«Бухта Кардиффа» сейчас разрабатывается как первая полномасштабная приливная станция в нашей программе. С потенциальной установленной мощностью около 3GW этот проект сможет обеспечить достаточно зеленой, чистой энергии для каждого дома в Уэльсе ».
Марк Шоррок, исполнительный директор компании Tidal Lagoon Power.
В этой статье мы исследуем это утверждение. Результаты, как обычно, предсказуемы.
Приливный проект залива Кардифф как-то прокрался мимо моих радаров. На самом деле я даже не знал об этом до тех пор, пока не наткнулся на статью, недавно представленную в «Blowout Week 196» . Проект еще не получил одобрение от правительства (и, возможно, никогда не получит), но планирование его уже далеко продвинулось, как сообщается, проект на «двенадцатом этапе разработки». Кроме того, завершен подробный отчет о масштабах воздействия на окружающую среду, и проект только что получил одобрение для подключения к национальной сети. Согласно графику, проект будет запущен в 2022 году.
Нужно сказать, что проект "бухта Кардифа" - большой. Он будет иметь номинальную пропускную способность около 3GW — официальное значение составляет 3,24GW - и, по оценкам, он будет стоить около 8 миллиардов фунтов стерлингов. Производство составит около 5,5 ТВтч в год (коэффициент использования мощности около 20%). Лагуна проекта покрывает 70 кв. Км и окружена морской стеной длиной 20,5 километра. Короче говоря, это как проект «Swansea Bay» увеличенный раз в десять. На рисунке 1 показана компоновка проекта. Лагуна занимает половину ширины Бристольского канала:
Рисунок 1: Лагуна залива Кардиффа, показывающая местоположение морской стены и входы / выходы турбины (красный). Из отчета по мониторингу окружающей среды Tidal Power
Я не буду вдаваться здесь в технические подробности, потому что они уже были рассмотрены Euan Mearns и мной в предыдущих сообщениях о проекте приливной лагуны Swansea Bay здесь (http://euanmearns.com/swansea-bay-tidal-lagoon-and-baseload-tidal-generation-in-the-uk/) и здесь (http://euanmearns.com/a-trip-round-swansea-bay/).{Одну из статей я вчера перевел и опубликовал в этой заметке Energy Matters: Приливные электростанции (ч. 1). Прогулки вокруг бухты Суонси. } Вместо этого, я сосредоточусь на утверждении г-на Шоррока о том, что проект может «обеспечить энергией... каждый дом в Уэльсе».
Главное, что следует помнить о приливной энергии, состоит в том, что, хотя она на 100% предсказуема, она также не является регулируемой, что означает, что мы можем точно предсказать, когда мы не сможем ее регулировать. И причина, по которой это невозможно, заключается в том, что прилив в Великобритании приходит и отходит два раза в день, и станция генерирует энергию, когда поток идет, но не происходит никакой генерации в моменты разворота прилива. Результатом является четыре суточных всплеска мощности, разделенных периодами нулевой генерации, которые не имеют никакого отношения к колебаниям спроса. На рисунке 2 показано, как будут выглядеть эти всплески. (Никакие значения не указаны на шкале Y, потому что график является чисто иллюстративным.) :
Другая проблема заключается в большой разнице в генерации при сизигийном приливе и квадратурном приливе . На рисунке 3 показаны высоты приливов в Кардиффе в октябре 2017 года. Как обсуждалось в заметке о Swansea Bay , объем генерации функционально зависит ( где-то между квадратичной и кубической зависимостью) от величины приливов, и, как следствие, станция Кардиффа, если бы она работала, произвела бы примерно в десять раз больше энергии в день во время сизигийных приливов около 8-го и 21-го, в сравнение с периодами квадратичных приливов около 1-го, 15-го и 29-го:
Рисунок 3: Приливы в Кардиффе, октябрь 2017 года, данные Кардиффа BSAC
(комментарии переводчика:
-
Spring tide - Сизигийный прилив — наибольший прилив, когда приливообразующие силы Луны и Солнца действуют вдоль одного направления (такое положение светил называется сизигией).
-
Neap tide - Квадратурный прилив — наименьший прилив, когда приливообразующие силы Луны и Солнца действуют под прямым углом друг к другу (такое положение светил называется квадратурой )
Теперь мы вернемся к валлийским домам. По данным Бюро переписи населения, их насчитывается 1,3 миллиона, и, согласно данным Energy UK, в 2015 году средняя британская семья потребляла 3 938 кВт-ч электроэнергии, последний год за который я смог найти данные. Предполагая, что валлийские домохозяйства являются средними потребителями, 1,3 миллиона из них будут потреблять 1,3 миллиона раз по 3 938 кВтч = 5,07 Твтч / год. Это меньше чем ожидаемая выработка 5.5 Твтч обсуждаемого проекта. Пока как бы все нормально.
Давайте предположим, что проект реализован и что его энергия равномерно распределяется между 1.3 миллионами валлийских домашних хозяйств. Каждое домохозяйство потребляет 3938 кВт / ч, что составляет среднюю нагрузку в течение года в 0,45 кВт. Но как выглядит дневная кривая нагрузки домохозяйства? Из-за отсутствия лучшей информации я предположил, что это то же самое, что и общая кривая нагрузки в Великобритании, и после соответствующего масштабирования я придумал три кривые нагрузки, показанные на рисунке 4:
Рисунок 4: Кривые ежедневной нагрузки для среднего валлийского домохозяйства. Основываясь на графике от energymag
Затем я разделил генерацию станции Кардиффа на 1,3 миллиона домашних хозяйств и наложил ее на кривые с рисунка 4. Результаты для сизигийных и квадратурных приливов приведены на рисунках 5 и 6:
Рисунок 5: Сравнение приливной генерации лагуны Кардиффа (синий) с суточными кривыми нагрузки для среднего валлийского домохозяйства, квадратурных приливов
Рисунок 6: Сравнение приливной генерации станции Кардиффа (синий) с дневными кривыми нагрузки для среднего валлийского дома, сизигийные приливы. Приливная генерация достигает около 2,3 кВт
Что должен с этим делать простой валлийский домовладелец? У него есть два варианта. Либо заполнить контейнер аккумуляторными батареями, либо поверить г-на Чарльзу Хендри в том, что национальная энергосеть способна как-то сгладить эти дикие колебания:
Возникает неизбежный вопрос о том, что энергосистема будет делать с очень значительными объемами выработки электроэнергии приливных станций, которые может быть и предсказуемые, но необязательно, когда спрос будет наибольшим. Национальная энергосеть убедительно доказывает нам, что такие объемы энергии могут контролироваться и быть потребленными, и по мере того, как мы продвигаемся к «более умным» способам управления спросом на энергию, потребители будут стараться в большей степени использовать электроэнергию дешевле, когда ее будет больше всего.
Миссис Дэвис, лучше, побыстрее заканчивайте свою стирку.
вторая статья из цикла о приливных электростанциях
Комментарии
Я где-то читал, что для броьбы с прерывистой генерацией можно сделать резервуар, который заполняется во время прилива и опорожняется при его развороте, что даёт генерацию в неприливные часы.
угу, реально. Только это будет две электростанции вместо одной.
Водопропускные шлюзы малость дешевле турбин.
А вы хотите это всё залудить в одном месте? Не выйдет.
Вот смотрите. Чтобы поделить массу воды на две части, нужно иметь два контура плотин - внешний и внутренний. Смотрим механику.
Для простоты примем, что уровень воды внутри обоих контуров при малой воде равен нулю - полностью осушается.
Вот пошел прилив до уровня 4 метра. Оба контура заполняются водой. При этом во внешнем есть турбины, и работают при заполнении. Потом идет отлив, мы сливаем воду только из внешнего контура - половину всей принятой, турбины крутятся. Опустошили внешний. Малая вода и ноль выработки.
Затем сливаем из внутренного во внешний, объединяя их таким образом и уравнивая. И снова через турбины внешнего сливаем. Но мы потеряли половину энергии, опустив уровень "бесплатно".
Это мы боролись с просадкой по малой воде. Но и с просадкой по полной воде тоже ведь надо? А это надо было переливать через турбину во внутреннем контуре (пустом) из внешнего. Тогда и турбины внешнего будут работать. Но на первом этапе - впуск во внешний, туда пойдет только половина воды.
Короче, турбины нужны будут и внутри, и снаружи - две станции.
Конечно, выйдет. Вопрос лишь, где ставить турбины и огранизовать водоводы.
Представьте такую конструкцию: два отдельных бассейна с турбиной между ними, два шлюза - у "верхнего" и "нижнего" бассейнов. "Верхний" открываем в момент прилива. "Нижний" - в отлив. Таким образом, поддерживаем постоянный перепад, которым распоряжаемся по своему усмотрению всё это время.
Мощность приливной волны - неограниченно высока (перепады небольшие, но объёмы - безумные, тут вопрос лишь в том, сколько откусишь - каких размеров шлюзы). Поэтому можно позволить себе терять часть энергии волны. Зато более дорогие турбины будут работать с высоким КИУМ - и никакой "прерывистости".
Да, двухбассейновые схемы дороже однобассейновой, а шлюзы - ни разу не бесплатны. Но по итогам такая установка гораздо дешевле "двух станций" или комбинации ПЭС+ГАЭС.
Просто никто ещё не озаботился реально использовать эту энергию. Ну и ПЭС - дело это очень непростое: от местности всё зависит процентов так на 120-130 из 100.
Очень хороший вариант для аккумулирующей приливной ЭС. бриты смекают, молодцы
Да, фантазии обещают приличные деньги. Но биться лбом об эту стенку будут еще долго, пока что-то не найдут. Просто еще рано.
А интересно (вопрос дилетаната), нельзя ли приливную ГЭС совместить с гидроаккумулятором и переключать турбины на обратное вращение?
О! Выше - о том же.
То есть, просто построить ГАЭС где-то неподалеку. Или любой другой вид аккумулятора энергии.
теоретически возможно, но есть проблемы
1) лагуна станции заполняется и опорожняется за несколько часов. То есть даже теоретически это всего несколько часов хранение/генерации энергии
2) для эффективности гидроаккумуляторов важна разница в высоте между нижним и верхним водохранилищем. именно поэтому все стараются верхнее водохранилище закинуть на горку или хотя бы на башню. Тут, как вы понимаете, разница в высоте минимальная.
3) Использовать лагуну как водохранилище можно только во время квадратурных приливов, или же изначально делать ее гораздо больше, с соответствующим увеличением финансирования.
буду рад, если кто нибудь сделает ссылку на приливную станцию совмещенную с гидроаккумуляцией (только, что бы генератор стоял бы там не детский)
Верно. Высота приливов - не лучшее для ГАЭС....
Судя по графику, несколько часов и надо.
По проектам ПЭС, у нас планировалось ставить двусторонние агрегаты. работающие как на прилив так и на отлив. Для сглаживания графика, ПЭС должна работать в энергосистеме, или строится несколько дамб, создавая несколько бассейнов.
Верно.
Эти проекты предполагали выдачу 24- х часовой генерации ?
Как предполагалось решить проблему внутримесячных колебаний ?
Это продвигалось в плане проектирования дальше стадии "а поговорить" ?
Насколько дороже и реалистично ?
Нет (потому что для ПЭС Кольского полуострова актуально снабжать вечерние пики Центра, а не генерация 24 часа.
Никак.
Да. Агрегат на Кислогубской ПЭС - это прототип реальной серийной ортогональной турбины. Проект свернули в 2009-м - когда потребление упало. С тех пор оно стагнирует, уже почти 10 лет. А дополнительной мощности по ДПМ уже понастроено, свой кусок пирога хотят атомщики, а тут ещё товарищи с ветряками и СБ под руку лезут. Не то, чтоб денег государству давать. А наоборот.
Но проект есть, проект детальный. Наплавной блок с ортогональной турбиной (две ключевые новые фишки этих ПЭС) разработан, собран, и работает.
Ну...Вообщето в прошлом году +1,7 процента к потреблению в 2015-м. За этот года пока что либо говорить рано.
Ну, там ещё и падение было. А закладывались (Чубайсом) по 5% роста в год - за прошедшее с 2009-го время рост наполовину (ну или гигаватт так на 50-70 в пересчёте на 100% КИУМ).
Может за кем-то повторю:
Еще, если строить такие станции на большом удалении друг от друга и включить в единую сеть, то можно будет сгладить пики попеременной генерацией.
Еще можно для местных производств и жителей, на время пиков генерации, настроить счетчики, чтобы в это время электричество считалось по другим тарифам.
+
Вообщето даже 500 км между ними -сие не очень много. Это с точки зрения высоты и фазности приливов вообще ничего. Вот пару-тройку тысяч км( то есть другие часовые пояса)-это дело. Но тут возникают технические вопросы по сверхдальней передачи больших объёмов электроэнергии.
Вопросы со сверхдальней передачей ЭЭ весьма неплохо решает Китай, но там надо строить новые линии высоковольтных ЛЭП постоянного тока - а инфраструктурными проектами такого масштаба только китайцы и балуются последнее время, все остальные строят "постиндустриальную экономику".
При чем тут расстояние.
Вы вообще читали статью. (и если на то пошло предыдущую статью).
Авторы как раз и пишут, что из реально возможных в англии мест для строительства станций, не существует пар, в которых разница в приливах составляет 3-4 часа. А Именно столько надо, что бы сглаживать волну.
На большое расстояние, будут и большие потери, и большая стоимость магистралей. Хотя о чем это я.... Совсем забыл, что деньги же берутся из тумбочки.
Может какой то другой стране повезет больше, и там будет возможность построить две станции рабоатющие в противофазе.
Но в любом случае это решит (если решит) только проблему внутри суточных колебаний. А как быт с разщницей в десять раз по внутри месячным колебаниям ?
В случае высоковольтной ЛЭП постоянного тока потери выглядят вполне разумными. А вот стоят они немало, это правда. Но и "резервные валюты" для стран-эмитентов по сути из тумбочки и берутся, и пока что особых проблем с экспортом инфляции у ребят не возникало.
Правильно, и поэтому я всегда говорю, что вся эта альтернативная хрень не имеет никакого отношения к энергетике, а предназначена только для распила бабла, и распределения колониальных налогов среди населения.
Стабильно 4 раза за сутки, вполне себе удобоваримая пила:
1. Подогревать воду в централизованных системах отопления и просто горячей воды, много энергии требуется и высокая тепловая инертность воды сгладят пики.
2. Усиленно замораживать рыбную продукцию в эти часы, процесс заморозки энергоёмкий, а тепловая инертность больших морозильных камер легко сгладит периодичность.
3. гидроаккумуляторные бассейны.
Это так на первый взгляд что вообще хорошо поедает эту пилу, не думаю что у ПЭС есть какие либо проблемы, всё планово и 4 раза за сутки очень удобно в отличии от "солнца не видно из-за туч" и "ветер стих".
Безусловно. Вопрос в цене. Вы строите одну генерирующую электростанцию и вторую аккумулирующую и генерирующую, чтобы убрать пилу. Станет ли это дешевле сжигания угля, атома и прочего?
Вот, что вы Лукич о низменном ? Люди собрались спасать планету от выбросов ЦО2, ну как тут можно говорить о деньгах.?
Как вам не стыдно ....
Во первых вопрос не обязательно так стоит, ведь одно другому не мешает.
Во вторых ПЭС это конечно дорогой инфраструктурный проект, такие проекты окупаются долгими годами, но они же и работать могут столетиями, выдавая после окупаемости проекта дешёвое электричество, ведь в ПЭС самое дорогое это дамба а она будучи один раз отсыпана, есть пить сильно не просит.
В третьих ПЭС отличное вложение капитала в тучные годы на будущее или на кануне потери бабла, когда крызис, который всё сьист, акромя инфраструктуры, не за горами.
Двух розеток будет мало. Нужна будет целая палитра. Потому что когда подключенная нагрузка хоть чуть-чуть меньше мощности генератора, генератор начинает тормозиться, выбиваться из общего ритма сети, затем резко превращается из производителя энергии в её потребителя, и в сети происходит аварийное отключение.
Извините, тут я второпях напечатал не то слово. Имелось в виду, что когда мощность генератора чуть-чуть меньше подключенной нагрузки, тогда будет аварийное отключение.
Сейчас у Великобритании есть деньги, а завтра мы перестанем продавать им газ. И что же им делать? Понятно почему они будут строить. Выбора нет.
На моё убогое ПМСМ, идея вполне работоспособна, если сделать её .....хммммм....несколько дороже. Вышеозвученная ГАЭС. Нюанс от Крабуса: собственно приливная часть ПЭС просто качает воду, можно без преобразования в ээ, чисто механически - в резервуар, расположенный сильно выше приливного резервуара. Качает прерывисто, но это пофиг, потому что генерация ээ просходит на втором резервуаре, который выпускает воду в море РАВНОМЕРНО, согласно потребностям потребителей. Пики и провалы сглажены!)) Касательно холодильников. У современных холодильников термоизоляция заведомо хуже, чем можно обеспечить технологически. Например... а вы не знали, что в холодильнике в холодильном отделении, при выключении компрессора включается нагреватель?)) И это не шутка Йожега. Есть он там. Для предотвращения намерзания на радиатор в холодильной камере. Убрать совсем его нельзя, а вот .....придумать "умный" режим работы - почему нет? И конденсатор фреона зацело встроенный в боковую стенку холодильника тоже эффективности ему не добавляет.
Я так понимаю, объем верхнего бассейна нужен такой, что у них пупки развяжутся его копать.
Интересно, каков КПД использования потоковых батарей на электролите?
Вот недавно на АФ была заметка про машинку с баком на 196 литров, куда заливается заряженный электролит, причем стоимость этого электролита (материалов) - смехотворная.
Чем не система хранения электричества для сглаживания пиков?
А маховики? Ставь побольше и крути, пока есть энергия.
Что-то не верю я той заметке про электролит. Какая-то разводка лохов, по-моему.
......На счёт теплоёмкости теплового аккумулятора. Вода не годится по причине наибольшей эффективности именно при нуле. Нужны другие рабочие тела, например какие-нить спирты с температурой плавления чуть выше температуры кипения фреона в испарителе. Идея сильно секторальная, в массы не пойдёт из-за того, что будет две системы охлаждения на один холодильник. Проще решить проблему на этапе генерации. А вот замораживание больших объёмов "чего-то такого" в летнюю жару от прерывистой генерации прочих альтернативок даже в условиях домохозяйства - а почему нет? кондиционеры сожрут, если что..
У ПЭС как и ГЭС еще есть достоинство. Это вложение будет работать века. А где то читал про плотины которым больше пяти веков и рабочие.
И работа турбины у ПЭС как и ГЭС регулируемая. Т.е. есть возможность маневра во время приливов и отливов. Также быстро стартует и гасится.
Кстати данный проект тож попильный. Почему не предусмотреть шлюзы для прохода судов и перегородить весь залив. Вон пускай посмотрят на питерскую дамбу.
Диспе чер на ГЭС: открыть затворы, выдат 1 ГВт. Время исполнения-10 мин.
ДИС на ГЭС: понял, выполлняю. Через семь минут: Команда выполнена.
Диспетчер ДИСу на ПЭС: Поднять затворы, выдать 1 ГВт...время исполнения 20 миннут
Дис ПЭС: команду выполнить невозможно, прилив. Уровня нет.
Вот принципиальная разница....
Я в курсе целой кучи недостатков ПЭС. Но во время прилива и отлива команда выдать пройдет.
А также что к ПЭС переходят тогда когда потенциала постройки ГЭС уже нет.
Мое мнение ПЭС плохое, но допустимое решение.
Оно лучше чем ничего, ветряки, панели.
А главное послужит еще внукам и правнукам и далее.
Годный срач. Ахтунг - пахнет трольчатиной! Автор, нет ли в обсуждении упырей? Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за день.
Британские ученые нашли гигантские месторождения бесплатного метана на Юпитере. Осталось решить вопрос с вывозом.
Надо не ночной тариф а приливной тариф. В т. ч. для зарядки авто. Собственно только для них это и может быть оптимизировано. И еще для каких стиральных машин. Но издержки массовой оптимизации могут быть выше чем экономия.
....К-какая зарядка??? Вам щас "списиалисты" абиснят, что энергию с ТЭС невыгодно использовать для зарядки автомобилей. А от факта, что кроме ТЭС есть ещё и такие сооружения, как ГЭС, АЭС, или вот сейчас -ПЭС, - у них процессор зависает....
...Да-да! Срок службы самого дорогого элемента ПЭС - дамбы, весьма и весьма!))) Напрасно уважаемые камрады считают ПЭС чистым попилом. СтОит сие очень дорого, но по прикидкам на пальцах, если двухступенчатая ПЭС+ГАЭС, и всё поуму, то вполне стыкуется с традиционной энергетикой. И даже с некоторой возможностью маневрирования, что особенно ценно в связи с повальным увлечением ветротурбинами и фотовольтаикой. Ну а на счёт сглаживания выработки ПЭС за счёт разнесения по географической долготе - так я давно писал, что для этого нужна параллельно экватору на удобной широте ЛЭП (мильён постоянки))) с сечением "в конскую голову". При наличии такой ЛЭП можно будет говорить о значительном снижении отрицательного эффекта прерывистой генерации от любых ВИЭ за счёт самих ВИЭ.. Но стОить это будет....мама не горюй...да и с ЕРОЙ фотовольтаики с учётом потерь при преобразовании в такую ЛЭП и из неё, а так же стоимости обслуживания ЛЭП, будет полная беда.... На мой дилетантский взгляд, регулирование пиков и провалов в генерации нужно поручить немцам... с их прижимистостью... вручить каждому по счётчику с динамической ценой, они сами-сами-сами всё сделают!)))(шутка).
....Уважаемому камраду Тояме Токанаве большое спасибо за интересные и содержательные статьи. Пусть не всегда и во всём в Вами согюласен, но уровень изложения и обсуждения в Ваших топиках всегда или почти всегда очень интересны.
Спасибо.
стараюсь находить те темы, которые интересны мне, часто они получаются интересны многим.
Ну а если где то иногда перегибая палку, так это гипербола, необходимый элемент в полемистике. ;)
На самом деле идея ПЭС вполне здравая, если её чуть-чуть доработать. Раз уж все равно строится большая стена в океане, что мешает сделать 2 резервуара вместо одного? Первый резервуар - ПЭС, второй - ГАЭС.
А дальше дело техники. Вплоть до того, что можно установить 2х контурные турбины-насосы вообще без электропреобразования. Первый контур - снимает мощность с прилива, второй - качает воду в ГАЭС.
Понятно, что средний КПД в итоге будет ниже, чем у чистой ПЭС, но зато получим источник с управляемой мощностью. Главное - обеспечить избыток генерации над потреблением.
Сформулирую свою вчерашнюю мысль покороче.
ПЭС вполне может быть с постоянной генерацией электроэнергии.
Отгородите стеной лагуну и разделите её перегородкой. В стену первой половины лагуны врежьте клапаны пропускающие воду только вовнутрь. В стену второй половины лагуны врежьте клапаны пропускающие воду только наружу. Из-за колебаний уровня воды при приливах и отливах, в первой половине лагуны уровень воды достигнет наивысшего из приливов, а во второй половине лагуны уровень воды достигнет наинизшего из отливов.
Теперь, внимание, врежьте ГЭС в перегородку между половиками лагуны. Всё, эта ГЭС будет работать круглосуточно и без перерывов, если только половинки лагуны будут большие по площади, а клапаны будут пропускать воды в десять раз больше, чем ГЭС. Делов-то.
Спору нет - с эффективностью нефти и газа не может соперничать ничего. Но есть принцип : "За неимением гербовой пишут на простой". Людям просто придётся использовать значительную долю "прерывистой" энергии.
Разумеется, первыми ломанутся те страны, у которых хвост уже горит. У нас есть возможность смотреть, анализировать, выбирать то, что можно адаптировать к нашим условиям. Но просто так брать и отрицать - глупо. Ибо рано или поздно - "но мы тоже там будем".
И какие альтернативы ? Срочно выращивать 100 миллионов лошадей и готовиться к земле ?
По поводу "прерывистости". Допустим у англичан будут ПЭС, СЭС, ВЭС. И что, часто сдохнет всё сразу - ветер не дует, солнце не светит, приливов нет ? А если ещё и волновые построить - то и волны не волнятся ?
Учтём что есть ТЭС на русском газе (и на тяжёлой нефти Венесуэлы, из которой дорого делать бензин - а вот сжечь в электростанции её можно...). Мелкие ГЭС тоже есть... Ну, работающая энергосистема получается. С разной ценой за разное электричество.
Короче, молодцы мелкобриты.
Я тоже за них крайне рад...
Еще и австралийцы тоже молодцы. тоже за них радуюсь.
как читаю в "The Australian" новую статью , так сразу и радуюсь.
Страницы