|
В соответствии с выводом^
возможности оптимального использования приливной энергии при однобас-
сейновой схеме дальнейшее рассмотрение относится к этой схеме с односторонним
или двусторонним действием.
При выборе створа ПЭС прежде всего следует определить
величину прилива и размеры установки. Поскольку мощность и энергия, которые
может дать ПЭС, зависят от квадрата величины прилива, наиболее эффективными
будут участки побережья, на которых наблюдаются наибольшие приливы. Минимальная
величина прилива, при которой возможно оправдать создание ПЭС, зависит от
конкретной энергоэкономической ситуации в районе действия будущей ПЭС.
Поэтому невозможно априори регламентировать минимальную величину прилива, при
которой сооружение ПЭС может быть оправдано. Например ПЭС Странг- форд-Лох
при величине прилива 2—4 м после резкого увеличения цен на нефть, которая
является основным источником энергии в Сев. Ирландии, оказалась экономически
обоснованной, а уменьшение средней величины прилива вследствие резонанса с 10
до 7 м в одном из створов Камберленд привело к отказу от этого створа
В качестве минимальной можно принять величину прилива,
необходимую для работы турбины с диаметром рабочего колеса 5—10 м,
применяемой на проектируемых современных ПЭС. Учитывая, что необходимый
начальный напор для такой турбины должен составлять примерно 1 м, а 38 этот напор равен половине величины прилива (см. ниже), определяем, что этгПвеличина должна
составить в квадратуру 2 м, что соответствует средней величине прилива 5 м, а в сизигию — 8 м . О наличии таких мест на побережьях Мирового океана можно судить по данным,
приведенным в приложении и на 1.1.
Понятно, что полученные таким образом величины приливов,
допускающие использование приливной энергии в мощных установках на основании
возможностей крупных турбин, ориентировочны и не являются нормативными. Так,
применение для Кисло- губской ПЭС турбины с диаметром 3,3 м обеспечило техническую возможность использования приливов с максимальной величиной 3,9 м. Однако экономического обоснования приливных электростанций удается достигнуть, как это будет
показано в дальнейшем, только при реализации положительных качеств приливной
энергии в крупных энергосистемах.
В гл. 4 было показано, что потерпели фиаско попытки осуществления
проектов небольших однобассейновых или многобассейновых ПЭС для работы на
изолированного местного энергопотребителя
Эти обстоятельства предопределяют необходимость выработки
приливной энергии только мощными одно- бассейновыми ПЭС, которые обеспечивают
возможность получения больших количеств энергии для решения крупномасштабных
задач энергетики.
Из этого положения очевидна принципиальная неправильность
предложений о строительстве малых ПЭС.
И хотя это положение является столь очевидным, как ясна необоснованность
строительства малой ГЭС на полноводной реке, еще нередко можно услышать
предложения о строительстве таких ПЭС. Например, на симпозиуме «Энергия
океана» в 1983 г. даже была принята подобная рекомендация. На Колстонском
симпозиуме в Кембридже в 1980 г. также был представлен доклад в котором
доказывается, что на побережьях Новой ''Англии в США имеется значительное
число небольшик бухт, где при средней величине прилива 3—5 м могут быть
созданы малые ПЭС, которые при площади бассейна от 1 до 100 га могут дать мощность от 10 кВт до 10 МВт.
Реальные проекты малых ПЭС и их осуществление показывают,
что эти ПЭС оказываются весьма дорогими ввиду дороговизны низконапорных
гидроагрегатов и малого количества энергии, которое может быть получено при
малой площади бассейна. Доказательством этого являются осуществленные малые
ПЭС Кислргубсказ (0,4 МВт) и Аннаполис (20 МВт). Обе эти установки вследствие
своих малых размеров обошлись дорого—Кис- логубская 16 тыс. руб/кВт при
стоимости альтернативной ГЭС 400 руб/ кВт; Аннаполис 2800 долл/кВт при
стоимости ГЭС 700 долл/кВт — и были обоснованы исключительно как опытные.
Удельная стоимость мощности ПЭС уменьшается при увеличении площади бассейна и
величины прилива. Это подтверждается уменьшением в 5 раз удельной стоимости
по проекту Кольской ПЭС (см. § 20.5) по сравнению с Кислогубской при
увеличении величины прилива на 30 % и акватории бассейна в 5 раз.
Невозможность обеспечить экономическое обоснование
проектов малых ПЭС была показана в проектах трех ПЭС на побережье
Бенгальского залива (см. § 19.2), где ПЭС мощностью 2—15 МВт могут дать
энергию стоимостью в 5 раз более высокую, чем на проектируемых крупных ПЭС.
Проектирование 23 малых ПЭС на побережьях Испании при средней величине
прилива 2—3 м показало, что такие установки при их годовой выработке 12 ГВт-ч
являются принципиально неэффективными (см. § 19.5).
Конечно, тезис о принципиальной неэкономичности малых ПЭС
допускает исключения, например при включении ПЭС в мелиоративные системы (см.
§ 19.5).
Каков же нижний порог мощности для крупных эффективных
ПЭС?
Судя по последним проектам ПЭС в зал. Кобекуид они
оказались неэффективными при мощностях 17 и даже 100 МВт. Но 20 ПЭС такой же
мощности, запроектированных в весьма благоприятных природных условиях для
энергоснабжения изолированных потребителей на островах, расположенных у
побережья Австралии, могут быть экономически обоснованы. Имеются примеры
эффективности проектов ПЭС при мощности 460 МВт (ПЭС Гарорим, Южная Корея, §
19.4) и 600 МВт
Возможно, этот порог может опускаться до [00 МВт и должен
устанавливаться в каждом конкретном случае для заданных энергоэкономических
условий. Во всяком случае, совершенно не обоснованы суждения о
неэкономичности ПЭС мощностью меньше 1 или 3 ГВт
Таким образом, при поиске створа строительства ПЭС нужно
искать заливы с высокими приливами и возможно большей акваторией.
Что касается конфигурации очертания залива, предлагаемого
для образования бассейна ПЭС, то имеющееся представление о предпочтительности
суженных створов и целесообразности использования заливов, соединенных с
морем горлом, не всегда является оптимальным, так как может оказаться, что
длина створа недостаточна для размещения агрегатов, обеспечивающих
использование энергопотенциала бассейна. Так, в проекте ПЭС Кобекуид в бух.
Майнас-Бейсин пришлось отказаться от узкого створа у м. Сплит и перенести его
в широкую часть бухты, а узкое горло губы Кислой'оказалось достаточным, чтобы
полностью использовать энергопотенциал бассейна, но вместо возможных четырех
агрегатов для уменьшения затрат на эксперимент была предусмотрена установка
двух агрегатов, а фактически поставлен один.
Очевидно, что существует определенное оптимальное
соотношение площади бассейна и длины створа, при котором оказывается
возможным в данном створе разместить агрегаты и водопропускные отверстия так,
что они обеспечат возможность высокой степени использования потенциала
бассейна и не потребуют сооружения глухой плотины. Но следует учесть, что
глухая плотина в не очень широких створах составляет относительно небольшую
часть стоимости сооружения (ПЭС Северн — 10 %), и нет необходимости
стремиться к выбору створа, исключающего необходимость ее возведения.
Наоборот, недостаточно широкий фронт даже при отсутствии местного сужения —
горла не обеспечивает возможности размещения необходимого числа агрегатов,
так что зеркало бассейна оказывается слишком большим для данного ство- оа.
Это xoDQLLJo видно на понмеое южного створа Пенжинекой ПЭС, где отношение S/L
оказывается на порядок выше этого отношения для многих разрабатываемых
проектов
При оценке рельефа дна бассейна предпочтение следует
отдать глубоководным бассейнам с минимальной диссипацией энергии, хотя
известны створы в мелководных бассейнах, претендующие на экономичность
устройства в нем ПЭС (Северн, Мезень) при расположении самого створа ПЭС на
глубинах, достаточных для установки агрегатов большого диаметра (8— Юм).
В заливе, имеющем достаточную площадь для образования
бассейна ПЭС, наиболее выгодный створ следует определять из условия
размещения агрегатов с возможно большим ди
аметром рабочего колеса турбины. При этом можно
рекомендовать и створ с большими глубинами, с тем чтобы в нем расположить
многоярусное наплавное здание ПЭС. При передвижении створа на большие глубины
следует учитывать нежелательность создания бассейна с чрезмерно большой
акваторией, когда на 1 км створа будет приходиться такая площадь бассейна,
которую нельзя будет заполнить за один приливный цикл и используемая
акватория бассейна окажется меньше его полной поверхности. Длина бассейна в
оптимальном случае не должна превышать длину приливной волны
При изысканиях створа ПЭС следует ориентироваться на
участки побережья со средней величиной прилива не ниже 5 м и акваторией, достаточной для экономического оправдания ПЭС с мощностью, значительно превышающей
100 МВт. При этом в створе должны быть глубины 15— 60 м, позволяющие устанавливать агрегаты с диаметром 5—10 м на достаточном фронте без подводной
выемки.
|