Οι υδροηλεκτρικοί και παλιρροιακοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αποτελούν σήμερα πολύ ελπιδοφόρες ενεργειακές εγκαταστάσεις. Το υλικό αυτό θα εξετάσει την ενέργεια των παλίρροιων: τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των παλιρροιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, την αρχή λειτουργίας, τις υφιστάμενες ΔΥΑ και τις προβλεπόμενες εγκαταστάσεις.
Εναλλακτικές Πηγές Ενέργειας: Συνοπτική Επισκόπηση
Σήμερα, οι υποσχόμενες πηγές ενέργειας καταλαμβάνουν το μυαλό όχι μόνο οικολόγων και επιστημόνων, αλλά και επιχειρηματιών, μηχανικών και επενδυτών. Οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας (απολήξεις και ροές, ήλιος, άνεμος) παρουσιάζουν ενδιαφέρον εξαιτίας της κερδοφορίας και της σχετικά χαμηλής απειλής για την περιβαλλοντική ασφάλεια. Το 2010, οι μη παραδοσιακές πηγές ενεργειακού εφοδιασμού αντιπροσώπευαν περίπου το 5% του συνόλου που καταναλώνεται από την ανθρωπότητα. Σχεδόν το 2% (της παγκόσμιας αξίας) δημιουργήθηκε ακριβώς από τις παλιρροιακές μονάδες παραγωγής ενέργειας.
Πώς λειτουργούν τα παλιρροιακά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας
Η ενέργεια των παλιρροιών είναι προς το συμφέρον της ανθρωπότητας κυρίως για την ανεξάντλησή της. Οι πρώτες προσπάθειες να το χρησιμοποιήσουν προς όφελος έχουν αναληφθεί από τον δέκατο αιώνα, όταν άρχισαν να δημιουργούν μικρά φράγματα με δεξαμενές νερού και αργότερα σιτηρά. Παρόμοια πρωτότυπα σύγχρονων παλιρροιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται στην εθνική οικονομία.
Με την ανακάλυψη του ηλεκτρικού ρεύματος, οι μηχανικές "μονάδες ηλεκτροπαραγωγής" αντικαταστάθηκαν από πιο οικεία στον σύγχρονο άνθρωπο. Σήμερα, η ενέργεια των παλιρροιών περιστρέφει τις λεπίδες των τεράστιων στροβίλων, μετατρέποντάς την σε ηλεκτρική ενέργεια. Έτσι, η ίδια αρχή χρησιμοποιείται μερικούς αιώνες πριν, αλλά μόνο ελαφρώς τροποποιημένη για σύγχρονες συνθήκες και αυξημένες ανάγκες.
Τα προβλήματα της χρήσης της παλιρροϊκής ενέργειας
Η κατασκευή των παλιρροιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι μια πολύ δαπανηρή επιχείρηση. Εξάλλου, από οικονομική άποψη, η κατασκευή μεγάλων ΤΕΚ είναι ευεργετική, πράγμα που είναι εντελώς ακατάλληλο για απομακρυσμένες ή αραιοκατοικημένες περιοχές. Άλλα προβλήματα περιλαμβάνουν τα εξής:
-
οι διακυμάνσεις της ισχύος της παλιρροιακής μονάδας παραγωγής ενέργειας, η οποία συνδέεται με μια αλλαγή στο ύψος των παλιρροιών (η παλιρροϊκή ενέργεια επίσης αλλάζει) κάθε δύο εβδομάδες.
-
αναντιστοιχία της συνηθισμένης περιόδου ηλιόλουστων ημερών με την εμφάνιση των παλιρροιών ·
-
τη μετατόπιση μεταξύ του βέλτιστου χρόνου παραγωγής και κατανάλωσης ενέργειας ·
-
σε ορισμένες περιπτώσεις, χρειάζονται πρόσθετες πηγές ενέργειας κοντά στον παλιρροϊκό σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Υπάρχει επίσης η άποψη ότι η ενεργός λειτουργία των παλιρροιακών σταθμών παραγωγής ενέργειας θα οδηγήσει σε περιβαλλοντικά προβλήματα που ήταν μέχρι τότε άγνωστα για την ανθρωπότητα - αναστολή της περιστροφής της Γης. Το τελευταίο δεν επιβεβαιώνεται από έγκυρες πηγές στην επιστημονική κοινότητα. Το έργο πολλών PES θα αυξήσει τη διάρκεια της ημέρας κατά ποσό εννέα φορές μικρότερο από την ενέργεια των παλιρροιών (φυσική παλιρροιακή αναστολή).
Τα οφέλη από την κατασκευή παλιρροιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
Στο πλαίσιο των καταστροφών και των ατυχημάτων που συμβαίνουν σπάνια στους πυρηνικούς σταθμούς, αλλά αφήνουν μια μακρά μνήμη, οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας μοιάζουν με μια ασφαλή εναλλακτική λύση. Και παρόλο που υπάρχουν αρκετές δυσκολίες στην κατασκευή των παλιρροιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, υπάρχουν και πολλά πλεονεκτήματα:
-
Περιβαλλοντική φιλικότητα. Στην περίπτωση των ΔΥΑ, η πιθανότητα μιας ανθρωπογενής καταστροφής με επακόλουθη μόλυνση τεράστιων περιοχών μειώνεται σχεδόν στο μηδέν. Δεν υπάρχουν επιβλαβείς εκπομπές στην ατμόσφαιρα από την καύση καυσίμων.
-
Αξιοπιστία Οι παλιρροιακές μονάδες ηλεκτροπαραγωγής λειτουργούν σταθερά τόσο σε κανονική λειτουργία όσο και σε φορτία αιχμής.
-
Χαμηλό κόστος ενέργειας. Σε σύγκριση με άλλους τύπους μονάδων ηλεκτροπαραγωγής, το PES χαρακτηρίζεται από χαμηλό κόστος ενέργειας, γεγονός που επιβεβαιώνεται από τα πραγματικά αποτελέσματα της λειτουργίας.
-
Υψηλή απόδοση. Η αποδοτικότητα της μετατροπής της φυσικής ενέργειας σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια φτάνει το 80%, ενώ οι αιολικοί σταθμοί παρέχουν απόδοση έως και 30%, ενώ η ηλιακή ενέργεια - κατά μέσο όρο 5-15%, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις καταγράφηκε 35% απόδοση.
La Rance: ο πρώτος παλιρροϊκός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής
Το σημείο αναφοράς για την εξάπλωση των παλιρροιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής ήταν το 1967, όταν τέθηκε σε λειτουργία η La-Rance, η πρώτη μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στη Γαλλία, στην ιστορική περιοχή της Βρετάνης. Η χρήση της παλιρροϊκής ενέργειας εδώ οφειλόταν σε σημαντικές παλίρροιες φθάνοντας σε δεκατριόμισι μέτρα σε συνηθισμένο ύψος οκτώ μέτρων.
Η ισχύς της La-Rance PES είναι 240 MW και το κόστος μιας μονάδας ενέργειας (kW \ h) είναι ενάμισι φορές χαμηλότερο από το συνηθισμένο για τις γαλλικές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το φράγμα του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής δεν εκτελεί μόνο τις λειτουργίες εξασφάλισης της αδιάλειπτης λειτουργίας της ενεργειακής εγκατάστασης, αλλά χρησιμεύει επίσης ως γέφυρα πάνω από το δρόμο που συνδέει τις πόλεις Dinard και St. Malo. Επιπλέον, το La Rance είναι ένα δημοφιλές τουριστικό αξιοθέατο που προσελκύει έως και διακόσιες χιλιάδες ταξιδιώτες στη Γαλλία.
PES στη Νότια Κορέα: το ισχυρότερο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας
Sikhvinskaya PES είναι μια άλλη εξαιρετική εναλλακτική ενεργειακή εγκατάσταση που βρίσκεται στη βορειοδυτική ακτή της Νότιας Κορέας σε έναν τεχνητό κόλπο. Το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας τέθηκε σε λειτουργία το 2011 και έσπρωξε γρήγορα το πρώτο εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο στη δεύτερη θέση από την άποψη της ισχύος.
Αμέσως πριν την κατασκευή του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής προηγήθηκε η ανάγκη δημιουργίας δεξαμενής γλυκού νερού. Αργότερα, η ποιότητα των υδάτων άρχισε να επιδεινώνεται και το 1997 (μετά την επιβεβαίωση των εικασιών και την ανάπτυξη λύσεων από το ναυτικό ερευνητικό ίδρυμα), αποφασίστηκε να γίνει μια τρύπα στο φράγμα. Αυτό επέτρεψε τη χρήση της ενέργειας των παλίρροιων. Η κατασκευή του TPP ξεκίνησε το 2003 και η εκτόξευση προγραμματίστηκε το 2009. Λόγω καθυστερήσεων κατά την κατασκευή, ο σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ξεκίνησε το 2011.
Παρθένες μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε άλλες χώρες του κόσμου
Οι χώρες που χρησιμοποιούν την ενέργεια των παλιρροιών δεν περιορίζονται μόνο στη προοδευτική Γαλλία και την τεχνολογική Νότια Κορέα. Οι παλιρροιακές μονάδες παραγωγής ενέργειας λειτουργούν:
-
Μεγάλη Βρετανία
-
Νορβηγία
-
Καναδά
-
Κίνα
-
Ινδία
-
Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής.
Ορισμένες άλλες πολιτείες σχεδιάζουν την κατασκευή τέτοιων δομών.
Τα παλιρροιακά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας στη Ρωσία
Στη Ρωσία, η παλιρροιακή ενέργεια χρησιμοποιήθηκε από το 1968 ως μέρος της λειτουργίας του πειραματικού TPS στην Kislaya Guba στη Θάλασσα του Μπάρεντς (εικόνα). Κατά τη Σοβιετική εποχή, αναπτύχθηκαν έργα για την κατασκευή τριών ακόμη παλιρροιακών μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (μία στη Λευκή θάλασσα και δύο στην Okhotsk). Τίποτα δεν είναι γνωστό για την τρέχουσα κατάσταση και των δύο εγκαταστάσεων, ενώ το TPP Mezen, το οποίο σχεδιάζεται στην περιοχή Arkhangelsk, έχει την ευκαιρία να γίνει ο πιο ισχυρός παλιρροϊκός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής στον κόσμο. Επίσης, στο στάδιο του σχεδιασμού βρίσκονται τα βόρεια PES στη χερσόνησο Kola.
