Elektrownie wodne i pływowe są obecnie dość obiecującymi obiektami energetycznymi. W tym materiale rozważymy energię przypływów i odpływów: zalety i wady elektrowni pływowych, zasadę działania, eksploatację TPP oraz obiekty planowane do budowy.
Alternatywne źródła energii w skrócie
Dzisiaj obiecujące źródła energii zajmują umysły nie tylko ekologów i naukowców, ale także biznesmenów, inżynierów i inwestorów. Interesujące są alternatywne źródła energii (odpływy i odpływy, słońce, wiatr) ze względu na ich opłacalność i stosunkowo niewielkie zagrożenie dla bezpieczeństwa środowiska. W 2010 roku nietradycyjne źródła zaopatrzenia w energię stanowiły około 5% całkowitego zużycia przez ludzkość. Prawie 2% (wartości globalnej) zostało wygenerowane przez elektrownie pływowe.
Jak działają elektrownie pływowe
Energia odpływów i odpływów interesuje ludzkość przede wszystkim ze względu na jejniewyczerpalność. Pierwsze próby wykorzystania go na stałe podjęto już od X wieku, kiedy zaczęto tworzyć niewielkie tamy ze zbiornikami wodnymi, a później młyny zbożowe. Podobne prototypy nowoczesnych elektrowni pływowych są nadal wykorzystywane w gospodarce narodowej.
Wraz z odkryciem elektryczności mechaniczne "elektrownie" zostały zastąpione przez bardziej znane współczesnemu człowiekowi. Dziś energia pływów morskich obraca łopatami ogromnych turbin, zamieniając się w energię elektryczną. W ten sposób stosowana jest ta sama zasada, co kilka wieków temu, tylko nieznacznie zmodyfikowana w celu dostosowania do współczesnych warunków i zwiększonych potrzeb.
Problemy z energią odpływu i przepływu
Budowa elektrowni pływowych to bardzo kosztowne przedsięwzięcie. Ponadto z finansowego punktu widzenia budowa dużych TPP jest korzystna, co jest zupełnie nieodpowiednie dla regionów oddalonych lub słabo zaludnionych. Inne problemy obejmują:
- zmienna moc elektrowni pływowej, ze względu na zmianę wysokości pływów (i zmienia się również energia pływów) co dwa tygodnie;
-
rozbieżność między zwykłym okresem dnia słonecznego a czasem pojawienia się pływów;
- przesunięcie między optymalnym czasem wytwarzania a zużyciem energii;
- w niektórych przypadkach potrzebne są dodatkowe źródła zasilania w pobliżu elektrowni pływowej.
Również istniejeopinia, że aktywna praca elektrowni pływowych doprowadzi do nieznanych dotąd dla ludzkości problemów środowiskowych – spowolnienia obrotu Ziemi. To ostatnie nie znajduje potwierdzenia w autorytatywnych źródłach w kręgach naukowych. Działanie dużej liczby TPP zwiększy długość dnia o kwotę dziewięciokrotnie mniejszą niż energia pływów (naturalny opór pływowy).
Korzyści z budowy elektrowni pływowych
Na tle katastrof i wypadków, które rzadko zdarzają się w elektrowniach jądrowych, ale pozostawiają w pamięci na długo, alternatywne źródła energii wydają się bezpieczną alternatywą. Chociaż istnieje wiele wyzwań związanych z budową elektrowni pływowych, istnieje również wiele korzyści:
- Zrównoważony rozwój. W przypadku PES prawdopodobieństwo katastrofy spowodowanej przez człowieka, a następnie skażenia rozległych terytoriów spada niemal do zera. Nie ma również szkodliwych emisji do atmosfery ze spalania paliw.
- Niezawodność. Elektrownie pływowe działają stabilnie zarówno w trybie standardowym, jak i przy obciążeniach szczytowych.
- Niski koszt energii. W porównaniu z innymi typami elektrowni PES charakteryzuje się niskim kosztem energii, co potwierdzają rzeczywiste wyniki eksploatacji.
- Wysoka wydajność. Sprawność przetwarzania energii naturalnej na użyteczną sięga 80%, przy czym elektrownie wiatrowe zapewniają sprawność do 30%, a energię słoneczną- średnio 5-15%, ale w niektórych przypadkach udało się naprawić 35% wydajności.
La Rance: Pierwsza elektrownia pływowa
Punktem odniesienia dla rozprzestrzeniania się elektrowni pływowych był rok 1967, kiedy uruchomiono La Rance, pierwszy TPP zlokalizowany we Francji, w historycznym regionie Bretanii. Wykorzystanie energii pływów było spowodowane znacznymi pływami, osiągającymi trzynaście i pół metra przy zwykłej wysokości ośmiu metrów.
Moc TPS La Rance wynosi 240 MW, a koszt jednej jednostki energii (kWh) jest półtora raza niższy niż w przypadku francuskich elektrowni. Zapora elektrowni pełni nie tylko funkcje zapewnienia nieprzerwanej pracy obiektu energetycznego, ale jest także mostem, przez który przechodzi droga łącząca miasta Dinard i St. Malo. Ponadto „La Rance” jest popularną atrakcją turystyczną, która przyciąga do Francji nawet dwieście tysięcy podróżnych.
PES w Korei Południowej: najpotężniejsza elektrownia
Sikhvinskaya TPP to kolejny wybitny obiekt alternatywnej energii, który znajduje się na północno-zachodnim wybrzeżu Korei Południowej w sztucznej zatoce. Elektrownia została oddana do eksploatacji w 2011 roku i szybko zepchnęła pierwszą na świecie TPP na drugą pozycję pod względem mocy.
Bezpośrednio budowę elektrowni poprzedziła konieczność stworzeniazbiornik świeżej wody. Później jakość wody zaczęła się pogarszać, a w 1997 roku (po potwierdzeniu przeczuć i opracowaniu rozwiązań przez instytut badań morskich) postanowiono zrobić dziurę w zaporze. Umożliwiło to wykorzystanie energii przypływów i odpływów. Budowa TPP rozpoczęła się w 2003 r., a jej uruchomienie zaplanowano na 2009 r. Z powodu opóźnień w budowie elektrownia została uruchomiona w 2011 r.
Elektrownie pływowe w innych częściach świata
Kraje odpływów i odpływów nie ograniczają się do postępowej Francji i zaawansowanej technologicznie Korei Południowej. Elektrownie pływowe eksploatowane w:
- Wielka Brytania;
- Norwegia;
- Kanada;
- Chiny;
- Indie;
- Stany Zjednoczone Ameryki.
Niektóre stany planują budowę takich obiektów.
Elektrownie pływowe w Rosji
W Rosji energia pływów jest wykorzystywana od 1968 roku w ramach operacji eksperymentalnego TPP na Kisla Guba na Morzu Barentsa (na zdjęciu). W czasach sowieckich opracowano projekty budowy trzech kolejnych elektrowni pływowych (jednej na Morzu Białym i dwóch na Morzu Ochockim). O aktualnym stanie obu obiektów nic nie wiadomo, natomiast projektowany w rejonie Archangielska TPP Mezen ma szansę stać się najpotężniejszą elektrownią pływową na świecie. Również na etapie projektowania znajduje się Północny TPP na Półwyspie Kolskim.
Plany do wykorzystania w przyszłości
Ebb i przepływ energii jest uznawany przez społeczność światową za obiecujące źródło, dzięki czemu kilka projektów TPP jest aktywnie rozwijanych w różnych krajach świata. Dlatego w niedalekiej przyszłości planowana jest budowa elektrowni pływowych w Korei Południowej, Szkocji, indyjskim stanie Gujarat, Nowym Jorku i mieście Swansea w Wielkiej Brytanii. Racjonalne wykorzystanie takiego zasobu znacznie zmniejszy udział energii pozyskiwanej w tradycyjny sposób, w kierunku rozwiązania bardziej przyjaznego środowisku, niezawodnego i bezpiecznego.
