Приливные колебания уровня в огромных океанах планеты вполне предсказуемы. Основные периоды этих колебаний:

♦ суточные продолжительностью около 24 ч;

♦ полусуточные — около 12 ч 25 мин.

Разность уровней между последовательными самым высоким и самым низким уровнями воды (высота прилива R) составляет 0,5—10 м.

Примечание.

Первая цифра (0,5 м) наиболее характерна, вторая (10 м) достига­ется и даже превосходится лишь в некоторых особенных местах вблизи побережья континентов.

Во время приливов и отливов перемещение водных масс образует приливные течения, скорость которых в прибрежных проливах и между островами может достигать примерно 5 м/с (http://renewables. ru).

Поднятую на максимальную высоту во время прилива воду можно отделить от моря дамбой или плотиной. Места с большими высотами приливов обладают большими потенциалами приливной энергии. Однако не только этот фактор важен для развития приливной энерге­тики: надо принимать во внимание и капитальные затраты, и будущую прибыль от создания соответствующих приливных электростанций (ПЭС).

Энергия приливных течений может быть преобразована подобно тому, как это делается с энергией ветра. Преобразование энергии при­ливов использовалось для приведения в действие сравнительно мало­мощных устройств еще в средневековой Англии и в Китае.

Из современных ПЭС наиболее хорошо известны:

♦ крупномасштабная электростанция Ране мощностью 240 МВт, расположенная в эстуарии реки Ла Ране, впадающей в залив Сен Мало (Бретань, Франция);

♦ небольшая опытная станция мощностью 400 кВт в Кислой губе на побережье Баренцева моря (Россия).

Из мест, которые давно приковывают внимание гидростроителей, следует назвать эстуарий реки Северн в Великобритании и залив Фанди на восточном побережье Северной Америки на границе между США и Канадой.

Высота, ход и периодичность приливов в большинстве прибреж­ных районов хорошо описаны и проанализированы благодаря потреб­ностям навигации и океанографии. Поведение приливов может быть предсказано достаточно точно, с погрешностью менее 4%. Таким образом, приливная энергия оказывается весьма надежной формой возобновляемой энергии.

При её преобразовании возникают и определенные неудобства:

♦ несовпадение основных периодов возникновения приливов (12 ч 25 мин и 24 ч 50 мин), связанных с движением Луны, с при­вычным для человека периодом солнечных суток (24 ч), в связи с чем оптимум приливной генерации находится не в фазе с по­требностями в энергии;

♦ изменение высоты прилива и мощности приливного течения с периодом в две недели, что приводит к колебаниям выработки энергии;

♦ необходимость создания потоков воды с большим расходом при сравнительно малом перепаде высот, что заставляет использо­вать большое число турбин, работающих параллельно;

♦ очень высокие капитальные затраты на сооружение большин­ства предполагаемых ПЭС;

♦ потенциальные экологические нарушения и изменение режимов эстуариев и морских районов.

Вблизи побережья и между островами приливы могут создавать достаточно сильные течения, пригодные для преобразования энергии. Устройства для преобразования энергии приливных течений будут практически сходны с аналогичными устройствами, приводимыми в действие течениями рек.

Соотношения, позволяющие оценить мощность приливных тече­ний, подобны тем, которые используются в ветроэнергетике, при этом следует иметь в виду, что плотность воды во много раз выше плотно­сти воздуха, а скорости течения воды сравнительно низки.

Уже разработан целый ряд современных устройств для преобразова­ния энергии приливных течений, один из которых показан на рис. 5.17. Капитальные затраты на создание подобных устройств в расчете на 1 кВт установленной мощности достаточно высоки, поэтому их строительство целесообразно лишь в отдаленных районах с высокими скоростями при­ливных течений, где любые альтернативные источники энергии еще более дороги. На эту тему интересна книга Волеваха Н. М., Волеваха В. А. Нетрадиционные источники энергии. — К: Вища школа. — 1988. — 58 с.

Основы теории приливной энергетики достаточно просты. На рис. 5.18 показано, что ПЭС может работать как при опустошении

бассейна, так и при его наполнении. Оптимальная станция, использую­щая реверсируемые гидроагрегаты, которые, кроме того, можно еще использовать и в насосном режиме для повышения уровня в бассейне, может перерабатывать до 90% потен­циальной энергии прилива.