Οι υδροηλεκτρικοί και παλιρροϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι επί του παρόντος αρκετά υποσχόμενες ενεργειακές εγκαταστάσεις. Αυτό το υλικό θα λάβει υπόψη την ενέργεια των άμπωτων και των ροών: τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των παλιρροϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, την αρχή της λειτουργίας, τους σταθμούς λειτουργίας TPP και τα αντικείμενα που έχουν προγραμματιστεί για κατασκευή.
Εναλλακτικές πηγές ενέργειας με μια ματιά
Σήμερα, οι πολλά υποσχόμενες πηγές ενέργειας απασχολούν το μυαλό όχι μόνο περιβαλλοντολόγων και επιστημόνων, αλλά και επιχειρηματιών, μηχανικών και επενδυτών. Οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας (άμπωτη και ροή, ήλιος, άνεμος) παρουσιάζουν ενδιαφέρον λόγω της κερδοφορίας τους και της σχετικά χαμηλής απειλής για την περιβαλλοντική ασφάλεια. Το 2010, οι μη παραδοσιακές πηγές προμήθειας ενέργειας αντιπροσώπευαν περίπου το 5% της συνολικής κατανάλωσης από την ανθρωπότητα. Σχεδόν το 2% (της παγκόσμιας αξίας) παρήχθη από παλιρροϊκούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.
Πώς λειτουργούν οι παλιρροϊκοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας
Η ενέργεια της άμπωτης και της ροής ενδιαφέρει την ανθρωπότητα πρωτίστως γι' αυτήνανεξάντλητο. Οι πρώτες προσπάθειες για καλή χρήση του έγιναν από τον δέκατο αιώνα, όταν άρχισαν να δημιουργούν μικρά φράγματα με δεξαμενές νερού, και αργότερα σιτηρόμυλους. Παρόμοια πρωτότυπα σύγχρονων παλιρροϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται στην εθνική οικονομία.
Με την ανακάλυψη του ηλεκτρισμού, οι μηχανικοί «σταθμοί παραγωγής ενέργειας» αντικαταστάθηκαν από πιο οικεία στον σύγχρονο άνθρωπο. Σήμερα, η ενέργεια των παλίρροιων της θάλασσας περιστρέφει τα πτερύγια τεράστιων τουρμπινών, μετατρέποντας σε ηλεκτρική ενέργεια. Έτσι, χρησιμοποιείται η ίδια αρχή όπως πριν από αρκετούς αιώνες, αλλά ελαφρώς τροποποιημένη για να ταιριάζει στις σύγχρονες συνθήκες και τις αυξημένες ανάγκες.
Προβλήματα ενέργειας άμπωτης και ροής
Η κατασκευή παλιρροϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι ένα πολύ δαπανηρό εγχείρημα. Επιπλέον, από οικονομικής άποψης, είναι ωφέλιμη η κατασκευή μεγάλων σταθμών παραγωγής ενέργειας, κάτι που είναι εντελώς ακατάλληλο για απομακρυσμένες ή αραιοκατοικημένες περιοχές. Άλλα ζητήματα περιλαμβάνουν:
-
κυμαινόμενη ισχύς του παλιρροιακού σταθμού, λόγω της αλλαγής του ύψους των παλίρροιων (και η ενέργεια των παλίρροιων επίσης αλλάζει) κάθε δύο εβδομάδες.
- ασυμφωνία μεταξύ της συνήθους περιόδου της ηλιακής ημέρας και της ώρας εμφάνισης της παλίρροιας;
- μετατόπιση μεταξύ του βέλτιστου χρόνου παραγωγής και κατανάλωσης ενέργειας;
- σε ορισμένες περιπτώσεις χρειάζονται πρόσθετες πηγές ενέργειας κοντά στην παλιρροιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας.
Υπάρχει επίσηςη άποψη ότι η ενεργός λειτουργία των παλιρροϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής θα οδηγήσει σε περιβαλλοντικά προβλήματα που προηγουμένως ήταν άγνωστα στην ανθρωπότητα - την επιβράδυνση της περιστροφής της Γης. Το τελευταίο δεν επιβεβαιώνεται από έγκυρες πηγές επιστημονικών κύκλων. Η λειτουργία ενός μεγάλου αριθμού TPP θα αυξήσει τη διάρκεια της ημέρας κατά ένα ποσό εννέα φορές λιγότερο από την ενέργεια των παλίρροιων (φυσική παλιρροιακή οπισθέλκουσα).
Οφέλη από την κατασκευή παλιρροϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
Με φόντο καταστροφές και ατυχήματα που σπάνια συμβαίνουν σε πυρηνικούς σταθμούς, αλλά αφήνουν μια ανάμνηση για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας μοιάζουν με ασφαλή εναλλακτική λύση. Αν και υπάρχουν πολλές προκλήσεις στην κατασκευή παλιρροϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, υπάρχουν επίσης πολλά οφέλη:
- Αειφορία. Στην περίπτωση του PES, η πιθανότητα μιας ανθρωπογενούς καταστροφής με επακόλουθη μόλυνση τεράστιων περιοχών μειώνεται σχεδόν στο μηδέν. Επίσης, δεν υπάρχουν επιβλαβείς εκπομπές στην ατμόσφαιρα από την καύση καυσίμου.
- Αξιοπιστία. Οι παλιρροϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής λειτουργούν σταθερά τόσο σε τυπική λειτουργία όσο και σε φορτία αιχμής.
- Χαμηλό κόστος ενέργειας. Σε σύγκριση με άλλους τύπους σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, το PES έχει χαμηλό κόστος ενέργειας, κάτι που επιβεβαιώθηκε από τα πραγματικά αποτελέσματα λειτουργίας.
- Υψηλή απόδοση. Η απόδοση της μετατροπής της φυσικής ενέργειας σε χρησιμοποιήσιμη αγγίζει το 80%, ενώ οι αιολικές μονάδες παρέχουν έως και 30% απόδοση και η ηλιακή ενέργεια- κατά μέσο όρο 5-15%, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις ήταν δυνατό να καθοριστεί 35% αποτελεσματικότητα.
La Rance: Πρώτος παλιρροϊκός σταθμός παραγωγής ενέργειας
Το σημείο αναφοράς για την εξάπλωση των παλιρροϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής ήταν το 1967, όταν τέθηκε σε λειτουργία το La Rance, το πρώτο TPP που βρίσκεται στη Γαλλία, στην ιστορική περιοχή της Βρετάνης. Η χρήση της παλιρροιακής ενέργειας εδώ οφειλόταν σε σημαντικές παλίρροιες, που έφτασαν τα δεκατρία και μισό μέτρα με ένα συνηθισμένο ύψος οκτώ μέτρων.
Η χωρητικότητα του La Rance TPS είναι 240 MW και το κόστος μιας μονάδας ενέργειας (kWh) είναι μιάμιση φορά χαμηλότερο από το συνηθισμένο για γαλλικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Το φράγμα του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής εκτελεί όχι μόνο τις λειτουργίες της διασφάλισης της αδιάλειπτης λειτουργίας της ενεργειακής εγκατάστασης, αλλά είναι επίσης μια γέφυρα πάνω από την οποία περνά ο δρόμος, συνδέοντας 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 πιο ισχυρό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας
Το Sikhvinskaya TPP είναι μια άλλη εξαιρετική εγκατάσταση εναλλακτικής ενέργειας, η οποία βρίσκεται στη βορειοδυτική ακτή της Νότιας Κορέας σε έναν τεχνητό κόλπο. Ο σταθμός ηλεκτροπαραγωγής τέθηκε σε λειτουργία το 2011 και γρήγορα ώθησε τον πρώτο TPP στον κόσμο στη δεύτερη θέση όσον αφορά τη χωρητικότητα.
Αμεσα, της κατασκευής του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής προηγήθηκε η ανάγκη δημιουργίαςδεξαμενή γλυκού νερού. Αργότερα, η ποιότητα του νερού άρχισε να υποβαθμίζεται και το 1997 (μετά την επιβεβαίωση των προαισθήσεων και την ανάπτυξη λύσεων από το ινστιτούτο θαλάσσιων ερευνών), αποφασίστηκε να γίνει μια τρύπα στο φράγμα. Αυτό κατέστησε δυνατή τη χρήση της ενέργειας των άμπωτων και των ροών. Η κατασκευή του TPP ξεκίνησε το 2003 και είχε προγραμματιστεί να ξεκινήσει το 2009. Λόγω καθυστερήσεων στην κατασκευή, ο σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ξεκίνησε το 2011.
Παλλιρροϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αλλού στον κόσμο
Οι χώρες άμπωτης και ροής δεν περιορίζονται στην προοδευτική Γαλλία και την τεχνολογικά προηγμένη Νότια Κορέα. Παλιρροϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής λειτουργούσαν σε:
- ΗΒ;
- Νορβηγία;
- Καναδάς;
- Κίνα;
- Ινδία;
- Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής.
Ορισμένες ακόμη πολιτείες σχεδιάζουν να κατασκευάσουν τέτοιες εγκαταστάσεις.
Παλλιρροϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής στη Ρωσία
Στη Ρωσία, η παλιρροιακή ενέργεια χρησιμοποιείται από το 1968 ως μέρος της λειτουργίας ενός πειραματικού TPP στο Kisla Guba στη Θάλασσα Μπάρεντς (εικόνα). Κατά τη σοβιετική εποχή, αναπτύχθηκαν έργα για την κατασκευή τριών ακόμη παλιρροϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής (ένας στη Λευκή Θάλασσα και δύο στη Θάλασσα του Οχότσκ). Τίποτα δεν είναι γνωστό για την τρέχουσα κατάσταση και των δύο εγκαταστάσεων, ενώ ο TPP Mezen, που σχεδιάζεται στην περιοχή του Αρχάγγελσκ, έχει την ευκαιρία να γίνει ο πιο ισχυρός παλιρροιακός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής στον κόσμο. Επίσης στο στάδιο του σχεδιασμού βρίσκεται ο Βόρειος TPP στη χερσόνησο Κόλα.
Σχέδια για μελλοντική χρήση
Η ενέργεια Ebb and flow αναγνωρίζεται από την παγκόσμια κοινότητα ως πολλά υποσχόμενη πηγή, έτσι ώστε αρκετά έργα TPP αναπτύσσονται ενεργά σε διάφορες χώρες του κόσμου. Έτσι, στο εγγύς μέλλον σχεδιάζεται να κατασκευαστούν παλιρροϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής στη Νότια Κορέα, τη Σκωτία, την ινδική πολιτεία Γκουτζαράτ, τη Νέα Υόρκη και την πόλη Swansea στο Ηνωμένο Βασίλειο. Η ορθολογική χρήση ενός τέτοιου πόρου θα μειώσει σημαντικά το μερίδιο της ενέργειας που λαμβάνεται με τον παραδοσιακό τρόπο, προς μια πιο φιλική προς το περιβάλλον, αξιόπιστη και ασφαλή λύση.
