Б.Чубайса, уделявшего особое внимание развитию приливной энергетики.

Вид на станцию и верхний бассейн

Старый гидроагрегат был демонтирован и вместо него был установлен новый, инновационной ортогональной конструкции.

Демонтированный генератор. А вот турбину со станции вывезли.

К станции подвели новую ЛЭП 35 кВ. Старая, на деревянных опорах, пришла в негодность.

В 2007 году на Севмаше построили новый блок с ортогональной турбиной мощностью 1,5 МВт, который был прибуксирован по морю и присоединен к старому зданию. Таким образом, станция приобрела современный вид.

Новый энергоблок (на переднем плане)

Итак, в настоящее время станция состоит из двух частей – новой и старой. Старая часть образует напорный фронт, на ней расположен кран, поднимающий затворы, а также пульт управления всей станцией.

Центральный пульт управления

В старом здании размещена и одна из турбин – мощностью всего 0,2 МВт, с рабочим колесом диаметром 2,5 м.

Для более быстрого заполнения/опорожнения верхнего бассейна открывается поверхностный водосброс

Новый блок присоединен к одному из водоводов старого здания ГЭС. всего их два, в одном был когда-то установлен французский горизонтальный капсульный гидроагрегат мощностью 0,4 МВт, а второй оставлен пустым. Сейчас вместо француза установлена отечественная турбина, а к второму водоводу присоединен новый блок.

Схемы старой части станции, изначальный вид.

Новый блок строился на заводе, специализирующемся на создании подводных лодок, в связи с чем внутри весьма напоминает субмарину

Редуктор. Турбина расположена вертикально, а генератор – горизонтально, в связи с чем нужно менять направление вращения. Заодно редуктор значительно увеличивает скорость вращения генератора.

Турбина. Точнее, ее вал и стопорное устройство. Рабочее колесо внизу, под полом.

Распределительное устройство на 35 кВт. Совершенно новое, старое было почти полностью (остался один трансформатор) демонтировано несколько лет назад.

На станции экспериментируют и с другими видами возобновляемой энергии:

Работает солнечная батарея

А это – ветроизмерительный комплекс (а не сотовая вышка, как можно подумать). кстати, сотовой связи на станции нет, как и дорог туда (добираться нужно по морю, персонал из 10 человек работает вахтовым методом, по 15 суток).

Помимо ПЭС, в губе Кислой размещена база Полярного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии (ПИНРО)

Кстати, вреда окружающей среде, судя по разнообразию того, что вылавливается рядом со станцией, Кислогубская ПЭС не наносит.

Прощальный взгляд на Кислогубскую ПЭС

Фотографии в сообщении (кроме схем из книги) могут быть использованы в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-Share-Alike 3.0

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector