Приливная электростанция

Прили́вная электроста́нция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов^[1][2], а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.

Крупнейшая в Европе приливная электростанция Ля Ранс, Франция

Макет станции Ля Ранс

Макет Кислогубской приливной электростанции, Государственный Политехнический музей (г.Москва)

Описание

Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые 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 они называются гидроаккумулирующими электростанциями.

Также гидротурбины для выработки электроэнергии могут устанавливаться на морское судно (SR-2000).

Преимуществами ПЭС являются экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками — высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью электростанций других типов.

Существует мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что может привести к негативным экологическим последствиям^[3]. Однако ввиду колоссальной массы Земли кинетическая энергия её вращения (~10²⁹ Дж) настолько велика, что работа приливных станций суммарной мощностью 1000 ГВт будет увеличивать длительность суток лишь на ~10⁻¹⁴ секунды в год, что на 9 порядков меньше естественного приливного торможения (~2⋅10⁻⁵ с в год).

Построенные ПЭС

ПЭС использовались, используются или проектируются во Франции, России, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. На 2018 год в мире действовали пять ПЭС с суммарной установленной мощностью 519,6 МВт^[4]:

• Ля-Ранс (Франция, 1966, текущая установленная мощность 240 МВт, площадь резервуара 22 км²);
• Кислогубская ПЭС (Россия, 1968, 1,7 МВт, 2 км²);
• Аннаполис (Канада, 1984, 20 МВт, 6 км²; закрыта в 2019^[5]);
• Цзянься (Китай, 1985, 3,9 МВт, 2 км²);
• Сихва (Южная Корея, 1994, 254 МВт, 30 км²).

Первая экспериментальная ПЭС была построена в 1913 году в бухте Ди в районе Ливерпуля^[2].

Первая в мире крупная ПЭС Ля-Ранс была построена в 1966 году во Франции^[2], в эстуарии реки Ранс (Северная Бретань). Она имеет самую большую в мире плотину длиной 800 м и 24 турбины общей мощностью 240 МВт. Плотина также служит мостом, по которому проходит автострада, соединяющая города Сен-Мало и Динард^[6].

В СССР первая приливная электростанция (экспериментальная Кислогубская ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря)^[2] была введена в эксплуатацию и дала ток в 1969 году^[7]. В дальнейшем были разработаны проекты строительства Мезенской ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 ГВт) на Белом море, Пенжинской ПЭС на Пенжинской губе и ПЭС в Тугурском заливе (мощностью 8000 МВт) на Охотском море^[1].

Начавшийся в 1973 году топливно-энергетический кризис привёл к росту мировых цен на нефть и нефтепродукты и осложнил положение в зависимой от импорта энергоносителей экономике Японии. В результате, к 1974 году несколько небольших приливных электростанций были построены на побережье Японских островов^[8].

Другие известные станции: южнокорейская Сихвинская ПЭС (построена в 2009 году, установленная мощность 254 МВт, на 2018 год являлась крупнейшей ПЭС мира)^[9], канадская ПЭС Аннаполис (с 1984 по 2019 год^[5], 20 МВт). Завершившиеся эксперименты: британская СиДжен, норвежская ПЭС Хаммерфест, ПЭС у острова Рузвельта (Нью-Йорк).

Проектируемые ПЭС

На этапе проектирования находится Северная ПЭС в губе Долгая-Восточная на Кольском полуострове мощностью 12 МВт.

В литературе

Одно из первых ранних упоминаний и описаний работы приливных ГЭС указывается в романе Бернхарда Келлермана «Туннель» (1913).

См. также

• Закрытая приливная турбина
• Волновая электростанция