«Заначка» гидроэнергетики

Энергетический потенциал воды огромен и используется сегодня не до конца. Приливные электростанции сегодня являются достойными конкурентами гидроэлектростанций.

Работа первых ПЭС в мире показала, что они не загрязняют атмосферу вредными выбросами, что выгодно отличает их от теплоэлектростанций. ПЭС не затапливают земель, как гидростанции, и не представляют радиационной опасности, как атомные. К тому же экологически чистая и возобновляемая энергия приливов, по разным источникам, может обеспечить от 12 до 20 % современного энергопотребления. Поэтому новые проекты приливных электростанций являются наиболее актуальными в мире.

— Приливная энергетика — своеобразная «заначка» для современной гидроэнергетики, — говорит председатель правления ОАО «ГидроОГК» Вячеслав Синюгин. — Российская приливная энергетика за последние два-три года с помощью РАО «ЕЭС России» окрепла. Помимо Кислогубской ПЭС, в России разрабатывается ряд других проектов ПЭС, таких как Мезенская, Тугурская, Северная станции. Инвестиционная программа «ГидроОГК» на

2007-2010 годы предусматривает финансирование проектно-изыскательных работ по приливным электростанциям в объеме 16,5 млрд рублей.

Турбина с ортогональным гидроагрегатом

Своеобразным «вдохновителем» строительства станции на Кислой Губе недалеко от города Мурманска послужила промышленная приливная станция Ранс во Франции. На Кислогубской станции был установлен такой же энергоблок с классической поворотно-осевой турбиной. Технология строительства станции была разработана институтом «Гидропроект» и кардинально отличалась от зарубежной. Уникальна как сама конструкция Кислогубской ПЭС, так и установленное на ней оборудование.

— Впервые в мире был применен наплавной способ строительства станции — без перемычек, — рассказывает доктор технических наук Борис Львович Историк из научно-исследовательского института энергетических сооружений (НИИЭС). — Плотина Кислогубской станции была разделена на блоки. Все самые сложные работы по сборке гидроагрегатов выполнялись промышленным способом недалеко от Мурманска. А уже готовые энергоблоки были отбуксированы по воде к месту установки.

Наплавной способ строительства на 33% снизил стоимость работ по сравнению с классическим способом строительства гидроэлектростанций в котловане за перемычками.

Пожалуй, основным препятствием широкого развития приливных станций в мире является конструкция турбины.

Российские ученые разработали для приливной станции совершенно новую турбину с ортогональным гидроагрегатом.

При приливе-отливе меняется направление потока воды, и зарубежную классическую осевую поворотно-лопостную турбину надо останавливать, поворачивать лопасти и закручивать их в другом направлении. Именно поэтому коэффициент полезного действия (КПД) этой турбины снижается. Из-за своей технологической сложности она дорогостояща в производстве.

Главное отличие ортогонального гидроагрегата — это его технологичная простота. Изготавливать его можно не только на турбиностроительных заводах, а на любом механическом предприятии. Турбина — поперечно-струйная и направление ее вращения не меняется. Она работает с одинаковыми характеристиками при прямом и обратном потоке воды.

Экспериментальный образец турбины диаметром 2,5 м был изготовлен на заводе «Севмаш» и в 2004 году установлен на Кислогубской станции вместо полностью выработавшей свой ресурс капсульной машины. В течение двух лет проходили его испытания. Результат показал, что КПД ортогональной турбины в 1,5 раза выше зарубежных турбин. Снижается стоимость и время ее изготовления. Например, пионерный серийный образец ортогонального гидроагрегата диаметром 5 метров, предназначенный для будущих мощных ПЭС, был изготовлен также на заводе «Севмаш» в рекордное время — за 6 месяцев. Агрегат установили в новый энергоблок «Малая Мезенская ПЭС» и в начале 2007 года пристыковали к блоку Кислогубской ПЭС.

Весь 2007 год ученые «НИИЭС» проводили испытания этого энергоблока в естественных условиях. Работы велись по всем направлениям: испытаниям подвергались технология конструкции агрегатов и наплавных блоков, а также выбор материалов для строительства. Оборудование приливной станции находится в морской воде и поэтому максимально подвержено коррозии.

— Благодаря исследованиям на Кислогубской станции мы подтвердили эффективность определенных параметров строительства и энергетические характеристики прообраза будущих приливных электростанций. Новые технологии позволяют кардинально сократить стоимость сооружения ПЭС и открывают путь к широкому использованию энергии морских приливов, — сказал в заключение Борис Историк.

Сила морской волны

Мощность приливной станции напрямую зависит от силы волны. В мире не так много мест, где можно построить такую станцию. В Европе известно лишь около ста мест, где можно преобразовывать энергию морских приливов. Уникальные технологичные решения, апробированные на Кислогубской ПЭС, позволят возводить более мощные приливные станции, чем сама станция-экспериментатор. В России есть фантастические возможности для нового строительства нескольких приливных электростанций уникальной мощности.

Пока серьезно рассматриваются три проекта строительства приливных станций: Мезенской в Белом море, Тугурской в Охотском море и Северной в Баренцевом море.

В 2011 году начнется строительство мощной Мезенской ПЭС в Белом море. Ее мощность составит 8 000 МВт. По прогнозам ученых, в год она будет вырабатывать 40 млрд кВт/ч. Каждый блок Мезенской станции будет в три раза выше Кислогубского, так как на одном валу планируется установить несколько рабочих колес. Эффективность Мезенской ПЭС будет выше за счет большей высоты прилива (максимальная — 7,5?