Как работают приливные электростанции

В России будут использовать энергию гравитации. Не напрямую, конечно. Пока прогресс до этого не дошел. Но использовать силу притяжения Солнца и Луны, выраженной в земных океанских приливах, человечество уже умеет.

На прошлой неделе мы сообщали вам, что в России начата разработка потенциально самой мощной электростанции в мире. В Пенжинской губе на севере Охотского моря. И будет она приливной. Разбираемся, как это работает.

Прилив есть везде, но заметен он лишь в местах с особой географией. Акватория должна быть, во-первых, хорошо связана с мировым океаном, а во-вторых, наоборот, должна быть зажата берегами. Поэтому сильны приливы на севере Франции, где сверху Англия, а снизу Бретань и Нормандия.

Там же, в русле реки Ранс в Бретани, находится крупнейшая с 1966 и до 2011 ПЭС в мире (сейчас на 4 МВт ее превзошла Сихвинская ПЭС в Корее) с мощностью 240 МВт. Приливы в этом месте достигают 13,5 метров, а обычно доходят до 8 метров.

Крупнейшие приливы в мире — на востоке Канады. До 16 с лишним метров. Там с 1985-го действует теперь уже третья по мощности ПЭС в мире: 20МВт. Разница более чем в 10 раз, заметьте. В Пенжинской же губе потенциально мощность может достигать 100 ГВт. В 50 раз мощнее, чем нынешний рекордсмен.

В России уже есть приливная электростанция, правда, она опытная, использующая лишь малую толику потенциальных возможностей места, в котором она находится. Даже саму себя не обеспечивает энергией, вырабатывая лишь 1.7МВт. Находится в Кислой губе Баренцева моря в Мурманской области.

На словах все очень просто.

Нужны лишь особые турбины, способные вращаться в обе стороны. Они ставятся ближе ко дну плотины, и их работа делится на 4 цикла: 2 раза на приливе вода течет в одну сторону и два раза на отливе — в другую. Сложность заключается в строительстве плотины, которая может потребоваться очень длинная: перекрывать-то надо целый залив.

Можно и иначе. Не строить никакой плотины, а подвесить турбины на тросах под буями или на башнях. Так дешевле, быстрее, но и энергии вырабатывается меньше.

Есть проблема: приливы и отливы нерегулярны. Они точно прогнозируемы, в отличие от солнечного света и ветра, но все равно. Еще немного погрузимся в природу приливов, чтобы пояснить, почему.

Гравитация небесных тел не просто поднимает воду под собой. Под воздействием притяжения гидросфера планеты в глобальном масштабе принимает форму «дыни». Под притягивающим телом образуется подъем воды, но и с противоположной стороны тоже. А перпендикулярно, наоборот, находится меньшая ось этой водяной дыни (каламбур для знатоков английского). В этих местах наблюдается отлив.

Высота прилива наикрупнейшая во время новолуния, когда Луна и Солнце находятся примерно на одной прямой и «тянут» воду сообща. Второй по высоте — во время полнолуния, когда Луна сильнее тянет один «горб» прилива на одной стороне планеты, а Солнце — другой. А вот, когда Луна и Солнце образуют значительный угол, разница воды наименьшая.

Следовательно, генерация неравномерная. Но решить проблему можно. Например, с помощью строительства новых гидроагрегирующих электростанций или добавлением соответствующих агрегатов в существующие ГЭС. Гидроагрегирующая станция — это «ГЭС наоборот». В ней вода не сбрасывается (вернее, не только сбрасывается) вниз из водохранилища с плотины, а наоборот, закачивается.

Во время пиковой невостребованной генерации электричество тратится на закачку воды в водохранилище, во время потребности в электричестве ГАЭС начинает работать как классическая ГЭС.