Навигация
Энергия волн морей и океанов
21628
знаков
4
таблицы
3
изображения
2.2. Энергия волн морей и океанов.
Мощность ветровых волн Мирового океана оценивается примерно в 10 - 90 млрд кВт, однако мощность, которая может быть реально использована, значительно ниже — всего 2,7 млрд кВт.
Пока же достигнутый технический уровень позволяет использовать энергию волн лишь в прибрежных зонах, где она превышает 80 кВт/м. В омывающих Россию морях мощности еще ниже и составляют для Черного моря 6 — 8 кВт/м, Каспийского -7-11 кВт/м, Баренцева 22 - 29 кВт/м, Охотского 12- 20кВт/м.
Что касается удельной плотности волновой энергии, т.е. мощности, приходящейся на единицу поверхности, то она примерно в 10 раз больше плотности ветровой энергии и значительно превышает плотность солнечной энергии.
Важной особенностью морского волнения является его неравномерность во времени, максимальное значение в 5 — 11 раз выше средних значений. Удельная мощность волн, образующихся на больших глубинах при значительной удаленности от побережья на порядок выше, чем в прибрежной зоне.
В волновых установках энергия волн может или непосредственно преобразовываться в энергию вращения вала генератора, или служит основой привода турбины, на одном валу с которой (или через редуктор) находится генератор. Все известные волновые установки состоят из четырех основных частей: рабочего органа, рабочего тела, силового преобразователя и системы креплений.
Волновые установки, располагаемые в береговой зоне морей, в результате отбора ими энергии волн снижают их размывающую способность и тем самым делают ненужными громоздкие и дорогостоящие берегозащитные сооружения.
Процесс преобразования волновой энергии в электрическую не связан с отрицательным экологическим воздействием на природу. Однако при расположении волновых энергетических установок некоторых типов в открытом море есть опасность, что в результате преобразования энергии волн может произойти отрицательное воздействие на жизнь моря, поскольку волны способствуют обогащению поверхностного слоя воды кислородом и питательными веществами.
Использование энергии волн пока не вышло из стадии создания экспериментальных установок. Предложено много различных конструкций — "Утка Солтера", различные поплавковые конструкции и т.п. Подобные установки испытывались в США, Англии, Дании и Японии. В середине 90-х годов установка мощностью З кВт испытывалась Дагестанским филиалом ЭНИНа на Каспийском море близ Махачкалы.
2.3. Тепловая энергия морей и океанов.
Как известно. Солнце нагревает лишь верхний слой воды морей и океанов, причем нагретая вода не опускается вниз, поскольку плотность ее меньше холодной. В тропических морях верхний слой воды, толщина которого не превышает нескольких метров, нагревается всего до 25 – 30 °С. В то же время, температура воды на глубине 1 км не превышает 5 ˚С.
Получающийся тепловой градиент создает запасы тепловой энергии, равные 3,4 - I024 Дж/год или 95 - 10'- кВт - ч/год. Разность температур слоев морской воды в энергетических целях можно использовать в схеме двухконтурной электростанции. Теплая морская (океанская) вода из верхних слоев используется для испарения жил-кости, точка кипения которой не превышает 25 — 30 °С (фреона, пропана, аммиака). Пар этой жидкости срабатывается в турбогенераторе. Отработавший пар после выхода из турбины охлаждается более холодной водой, поступающей из глубинных слоев, конденсируется и вновь используется в цикле.
Проведенные расчеты и опытные работы показывают, что себестоимость электроэнергии на океанических ТЭС (ОТЭС) примерно соответствует этому показателю на современных ТЭС и АЭС. Однако развитию создания ОТЭС препятствует нерешенность некоторых технических проблем, среди которых — отсутствие достаточно эффективных и экономически приемлемых средств борьбы с коррозией и биологическим обрастай нем оборудования и трубопроводов. В экологическом отношении ОТЭС безвредны. Но если в контуре, по которому циркулирует рабочая жидкость, возникает утечка, то это может нанести вред морской флоре и фауне.
2.4. Энергия океанических течений.
В океанических течениях (поверхностных и глубинных) сосредоточены огромные запасы кинетической энергии (около 7,2 - 1012 кВт ч/год), которую можно преобразовать в электрическую. Всю акваторию Мирового океана пересекают течения, имеющие различные направления и скорости.
Некоторые из них описывают огромные окружности. Под поверхностными течениями есть и другие – глубинные.
В США с 1973 г. разрабатывается "Программа Кориолиса", которая предусматривает установку во Флоридском проливе 242 подводных установок суммарной мощностью 20000 МВт.
Рассматривается также возможность использования в качестве первичного двигателя таких установок прямоточной турбины диаметром 168 ч с частотой вращения 1 об/мин. Расстояние между лопастями турбины будет таково, что обеспечит безопасный проход самых крупных рыб. Вся установка будет погружена на 30 м под уровень океана с тем, чтобы не препятствовать судоходству.
В Японии исследуется возможность использования энергии теплого течения Куросиво, в котором расход воды оценивается 55- 106 м3/с, а скорость у восточного побережья страны 1.5 м/с. Используемые для этого трехлопастные гидротурбины будут иметь диаметр рабочего колеса 53 м.
Разработан схематический проект использования течения в Гибралтарском проливе, в котором расход воды (20 – 40)· 103 м3/с может обеспечить получение электроэнергии в количестве 150 млрд кВт·ч/год.
Анализ экономических показателей морских и океанических электростанций показывает, что по мере совершенствования схем преобразования энергии, конструкций и технологии сооружения этих энергоустановок, их материало- и капиталоемкость будет снижаться.
Список литературы:
1. “Малая энергетика России. Проблемы и перспективы” Москва. НТФ ”Энергопрогресс”, 2003г. [приложение к журналу “Энергетик”]
2. “Энергетика за рубежом” Москва. НТФ ”Энергопрогресс”, 2000г. [приложение к журналу “Энергетик”]
Похожие работы
... это экономически оправдано, с предварительным извлечением из нее минералов. Другим методом производства электроэнергии на базе высоко- или среднетемпературных геотермальных вод является использование процесса с применением двухконтурного (бинарного) цикла. В этом процессе вода, полученная из бассейна, используется для нагрева теплоносителя второго контура (фреона или изобутана), имеющего ...
... в основе энергетики ближайшего будущего по-прежнему останется теплоэнергетика на не возобновляемых ресурсах. Но структура ее изменится. Должно сократиться использование нефти. Существенно возрастет производство электроэнергии на атомных электростанциях. Начнется использование пока еще не тронутых гигантских запасов дешевых углей, например, в Кузнецком, Канско-Ачинском, Экибаcтузском бассейнах. ...
... Для улучшенного внедрения экологически чистых энергосберегающих технологий была разработана и утверждена согласно Постановлению Совета Министров Крыма от 14 02.94 г, №26 «Комплексная научно-техническая программа развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Крыму до 2000 г.». На настоящий момент эта программа из-за отсутствия достаточного финансирования реализована частично и требует ...
... ./т у.т. (так происходит жизнеобеспечение энергоресурсами 10-12 млн. человек), эффективность, устойчивость и экологическая безопасность российской энергетики станет реальностью. Оценка современного состояния возобновляемой энергетики России Можно сказать, что в России имеются энергетические технологии, использующие основные возобновляемые источники энергии. Правда, уровень их развития совершенно ...
0 комментариев