В России создаётся проект, расположенной в Пенжинской губе крупнейшей в мире электростанции, которая использует энергию морских приливов и отливов для производства электричества. Создание станции способно перевернуть мировую энергетику 100 ГВт электроэнергии бесплатно плюс десятки миллиардов долларов в российский бюджет.
1—-Приливная электростанция с приливной плотиной
Электростанция, которая превращает энергию морских приливов и отливов в электрическую называют Приливной электростанцией
Приливы и отливы создаются гравитационным воздействием Луны на моря и океаны.
2—- Электростанция в заливе. Эстуарий реки Ранс Северная Бретань Франция.
Создают такие электростанции в заливах или устьях впадающих в море рек. Устанавливают дамбу или плотину образуя бассейн.
3—- Устройство приливной электростанции с приливной плотиной
4— Гидротурбина
В плотинах создаются отверстия для прохода воды в которые устанавливают гидротурбины с генераторами.
Во время прилива мощный поток воды вращает гидротурбину, вырабатывая ток. Во время отлива вода уходит назад, и происходит то же самое.
5—- Гидротурбина, вырабатывает ток. Во время прилива и отлива.
6—- Приливная турбина
Генераторы могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов. В последнем случае электростанции называются гидроаккумулирующими.
Существует несколько видов приливных электростанций:
7—- Электростанция с плотиной.
1—Электростанции с плотинами. Строят в устьях рек или морских заливах. Электростанции с приливными плотинами в своем составе используют прилив для набора воды и отлив для воздействия водяного потока на турбины.
8—-Устройство электростанций с приливной плотиной.
При открывании шлюзов плотины, поток воды устремляется через лопасти гидротурбин, тем самым вызывая их вращение с последующей генерацией электроэнергии.
Электростанции с приливными лагунами. Основное отличие от электростанций с приливными плотинами. Для станций с приливными лагунами характерно наличие отделенного плотинами участка водного пространства – лагуны.
9—- Приливная электростанция протяженность – порядка 30 — 60 километров
10—Принцип работы аналогичен ветряным.
2—Электростанция с динамическим захватом. Устанавливают в море. Принцип работы аналогичен ветряным.
Такие электростанции обычно располагаются перпендикулярно берегу и имеют большую протяженность – порядка 30 — 60 километров. Движимым приливом водяная масса набегает на протяженную плотину и в результате своей инертности. Вода под напором проходит через лопасти гидротурбин.
11—Установка поддерживается поплавком на поверхности.
12—Элемент поплавковой волновой электростанции с магнитными катушками
3—Электростанция с плавучими устройствами. Это плавучие генераторы, которые активируются движением воды.
13— Турбина с большим количеством лопастей располагается в толще воды.
4—Электростанция с вертикальными турбинами. Вертикально установленные турбины, могут работать при слабом движении воды.
Первая ПЭС была построена в 1913 году в бухте Ди в районе Ливерпуля Англия.
14— Крупнейшая в Европе приливная электростанция Ля Ранс, Франция
15— Крупнейшая в Европе приливная электростанция Ля Ранс, Франция
В 1966 году крупнейшая в Европе приливная электростанция была установлена Ля-Ранс Франция, в эстуарии реки Ранс Северная Бретань. Она имеет самую большую в мире среди ПЭС плотину длиной 800 м и 24 турбины общей мощностью 240 МВт, площадь резервуара 22 км2
16—Губа Кислая
В СССР первая приливная электростанция.
Кислогубская ПЭС — экспериментальная приливная электростанция, расположенная в губе Кислая Баренцева моря, вблизи поселка Ура-Губа Мурманской области.
Первая и единственная приливная электростанция России
17— Кислогубская ПЭС.
Наименьшая по установленной мощности из четырёх действующих в мире в настоящее время ПЭС, вторая по времени запуска после запущенной в 1966 году французской ПЭС Ля-Ранс.
18— Кислогубская ПЭС
Установленная мощность станции — 1,7 МВт.
Высота приливов колеблется от 1,1 до 3,9 м. Плотина имеет длину около 30 м и отсекает Кислую губу от Ура-губы, которая непосредственно открывается в море. Площадь водного зеркала бассейна ПЭС в зависимости от уровня воды изменяется от 0,97 до 1,5 км2, средняя глубина 12,5 м, имеются котловины глубиной до 36 м.
19— Кислогубская ПЭС
Конструктивно станция состоит из двух частей — старой, постройки 1968 года, и новой, постройки 2006 года. Новая часть присоединена к одному из двух водоводов старой части.
20—Кислогубская ПЭС
На 2023 год ПЭС состоит из двух ортогональных гидроагрегатов — один мощность 0,2 МВт диаметр рабочего колеса 2,5 м, находится в старом здании и один ОГА-5,0 м мощностью 1,5 МВт диаметр рабочего колеса 5 м, находится в новом здании.
Кислогубская ПЭС возводилась с 1964 года по 1968 год по проекту института «Гидропроект».
Главный инженер проекта и строительства Л. Б. Бернштейн.
21— Лев Борисович Бернштейн
Лев Борисович Бернштейн родился 21 декабря 1911 года Нижний Новгород скончался 17 августа 1996 года Москва советский инженер, гидростроитель. Доктор технических наук.
22— Проект создания Приливной электростанции
В настоящее время В России существует проект создания Приливной электростанции в Пенжинской губе на территории Магаданской области и Камчатском крае России.
При СССР такой проект, уже разрабатывался на месте работали ученые, проводились изыскания.
Задумки по строительству Пенжинской ПЭС существуют уже свыше 100 лет.
23— Пенжинская губа Охотского моря.
В Охотском море есть место Пенжинская губа длинный и узкий залив у северо-западного побережья Камчатки северо-восточная часть залива Шелихова в Охотском море.
24— Пенжинская губа Охотского моря.
Губа вдаётся в северо-восточную часть залива Шелихова между мысом Тайгонос полуостров Тайгонос и мысом Божедомова. Длина 306 км, средняя ширина — 63 км, глубины до 62 м. В Пенжинскую губу впадает река Пенжина.
25—Наиболее высокие приливы в Тихом океане.
Здесь наблюдаются наиболее высокие приливы в Тихом океане, двойная амплитуда которых достигает 13,4 метра. Приливы в заливе Шелихова являются суточными, площадь бассейна Пенжинской губы составляет 20 530 км².
Через ворота губы каждые сутки перемещается до 500 кубических километров воды! Река Волга такое количество воды переносит за 2 года, а река Дон – за 25 лет.
26—Пенжина исток реки
Пенжина — река в России, протекает по территории Пенжинского района Камчатского края
в верхнем течении протекает в глубокой долине, затем — по межгорной котловине;
после выхода на Пенжинскую низменность русло разветвляется, ширина реки доходит до 600 метров и
впадает в Пенжинскую губу в северо-восточной части залива Шелихова Охотского моря, образуя эстуарий.
Питание Пенжины преимущественно снеговое
27— Село Манилы, Пенжинский район
Наибольшие населённые пункты на реке: село Манилы имеется морской порт, село Каменское.
Название реки является адаптацией чукотского слова пэннын — «место нападения».
Для реализации гидропотенциала Пенжинской губы разрабатывались два проекта приливных электростанций, каждый из них с различной установленной мощностью и годовой выработкой
28— Два проекта приливных электростанций
1——Южный створ — мощность 87 ГВт или 87 000 МВт и выработка электроэнергии в год в размере 200 млрд кВт·ч.
2—-Северный створ — мощность 21,5 ГВт и выработка электроэнергии 72 млрд кВт·ч в год.
Вариант Море, макс. прилив, м Мощность, ГВт Среднегодовая выработка, млрд кВт·ч Разрабатывалсяв период (гг)
Южный ство 11, 87,1 190-205 1972—1996
Северный створ 13,4 21,4 50 1983—1996
29— Два проекта приливных электростанций
Стоимость строительства Пенжинской ПЭС-1 Северный створ оценивается в 60 млрд долларов США, ПЭС-2 Южный створ в 200 млрд долларов.
Планируется, что проект будет реализовываться постепенно — сначала будет возведена плотина в малом заливе для отработки технологии.
Преимущества Приливной электростанции
1) Не имеет выбросов.
2) Имеет 100% возобновляемый бесконечный источник энергии
3) Безопасна с точки зрения катастроф, т.к. в случае чего – никто не гибнет, ничто не загрязняется, не затапливается и т.д.
4) Выдает очень низкую стоимость электроэнергии. По сравнению с солнечной и ветряной можно сказать она вообще бесплатна.
5) В случае постройки Пенжинской приливной электростанции она станет самой мощной электростанцией в мире.
Сравнение проектов Пенжинской ПЭС с крупнейшими существующими ГЭС, показывает, что ни одна из построенных ГЭС не превосходит ПЭС по мощности и годовой выработке электроэнергии.
По сведениям, приведенным в таблице, проект северного створа Пенжинской ПЭС приближается по мощности к крупнейшей ГЭС Три ущелья. А проект южного створа Пенжинской ПЭС почти в 4 раза превосходит её по мощности.
30— Китай построил плотину — Земля заколебалась. Не метафора. По данным NASA, монструозная плотина «Три ущелья» сместила ось планеты на 2 см и замедлила вращение. День стал длиннее на 0,06 микросекунды.
Потенциал Пенжинской ПЭС Максимальная мощность Пенжинской ПЭС может составить 135 ГВт, что равняется 60% совокупной установленной мощности всех электростанций России на 2012 год или как 5 китайских мега-ГЭС
Все 4 блока АЭС, которую Россия строит в Турции – 4,8 ГВт
Наименование Страна (год) Мощность ( N, МВт ) Среднегодовая выработка (млн кВт*ч)
Проект южного створа Пенжинской ПЭС Российская Федерация, годы проекта 1972–1996 гг. 87400 191200
ГЭС Три ущелья Китай, ввод в эксплуатацию 2003 г. 22500 98800
Проект северного створа Пенжинской ПЭС Российская Федерация, годы проекта 1983–1996 гг. 21400 71400
Итайпу ГЭС Бразилия и Парагвай, ввод в эксплуатацию 1984 г. 14000 92212
ГЭС Силоду Китай, ввод в эксплуатацию 2013 г. 13860 55200
Саяно-Шушенская ГЭС Российская Федерация, ввод в эксплуатацию 1978 г. 6400 23500
На 2018 год в мире действовали пять ПЭС.
Кроме перечисленных выше:
Аннаполис Канада, 1984 год 20 МВт, площадь резервуара 6 км2; закрыта в 2019 году
Цзянься Китай, 1985 год 3,9 МВт, площадь резервуара 2 км2
31— Приливная электростанция в Южной Корее
Сихва Южная Корея, 1994 год 254 МВт, площадь резервуара 30 км2
32— Сиджен ПЭС
«СиДжен» приливная электростанция в Великобритании, состоящая из одного гидроагрегата. Год ввода агрегата 2008. Электрическая мощность: 1,2 МВт. Годовая выработка электроэнергии: 5,36 млн кВт⋅ч.
Недостатки Пенжинской приливной электростанции.
Высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность.
Пенжинский район на севере Камчатки занимает огромную территорию, 116 000 кв. км, а проживает там всего 2000 человек.
До Петропавловска-Камчатского более 1300 км, выбраться на материк можно только на редких авиационных рейсах, вылетающих с небольшой грунтовой взлетно-посадочной полосы на окраине села Манилы, до него от районного центра, села Каменского, ведет единственная в районе гравийная дорога протяженностью 50 км.
Топливо, продукты и непродовольственные товары завозятся морем в короткий период навигации.
33— Пенжинский район Село Каменское Камчатский край.
В том регионе нет промышленности. Ближайшие потребители – Камчатка, Приморье, Хабаровский край, Сахалин, Магадан – уже обеспечены энергией и куда им девать еще 100 ГВт – пока непонятно.
Можно было бы попробовать протянуть линии в Японию, Китай, Корею. Это еще дороже, чем строительство самой станции. И у них там тоже есть электростанции.
Потери энергии при передаче на такие расстояния 3-4 тысячи километров– колоссальны.
Пенжинская ПЭС способна себя окупить, но нестандартным путем.
Можно попробовать продавать не саму электроэнергию, а продукт, созданный с ее помощью, например, водород.
34— Компания из Шанхая ввела в эксплуатацию предприятие по производству водорода в городе Чифэн, Китай. Этот завод, как утверждается, является крупнейшим и самым передовым в мире предприятием по производству водорода.
Энергетика будущего – это водородная энергетика. На водороде будут ездить автомобили, летать самолеты и ракеты, отапливаться дома и работать заводы. Есть проблема – добывать его довольно дорого. Требуется много электроэнергии.
Однако, если у нас есть Пенжинская ПЭС с практически бесплатными 100 ГВт электроэнергии, можно:
Построить рядом ПЭС завод по извлечению водорода из воды. Сжижать водород и газовозами развозить его по миру.
В середине XXI века продажа водорода на внешних рынках должны приносить стране около 100 млрд долларов ежегодно. Это позволит не только сократить зависимость РФ от экспорта невозобновляемых ресурсов, но и обеспечить ее доминирование на рынке новой энергетики.
35— Железнодорожная магистраль
А как бонус это по дамбе электростанции может пройти Ленско-Камчатская железнодорожная магистраль.
Ещё одна проблема, но вполне решаемая.
Ледовая обстановка в Пенжинской губе очень сурова. Продолжительные зимы с сильными северо-западными ветрами способствуют развитию больших масс льда.
Льды Охотского моря — исключительно местного образования. Здесь встречаются как неподвижные льды — припай, так и плавучие льды, представляющие собой основную форму льдов моря.
В Пенжинской губе лед появляется в конце октября. Сплошным льдом губа не покрывается из-за очень сильных приливных течений, однако, в местах, укрытых от прямого действия течений, образуется припай.
Общая продолжительность ледового периода в северной части моря достигает 280 дней в году.
Решить проблему дрейфующего льда можно путем проектирования наплавного блока станции с криволинейной формой верхней его части. В этом варианте наплавного блока подразумевается переброска льда через верх плотины.
«Мы видим гладь залива, покрытую льдами. Размер их доходит до нескольких километров в поперечнике, толщина до 1,5 м. Ветер и прилив взламывают сплошные ледяные поля и с большой скоростью несёт их в устье реки.
По пути они срезают мели, обрушивают берега, а с отливом возвращаются в море. А что, если на своем пути они встретят плотину, возведенную человеком» так описывал в 1979 году главный советский проектировщик приливных электростанций.
Лев Бернштейн.
36— Море Охотское.
Лев Бернштейн предлагал ПЭС отсечь от Охотского моря всю Пенжинскую губу, разместив электростанцию в плотине длиной 75 км.
Само здание ПЭС с двумя ярусами турбинных водоводов должно было быть смонтировано из 330 наплавных блоков высотой 76 м, заранее изготовленных на суше. Более 200 дней в году залив покрыт льдом толщиной 1,8–2 м, поэтому верхнюю часть станции планировалось сделать с наклонами, через которые льдины могли бы свободно переползать.
Станция с 3000 гидроагрегатами с рабочими колесами диаметром 7,5 м должна была выдать больше половины мощности всей энергосистемы России.
Бернштейн считал, что ее можно направить на развитие промышленности, на борьбу с вечной мерзлотой электроподогревом грунта, что позволит выращивать овощи в Заполярье.
В середине 2021 года за реализацию проекта строительства Пенжинской приливной электростанции взялась компания «Н2 Чистая энергетика». Мегапроект Пенжинская ПЭС, энергия которой позволит производить к 2031 году 5 млн т водорода в год сейчас столько производит вся Россия, мировой объем 70 млн т.
Сначала предполагается построить опытно-промышленную ПЭС малой мощности 10 МВт, скорее всего, в районе села Манилы, чтобы на опыте определить тип необходимых турбин, обкатать схему строительства и эксплуатации.
