Виды энергии

    Сила, с которой волны  воздействуют на сооружения в  береговой зоне, достигает нескольких  тонн на квадратный метр. Это  силовое воздействие тоже может  быть использовано для преобразования  волновой энергии.

    Волновая энергетика  не использует ископаемое топливо,  стоимость которого непрерывно  растет, а запасы ограничены. Перед  волновой энергетикой не стоит  в острой форме проблема воздействия  на окружающую среду. Однако  в настоящее время 

                                                                           18

производство 1 кВт электроэнергии на волновых электростанциях в 5-10 раз  выше, чем на АЭС или ТЭС. Кроме  того, если значительная часть акватории  будет покрыта волновыми преобразователями, это может привести к неприятным экологическим последствиям, так  как волны играют важную роль в  газообмене атмосферы и океана, в  очистке поверхности моря и приводного слоя воздушного потока от загрязнения.

    Поэтому волновую энергетику  следует рассматривать только  как дополнительный к традиционным источник энергии, который может иметь значение только в некоторых районах мира.

    4) Приливные электростанции

    В прибрежной зоне  приливные волны проявляются  в периодическом подъеме и  опускании уровня. В узостях приливы  часто проявляются в виде мощных  течений. В некоторых местах  высота прилива достигает значительной  величины – 12-20 м. Энергия приливных волн огромна.

    Человек уже давно  начал использовать энергию приливов. Так, приливные мельницы использовались  в 15 веке в Англии, были широко  распространены на северо-восточном  побережье Канады в 17 веке.

    Для концентрации водного  напора на станции плотина  отделяет часть акватории. В  теле плотины размещаются гидрогенераторы,  водопропускные сооружения, здание  станции. Величина напора зависит  от колебаний уровня по обе  стороны плотины. Колебания во  внешнем бассейне определяются  местным приливом, колебания во  внутреннем бассейне определяются  расходами воды при работе  станции. Приливные станции относятся  к низконапорным гидротехническим  сооружениям, в которых водяной  напор не более 15-20 м.

    Первая в мире приливная  гидроэлектростанция мощностью  320 МВт была запущена в 1966 г.  устье реки Ранс (Франция). Первая приливная электростанция в нашей стране, имеющая два гидроагрегата по 400 кВт каждый, была построена в Кислой губе на Баренцевом море в 1968 г. Несколько приливных станций проектируется и уже построено в заливе Фанди, который характеризуется самыми высокими приливами в мире. Опыт строительства и эксплуатации подобных станций показал, что они экономически оправданы, и издержки их эксплуатации гораздо ниже, чем при эксплуатации обычных ГЭС. Наиболее развитым в мире рынком электроэнергии, выработанной посредством волн и приливов, является Шотландия, где установлены самые большие приливные турбины.

    Использование энергии  приливов ограничивается, в основном, высокой стоимостью сооружения. Кроме того, как оказалось, приливные  станции характеризуются отрицательным  влиянием на окружающую среду.  Сооружение плотины приведет  к

                                                                     19

увеличению амплитуды прилива. Даже небольшое повышение амплитуды  прилива вызовет значительное изменение  распределение грунтовых вод  в береговой зоне, увеличит зону затопления, нарушит циркуляцию водных масс, изменит ледовый режим в  части бассейна за плотиной и т.д.

    Сооружение плотины должно  вызвать и важные биологические  последствия. В бассейне за  плотиной работа станции будет  оказывать воздействие на литораль (зона между наивысшей точкой  затопления во время прилива  и нижней, обнажающейся при отливе). Плотина может оказать вредное  воздействие не только на местные  сообщества, но и на мигрирующие  виды. Например, по оценкам биологов  строительство плотины в Пенжинской губе Охотского моря нанесет непоправимый вред популяции охотоморской сельди. При строительстве плотин в зоне умеренного климата возможно образование зоны сероводородного заражения, подобной тем, которые наблюдаются в заливах и бухтах, имеющих естественные пороги. Фиорды Скандинавского полуострова, имеющие естественный порог, представляют собой классический пример такого естественного сероводородного заражения.

    5) Градиент-температурная энергетика

    Данный способ получения  энергии основан на разности  температур. Не слишком распространен.  Посредством него можно получать  достаточно большое количество  энергии при небольшой ее себестоимости.  Наибольшее число градиент-температурных электростанций располагается на морском побережье и для работы использует морскую воду. Почти 70% солнечной энергии поглощает мировой океан. Перепад же температур между водами на глубине в сотни метров и водами на поверхности океана – огромный источник энергии, который оценивается в 20-40 тыс. ТВт, из них можно использовать только 4 ТВт.

    Недостатки: выделение большого  числа углекислоты, нагрев и  снижение давления глубинных  вод, и остывание поверхностных  вод. Данные процессы негативно  влияют на климат, флору и фауну  региона.

    В настоящее время разрабатывается новая концепция таких энергетических установок, которая даёт основания ожидать от теплоэнергетического модуля эффективной работы не только в наиболее прогретой части тропического океана, но и по всей акватории, где средний градиент температуры составляет примерно 17ºС. Ожидается, что КПД будет отличным от нуля даже при разности температур, стремящейся к нулю. По предварительным расчётам расходы на строительство такой гидроэлектростанции вполне соотносятся с расходами на традиционную ГЭ

                                                                 20

    6) Ветровая энергетика

    Человечество давно использует  энергию ветра. Парусные суда  – основной вид транспорта, который  в течении столетий обеспечивал связь людей различных континентов, представляют наиболее яркий пример использования ветровой энергии.

    Другой, хорошо известный  пример эффективного использования  ветровой энергии, – ветряные  мельницы. Ветряки широко использовались  для откачки воды из колодцев. В конце прошлого века наступил  новый этап использования ветровых  установок – они начали применяться  для выработки электроэнергии. В  тридцатые годы нашего века  миллионы ветровых электрогенераторов  мощностью около 1 кВт использовались  в сельской местности Европы, Америки, Азии. По мере развития  центрального электроснабжения  распространение ветровых электрогенераторов  резко упало. С ростом стоимости  ископаемого топлива и осознания  экологических последствий его  применения надежды многих исследователей  опять стали связываться с  ветровой энергетикой.

    Действительно ветровой  потенциал огромен – около  2000 ТВт составляет мощность ветрового  потока в атмосфере. Использование  даже небольшой части этой  мощности привело бы к решению  энергетических проблем человечества.

    Ветровая энергетика  не потребляет ископаемое топливо,  не использует воду для охлаждения  и не вызывает теплового загрязнения  водоемов, не загрязняет атмосферу.  И, тем не менее, ветровые  электрогенераторы имеют широкий  спектр отрицательных экологических  последствий, выявленных только  после того, как в 1970 годы начался  период возрождения ветровой  энергетики.

    Главные недостатки ветровой  энергетики – низкая энергетическая  плотность, сильная изменчивость  в зависимости от погодных  условий, ярко выраженная географическая  неравномерность распределения  ветровой энергии. Обычно рабочий диапазон скоростей ветра крупных ветровых установок составляет от 5 до 15 м/с. При скорости ветра меньшей 5 м/с эффективность работы установки падает, при скоростях ветра больших 15 м/с велика вероятность поломки конструкции, прежде всего лопастей. Размещение генераторов на больших высотах (там, где больше скорость) выдвигает повышенные требования к прочности конструкции высотных мачт, которые должны обеспечивать удержание при мощной ветровой нагрузке ротора, коробки передач и генератора. Разработка и создание более надежных конструкций значительно удорожает стоимость ветровых установок, хотя себестоимость ветровой электроэнергии примерно в 1.5-2 раза ниже себестоимости электроэнергии, полученной в фотоэлектрических преобразователях.

                                                                21

   Список литературы

Ведение в экологию-В.А. Гордиенко, К.В. Показаеев, М.В. Старкова.

Сайт: http://nuclphys.sinp.msu.ru/