Понятие альтернативной гидроэнергетики

Введение

Примерно 70 % поверхности Земли занимает Мировой океан, и соответственно такая же доля энергии солнечного излучения, падающего на Землю, воспринимается его поверхностью. Поглощательная способность воды составляет 94 %, так что запасы энергии в Мировом океане колоссальны. При отсутствии перемешивания 98,8 % этой энергии воспринимается в слое толщиной 1 см. Практически в результате перемешивания волнами и течениями влияние солнечной радиации распространяется на глубину 50 … 100 м. В экваториальной зоне температура на поверхности океанов достигает 28 °С, а на глубине 500 м – всего 2 … 5 °С. Так что только тепловая энергия, обусловленная этой разницей температур, оценивается в кДж. Энергия океанских течений может дать кДж, такого же порядка энергия волн и приливов и отливов.

Наиболее очевидным и эффективным способом использования этих видов энергии является постройка приливных электростанций. Большое внимание отводится проектам, в которых для получения электроэнергии в замкнутом паротурбинном цикле с легкоиспаряющимися рабочими телами (пропан, фреон) используется разность температур воды на поверхности и на дне морей и океанов.[3]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ОКЕАНОВ

Мировой океан представляет собой огромный резервуар возобновляемых

энергетических ресурсов (ВЭР). В настоящее время развитие океанской энергетики связано с использованием:

· энергии морских волн (приливные, ветровые, зыбь) и течений;

· градиентов температур и солености морской воды.

В соответствии с практическим интересом использование волновой

энергии океана связано с созданием волновых ЭС (ВолЭС), приливных ЭС (ПЭС), электростанций морских течений (ЭСМТ).

Отдельное направление составляют энергоустановки:

· океанские тепловые ЭС (ОТЭС), использующие температурный градиент;

· гидротермальные ЭЦ, использующие разницу температур между

водой океана и воздуха в Северных районах.

Суммарная мощность приливов оценивается в 3-1012 Вт (за год 1020 Дж — сравнимо с годовым потреблением энергии населением Земли). Мировой технический потенциал приливной энергии оценивается в 1 млрд кВт (треть от суммарной мощности 3 млрд кВт), что соответствует потенциалу почти всех рек мира и теоретически дает возможность вырабатывать 2,5...3 трлн кВт-ч электроэнергии.

Специалисты считают, что примерно 50% этой мощности может быть использовано в странах, берега которых омываются морями с высотой прилива более 5 м (Россия, Канада, США, Франция, Англия, Индия, Китай, Юж. и Сев. Корея, Австралия).

Приливная энергия (в отличие от солнечной и ветровой) характеризуется

неизменностью ее среднемесячного потенциала в сезонном и в многолетних циклах, но прерывиста в течение суток.

Чередование приливов и отливов (ежесуточно через 6 ч 12 мин) требует от гидротурбинных ПЭС способности работать при переменных направлениях вращения (капсульные агрегаты типа турбина — насос). По оценкам экспертов сейчас в мире насчитывается 5 мест наиболее благоприятных для строительства ПЭС:

· два смежных залива в Канаде (Фанди) и в США (Пас-

самакуоди);

· Французское побережье вдоль Ла-Манша и устье реки Ране;

· устья (эстуарии) рек Англии, впадающих в Ирландское море;

· побережье Кимберли в Австралии;

· побережье Белого моря в России.

В случае полного освоения этих пяти зон и при 20% извлечения

энергии приливов на ПЭС можно получить 30 тыс МВт, т. е. примерно мощность 10 современных крупных АЭС. Этого достаточно для местного энергоснабжения.[1]

Характеристика альтернативной гидроэнергетики

Понятие альтернативной гидроэнергетики

Альтернативная гидроэнергетика - использование энергии естественного движения, т.е. течения, водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. До середины 19 в. для этого применялись водяные колеса, преобразующие энергию движущейся воды в механическую энергию вращающегося вала. Позднее появились более быстроходные и эффективные гидравлические турбины. До конца 19 в. энергия вращающегося вала использовалась непосредственно, например для размола зерна или для приведения в действие кузнечных мехов и молота. В наши дни практически вся механическая энергия, создаваемая гидравлическими турбинами, преобразуется в электроэнергию.

Почти вся гидравлическая энергия представляет собой одну из форм солнечной энергии и поэтому относится к возобновляемым природным энергоресурсам.[4]

Подвиды альтернативной гидроэнергетики:

· приливные электростанции

· волновые электростанции

· мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках)

· водопадные электростанции [9]