Александр Проценко - Энергетика сегодня и завтра
В Истринском отделении Института электромеханики разработана плавучая установка с ветроколесом, одновременно использующая энергию и волн и ветра.
Еще один оригинальный проект осуществлен вблизи японского города Цуруока. Небольшая бухточка перекрыта колпаком с отверстием вверху. Над отверстием смонтирована воздушная турбина с электрогенератором. Турбина вращается потоком воздуха, возникающим при колебании уровня воды в бухточке. При однометровой высоте волн мощность генератора - 3 киловатта, а при двухметровой - в четыре раза больше. По очень похожему проекту сооружается станция, использующая прибой, в Норвегии.
На океанские берега ежедневно набегает гигантская волна приливов, рожденная притяжением Луны. Запасы приливной энергии в нашей стране равны примерно 200 миллиардам киловатт-часов в год. В одной Мезенской губе на Белом море можно соорудить приливную ГЭС, вырабатывающую 90 миллиардов киловатт-часов.
Для этого губу следует перегородить стокилометровой плотиной высотой 20 метров. При установке в ней 1000- 1500 турбин будет вырабатываться мощность в 25 миллионов киловатт. Перспективно сооружение приливпых станций и на Мурманском побережье; для некоторых его мест уже разработан ряд проектов. Огромны запасы энергии в Пенжинском и Гижигинском заливах, где амплитуда приливов достигает 13 метров.
Рассматриваются проекты приливных плотин, которые приведут вдобавок к климатическим изменениям.
Например, в проливе Невельского между островом Сахалин и мысом Лазарева (ширина около 8 километров, глубина - 7 метров) каждые шесть часов попеременно прилив сменяется отливом, в результате чего сначала теплая вода из Японского моря устремляется в Охотское, а затем холодные водные массы Охотского моря проникают на юг. Перегородить пролив дамбой технически несложно. Затраты вряд ли превысят стоимость сооружения крупной речной плотины. Но зато если nponvскать воду через шлюзы только в северном направлении, одновременно получая электроэнергию, то за год Охотское море получит четыре теплых годовых стока Волги, а Японское море будет наполняться ещо более теплой водой течения Куросио.
Сейчас в мире работают две приливные станции. Одна из них сооружена во Франции на берегу Ла-Манша в устье реки Ране в 1967 году. Ее максимальная мощность - 240 мегаватт. При перемене течения лопасти турбин поворачиваются, чтобы использовать отлив. В течение года средняя мощность станции составляет всего четверть от максимальной.
Годом позже вблизи Мурманска в Кислой губе вступила в строй экспериментальная приливная станция мощностью 400 киловатт. Основная цель проекта - проверить, как проявят себя в суровых условиях Севера конструкции с применением новых технологических решений. Станция монтировалась на мысе Притыка, где расположен порт с необходимой производственной базой.
Все системы станции были размещены на плавучем кессоне, который затем отбуксировали в Кислую губу и затопили там в горловине залива. Кессон по бокам был надстроен заранее заготовленными секциями плотины.
В небольшой книжке "Океан энергии" американец Л. Голдин писал: "В случае успеха русские, известные как практичные мечтатели, планировали создать сеть небольших приливных электростанций на побережье Белого моря для получения дешевой энергии".
Пока самый удобный
Самый удобный и освоенный из возобновляемых источников энергии - реки. На территории Советского Союза сосредоточено почти 12 процентов мировых запасов гидроэнергии, что эквивалентно примерно 400 миллионам тонн условного топлива в год.
Причем речь идет не о теоретических запасах, а о так называемых экономических. Их выгодно эксплуатировать уже сегодня.
Освоено из них пока около 70 миллионов тонн условного топлива, так что неиспользованной гидроэнергии еще немало, причем не только на востоке страны. Так, в европейской части введена в оборот лишь приблизительно одна треть доступных ресурсов. Больше же половины ГЭС расположено на востоке страны.
Интересно, что современная гидроэнергетика унаследовала многие идеи и рекомендации разработчиков плана ГОЭЛРО. Еще не закончилась гражданская война, а уже велись геологические изыскания для Днепрогэса.
Строка из протокола заседания комиссии по ГОЭЛРО гласила: "...заслушан доклад о водных силах Ангары - участок выше Братского имеет все данные для развития". Сейчас мощность Братской ГЭС - 4500 мегаватт.
Ныне Советский Союз - в числе передовых стран в гидростроении. При создании ГЭС используются самые прогрессивные методы. Например, каскады ГЭС позволяют полностью задействовать напор рек и осуществить регулирование стоков. Мы научились строить ГЭС в суровых климатических условиях Севера. Впервые в мире в нашей стране возведены крупные равнинные ГЭС, разработаны и осуществлены защитные меры по уменьшению площади затапливаемых территорий. За последние 20 лет площадь земель, уходящих под воду, уменьшилась в пять раз в подсчете на один киловатт установленной мощности. Уникальны некоторые плотины наших ГЭС. Так, самая высокая в мире арочная бетонная плотина Ингури-ГЭС - 272 .метра! Еще выше - на 300 метров - взметнулась каменно-земляная Нурекская дамба.
Однако гидростроители не решили всех своих проблем. Еще в плане ГОЭЛРО есть раздел, предостерегающий от бездумной траты якобы "даровой энергии воды", При создании гидроэлектростанций следует учитывать некоторые тревожащие факторы, не всегда пока поддающиеся экономической оценке.
В недавно вышедшей книге "Современные проблемы энергетики" в разделе "Перспективы развития ГЭС и ГАЭС" отмечается, что "к числу негативных явлений, вызываемых строительством ГЭС и ГАЭС, можно отнести: усложнение задачи сохранения необходимого по санитарным правилам качества воды в водоемах, активизацию деятельности синезеленых водорослей, изменение уровенных и ледовых режимов в нижних бьефах в сезон ном и суточном разрезах". Кроме того, образование водохранилищ перед плотинами ГЭС приводит к потерял!
пахотной земли, гибели рыбы, изменению климата.
Конечно, наши проектировщики стремятся создавать ГЭС не только как энергетическое предприятие; обычно предусматривается улучшение условий для работы речного транспорта, расширение ирригационных систем п возможностей для рыбохозяйств. Одновременно решаются проблемы промышленного водоснабжения, защиты от паводнений, создания зон отдыха. Тем не менее не все отрицательные последствия гидростроительства удается преодолеть.
Возрастающую роль играют гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Они работают благодаря большой разнице уровней водостока, большому водонапору. Исследование возможных площадок для их строительства показало, что наиболее распространен умеренный перепад высот от 80 до 120 метров. Между тем чем больше разница по высоте, тем меньше стоимость станции.
Однако потребность в ГАЭС настолько велика, что приемлемы и умеренные перепады. Намечено в первую очередь построить около 10 "гидроаккумуляторов" мощностью от 1000 до 2500 мегаватт, работающих на обратимых гидроагрегатах мощностью 200 мегаватт.
Некоторый опыт создания и эксплуатации ГАЭС уже имеется. В 1970 году на Киевском гидроузле была сооружена первая в стране опытная гидроаккумуляторная станция с напором 70 метров. На ней были установлены гидроагрегаты мощностью 33 мегаватта. Сейчас сооружается Загорская ГАЭС под Москвой мощностью 1200 мегаватт. Запланированы Кайшядорская на 1600 мегаватт, работающая в связке с Игналинской атомной станцией, и Южно-Украинская на 1800 мегаватт. В ближайшие годы начнется строительство Ленинградской, Центральной, Днестровской и Каневской ГАЭС.
В двенадцатой и последующих пятилетках, как намечено в принятых XXVII съездом КПСС основных направлениях развития страны, будет продолжаться интенсивное освоение гидроресурсов Закавказья, Сибири, Дальнего Востока, Средней Азии и Северо-Запада европейской части. Наряду с возведением ГЭС-гигантов развертывается и сооружение малых ГЭС.
Конечно, малая энергетика не заменит большую.
Но последние достижения техники позволяют по-новому взглянуть на возможности небольших гидростанций. Оказывается, они могут быть вполне эффективными на многих водохранилищах неэнергетического назначения, на малых реках, перепадах оросительных каналов. Они рентабельны в районах, куда невыгодно прокладывать линии электропередачи от мощных электростанций, где дороже обойдутся дизельные электрогенераторы. Для того чтобы обеспечить электроэнергией территории Севера, Востока, Сре шей Азии и Кавгаза, необходимо произвести несколько тысяч гидроагрегатов.
Опыт строительства малых ГЭС накоплен в Чехословакии, а также в Китае, где работает более 90 тысяч станций. У нас в предвоенные и особенно в послевоенные годы они тоже получили широкое распространение, но аатем многие из них были законсервированы или демон гированы. Сейчас же в стране небольших ГЭС мощностью менее 30 мегаватт (их называют МГЭС) насчитывается около 300, а их суммарная мощность едва достигает 1,5 миллиона киловатт.
