Общий объем гидросферы земли огромен и составляет почти 1,4 млрд. км однако ресурсы пресной воды, необходимой человечеству, животным и растениям, составляют всего 2-2,5% этого объема. мировое водопотребление в 1985 году составляло 4 тыс. км3, по прогнозам специалистов в 2000 году оно должно увеличиться до 6 тыс. км3. к тому же примерно половина всей используемой пресной воды (63%) расходуется безвозвратно, особенно в сельском хозяйстве. на водопотребление промышленное идет 27% от общего объема, на коммунально-бытовое — 6%, а на создание водохранилищ — всего 4%. такое положение создает реальную угрозу возникновения дефицита пресной воды в масштабе. запасы пресной воды невелики, да и то большая часть ее находится в твердом состоянии в виде ледников антарктиды, арктики и в горах. эта часть пока еще практически недоступна для использования. если этот лед равномерно распределить по земле, он покроет ее слоем в 53 см, а если растопить, уровень мирового океана поднимется на 64 метра. ценным источником пресной воды являются реки и озера, но распределены они по поверхности земли неравномерно. в экваториальном и в северной части умеренного пояса пресная вода имеется в избытке, и на душу населения приходится 25 тыс. м в год. в тропических поясах планеты, которые охватывают 1/3 суши, остро ощущается дефицит воды. здесь на душу населения приходится менее 5 тыс. м в год, а сельское хозяйство возможно только в условиях искусственного орошения. эти контрасты объясняются прежде всего климатическим своеобразием областей и характером их поверхности.
Приливная электростанция (ПЭС) – разновидность гидроэнергетической станции, которая использует кинетическую энергию приливов. Строительство ПЭС целесообразно на морских побережьях, рельеф которых позволяет возводить значительные по площади водозаборные бассейны, а также в заливах и устьях рек, где уровень приливных колебаний волны составляет не менее 4 м.
Принцип работы приливных электростанций
Во время прилива вода под высоким напором поступает через клапаны ПЭС в замкнутый водозаборный бассейн и параллельно вращает колеса гидротурбин, соединенных с гидрогенераторами в теле плотины. По мере выравнивая уровней воды в бассейне и море, клапаны автоматически закрываются.
При наличии одного водозаборного бассейна в ПЭС выработка электрической энергии происходит примерно 4-5 часов за рабочий день с временными интервалами до 1-2 часов четыре раза в сутки. Когда уровень воды опускается до минимальной отметки, автоматически открываются спускные клапаны плотины и поток воды устремляется в обратном направлении, повторно вращая гидротурбины электростанции.
На параметр мощности станции влияют: сила и характер приливов, размер и количество закрытых бассейнов, число установленных гидротурбин и гидрогенераторов. Для увеличения проектной мощности приливной станции и временного периода, в течение которого происходит выработка электрической энергии, устанавливают сразу несколько приливных бассейнов, но для этого требуются значительные финансовые инвестиции и большие затраты времени.
Достоинства приливных станций:
отсутствие вредных выбросов в атмосферу,возможность максимально точного прогнозирования выработки электрической энергии (приливы и отливы – явление постоянное и хорошо изученное),в отличие от типовых проектов гидроэлектростанций, организация приливных станций не требует значительных изменений ландшафта прибрежной зоны,большой срок службы (более 100 лет),низкая себестоимость электрической энергии,возобновляемость водных ресурсов,отсутствие риска затопления прилегающей территории.
Причины малой распространенности ПЭС
Необходимость отведения значительной прибрежной территории под организацию бассейна станции. В странах с теплым, благоприятным климатом береговые зоны целесообразней использовать под организацию туристического бизнеса и пляжного отдыха. По этой причине ПЭС, как правило, устанавливают на морских побережьях в северных географических широтах.Малая мощность наряду с высокой стоимостью строительства и, как следствие, большой срок окупаемости проекта.
В России пока существует одна приливная электростанция: Килогубская ПЭС на Баренцевом море, действующая с 1968 года. Среднегодовая мощность станции составляет порядка 1.2 млн. кВт/ч. В настоящее время планируется строительство еще одной ПЭС в Мурманской области, на побережье Баренцева моря. За рубежом приливные станции функционируют в США, Франции, Великобритании, Южной Корее, Канаде, Норвегии, Китае, Индии и в некоторых других государствах.
