28 декабря 1968 года вступила в строй первая в стране приливная электростанция Кислогубская ПЭС

Этот день в истории: (видео)

История создания и эксплуатации

Кислогубская ПЭС была сооружена в 1968 году по проекту института «Гидропроект». Главный инженер проекта и строительства Л. Б. Бернштейн. Строительство ПЭС было произведено передовым для того времени наплавным способом — железобетонное здание ПЭС было сооружено в доке вблизи Мурманска, а затем отбуксировано к месту установки по морю  . В одном из водоводов ПЭС был смонтирован французский капсульный гидроагрегат мощностью 0,4 МВт с диаметром рабочего колеса 3,3 м (демонтирован и заменён на новый в 2004 году), второй водовод, предназначавшийся для гидроагрегата отечественной разработки, был оставлен пустым. 

После пуска ПЭС была передана на баланс «Колэнерго» и использовалась НИИЭС в качестве экспериментальной базы. В 1994 году, в связи со сложной экономической ситуацией, ПЭС была законсервирована; за время эксплуатации было выработано 8,018 млн кВт·ч электроэнергии  .

В начале 2000-х годов руководством РАО «ЕЭС России» было принято решение о восстановлении Кислогубской ПЭС в качестве экспериментальной базы для отработки новых гидроагрегатов для приливных электростанций, а также технологий сооружения ПЭС. В конце 2004 года на станции был установлен новый ортогональный гидроагрегат мощностью 0,2 МВт с диаметром рабочего колеса 2,5 м, изготовленный ФГУП «ПО Севмаш» (старый гидроагрегат при этом был демонтирован), станция была введена в эксплуатацию. В конце 2006 года к станции была подведена линия электропередачи напряжением 35 кВ [6] . В ходе реформы электроэнергетики Кислогубская ПЭС перешла в собственность ОАО «ТГК-1», однако летом 2006 года была выкуплена ОАО «ГидроОГК» (ныне ОАО «РусГидро») и поставлена на баланс его дочернего общества ОАО «Малая Мезенская ПЭС».

5 мая 2006 года на «Севмаше» состоялась закладка нового экспериментального блока для Кислогубской ПЭС. В ноябре 2006 года блок был спущен на воду и в начале 2007 года отбуксирован по морю на Кислогубскую ПЭС, где и был установлен напротив второго водовода станции. Испытания новой ортогональной турбины мощностью 1,5 МВт прошли успешно и подтвердили проектные параметры.

 

 

Только факты

Говоря о данной станции, следует сразу указать, что она стоит особняком в «семействе» электрических станций Российской Федерации. Постройка Кислогубской ПЭС была изначально экспериментальной, и надо сказать, что она оказалась достаточно успешной.

По своей сути, этот промышленный объект – станция, работающая за счет использования энергии приливов моря, то есть, в принципе, кинетической энергии, выделяемой при вращении нашей планеты. Этот рукотворный источник дешевого электричества поставлен на государственный учет в качестве памятника технике и науке.

Строительство и введение в эксплуатацию

Разработкой проекта Кислогубской ПЭС и внедрением его в реальность в 1968 году занимался институт «Гидропроект». Руководителем этого мероприятия был главный инженер учреждения Л. Б. Бернштейн. Возведение станции осуществлялось самым прогрессивным для того времени способом, который заключался в создании железобетонного здания в доке неподалеку от Мурманска с последующей буксировкой полученного сооружения к месту его работы по поверхности моря. Один водовод станции имел капсульный гидравлический аппарат французского производства (мощность его составляла 0,4 МВТ), а второй, в который планировалось вмонтировать отечественный гидроагрегат, оставили пустующим. После пуска энергетическая установка был поставлена на баланс «Колэнерго». Использовалась она как экспериментальная база. К строительству станции были привлечены ведущие специалисты в сфере строительства, ведь дополнительную сложность представлял собой ландшафт и климат места, где в итоге была возведена ПЭС.

 

 

Место дислокации

Кислогубская ПЭС построена на побережье Баренцева моря, а если говорить конкретнее, то в губе под названием Кислая, где высота приливов вполне может достигать пяти метров. Кстати, на Кольском полуострове так называемые «губы» – глубоко проникающие в сушу довольно узкие заливы. Именно такое место является максимально идеальным с точки зрения строительства плотин приливных станций.

Принцип работы приливной электростанции

Приливная электростанция — совокупность инженерных разработок, при работе которых кинетическая энергия переходит в электрический ток. В качестве основной положительной стороны выделяется предсказуемость. Сделать предварительные расчеты движения масс воды легче, чем понять движение и силу ветра или активность солнца.

Для приливных и отливных электростанций строится плотина, отделяющая море от прибрежной области, образуя бассейны. Затем в нее устанавливают гидротурбины, преобразующие кинетическую поступательную энергию воды во вращательную. Дополнительно вырываются запасные водохранилища, направленные на повышение коэффициента использования.

В период прилива вода проходит через гидротурбину, запуская процесс. После начала отлива сквозь гидротурбину протекает дополнительно набранная масса воды в обратном направлении. Благодаря увеличению объема воды происходит большая выработка энергии.

Причины малой распространенности приливных станций

ПЭС — экологически чистое и не представляющее опасности сооружение. Учитывая, что оно вырабатывает электроэнергию, то прибрежные зоны должны плотно застраиваться плотинами. Однако, их можно пересчитать по пальцам. Причиной этому является экономическая составляющая.

Строительство плотины — основополагающее мероприятие. Оно требует значительных вложений. Современные стройматериалы сокращают затраты, но потом плотина требует содержания и ухода. Он обходится в 1,5 раза дороже, чем распространенные ГЭС. При этом количество вырабатываемой энергии тоже меньше. Однако, не стоит забывать об ущербе, наносимом рыбному хозяйству и экологии при работе гидроэлектростанций.

Сегодня работает 10 приливных станций. Они различаются по количеству производимой энергии, но уже можно судить о тенденции к развитию ПЭС.

Режим действия ПЭС

Работа приливных и отливных электростанций цикличная. Это обуславливается периодами приливов и отливов, длящимися по 4-5 часов. В это время преобразуется основное электричество. Между циклами присутствуют периоды покоя — 1-2 часа. Это время характеризуется низкой выработкой энергии. На протяжении дня происходит 4 повторения цикла. Для строительства установки берутся участки, где зарегистрированы максимальные перепады уровня воды.

Российская турбина

А российская турбина на Кислой губе все же появилась, но лишь спустя 46 лет после открытия станции. В 2004-м году, уже не в СССР, а в России, на заводе «Севмаш» сделали экспериментальную турбину и заменили ею старую капсульную машину и начались испытания в реальных условиях Кольского полуострова. Приливная вода постоянно подвергает турбину жесткому воздействию холодной морской волны, металл ржавеет, вспомогательное оборудование – тоже. Среда вокруг более чем агрессивная, но таким образом отрабатываются лучшие методики для строительства будущих ПЭС в России, подбираются оптимальные материалы (например, почти непромокаемый бетон или уникальная электролизная установка), обкатываются новые и проверяются на эффективность старые технологии управления приливной электростанцией.

Недавнее прошлое и будущее приливной гидроэнергетики в России

Суши на Земле немало (я имею в виду не только популярное нынче японское блюдо), но и воды в три раза больше! Чуть ли не 70% всей поверхности планеты — вода. В России это тоже понимают и в последнее время снова стали искать пути, как максимально использовать ПЭС для получения электричества. Но так было не всегда.

В 90-е годы прошлого века приливная гидроэнергетика в России не развивалась почти никак, а наоборот, стояла задача сберечь хоть что-то от «советского багажа». Ту же электростанцию на Кислой губе могли растащить, но, к счастью, не растащили на запчасти, на металлолом, на лом цветных металлов. Тогда стояла задача выжить. Тот факт, что электростанция на Кислой Губе реально построена на задворках России, «у черта на куличиках», сыграл положительную роль: расхитители до нее не добрались, а если кто и добрался, то заслон им на пути поставил небольшой персонал ПЭС, который остался верен своему объекту и работе в условиях крошечного финансирования (электростанция в 90-е годы была законсервирована до лучших финансовых времен).

В 2000-х отношение к приливной гидроэнергетике переменилось в лучшую сторону, в стране появились деньги. Власти России, да и руководство крупных энергетических корпораций понимают, что энергия волн может принести реальную прибыль, может дать начало новой эры в создании экологичных и экономически выгодных способов получения электроэнергии.

В России проектируют и эксплуатируют уже несколько новых приливных электростанций. В частности, Тугурсксую на Охотском море, Малая Мезенская в Белом море (уже работает с 2007-го года), Северная на Баренцевом море и некоторые другие проекты, в том числе очень амбициозные (см. видео). Российской приливной гидроэнергетике есть куда двигаться, и я надеюсь, движение это будет продолжаться с удвоенными темпами.

Преимущества

Теоретические предположения об экологических преимуществах эксплуатации таких электростанций в основном были подтверждены многолетними наблюдениями за ходом использования ПЭС.

Безопасность для окружающей среды. Дамбы не препятствуют миграции биологических видов. Их сооружение не влечет изменения солености отгороженных водоемов. В бассейне Кислой Губы за полувековую историю эта величина снизилась на 0,05 %.

Наблюдается смягчение климата, образование полыней в зоне прохождения воды, исчезновение торосов.

Дно в районе дамбы не изменяет структуру, его рельеф не размывается после второго года работы станции.

Сооружение обеспечивает защищенность прибрежной зоны от штормовых воздействий.

Технологии возведения ПЭС наплывом способствуют укреплению берегов и сохранению ландшафтов.

Биологическая жизнь в закрытом от океана бассейне Губы развивалась удвоенными темпами. Сегодня вполне реально говорить о попутной организации хозяйственной деятельности, направленной на использование морских богатств залива.

Эксплуатационные расходы на получение электричества ниже, чем на других типах электростанций.

 

 

Недостатки

Необходимость размещать подобные объекты на удаленных от жилья и инфраструктуры территориях требует значительных усилий по их возведению. Это связано со значительными первоначальными затратами.

Неравномерный график генерации. Максимумы произведенного электричества совпадают с энергией приливов и отливов.

Несбалансированность пиковых уровней выработки энергии и ее потребления.

Обрастание рабочих поверхностей оборудования и машин биомассой, что вызывает необходимость использования коагулянтов (гипохлоридов).

Кислогубскую электростанцию по мощности сложно сопоставить с гигантами электроэнергетики. Даже середнячки превосходят ее возможности во много раз. Однако российская ПЭС среди нескольких функционирующих в мире подобных установок занимает достойное место.

 

 

Она оказалась полигоном, на котором были проведены испытания:

технологических возможностей народного хозяйства по освоению дальних территорий;

эффективности финансовых вложений в альтернативную энергетику;

способности прикладных наук создавать совершенные роторно-индукционные конструкции;

способов хозяйствования, сопряженных с приумножением природных богатств.

Выводы, которые получены специалистами в ходе эксперимента, положены в основу новых энергетических проектов – Тугурской, Мезенской и Северной ПЭС.

 

 

 

Источники

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%83...

https://FB.ru/article/225262/stroitelstvo-kislogubskoy-pes-prilivnaya-el...

https://bezotxodov.ru/gidrosfera/prilivnye-jelektrostancii

https://altenergiya.ru/gidro/prilivnaya-gidroenergetika-v-rf.html

https://greenologia.ru/eko-zhizn/texnologii/prilivnaya-elektrostanciya.html