Альманах «ЭВРИКА»

Часть  6        ЭНЕРГИЯ С ОРБИТЫ

ПРИРУЧЕНИЕ ПРИЛИВОВ

Каждый, кому доводилось видеть море, знает: массы воды накатываются на сушу и отступают обратно строго периодично. Это, собственно, и дало основание В. Гюго назвать прилив «дыханием океана». Люди давно пытались сделать его своим союзником.

Например, на побережьях строили примитивные мельницы и лесопилки, чьи колеса крутились под напором воды. Кстати, примерно по такому же принципу предлагали получать электрический ток и авторы ранних проектов, появившихся в конце прошлого века. Если перегородить плотиной какой-либо удобный залив и установить там гидротурбины, считали энтузиасты, то они будут вращаться под натиском воды, заполняющей отсеченный бассейн. А начнут волны отступление — и агрегаты станут работать в обратном направлении.

Но то, что не препятствовало помолу зерна, явилось камнем преткновения на пути овладения приливной энергией. Ведь вряд ли потребители захотят мириться с перерывами в подаче энергии во время смены прилива отливом. Первые попытки использовать приливы были связаны с преодолением как раз подобных препятствий. Количество остроумных проектов исчислялось сотнями. Но далее дело не двигалось.

Лишь в 1967 году во Франции на Ла-Манше построили ПЭС Ране мощностью 240 тысяч киловатт. Она стала выдавать энергию в часы пикового потребления. Достигнуто это было благодаря   горизонтальной   турбине,   идею которой впервые выдвинули советские специалисты. А французским инженерам удалось реализовать подобное решение в обратимом капсульном гидроагрегате, созданном ими для ПЭС. Такая машина внешне напоминает торпеду, может работать в обе стороны — в прилив и отлив. И бее бы хорошо, да вот только на сооружение Ране ушло средств больше, чем на сопоставимую по мощности речную ГЭС.

Итак, опять неудача? Но прошел год, и заманчивая идея снова расправила крылья. Вошла в строй Кислогубская ПЭС на Баренцевом море.

Вместе с новой станцией широко заявила о себе и советская концепция решения сложной проблемы, выдвинутая инженером института Гидропроект Л. Бернштейном. Он же руководил строительством установки на Баренцевом море. Суть этой концепции: не нужно затрачивать большие средства на получение от прилива энергий неизменной мощности й вступать в разногласия с природой самого явления. Задача заключается не в выравнивании потоков энергии, а в том, чтобы постараться совместить волны прилива с волнами потребления.

Это вполне достижимо, если соединить в одной «упряжке» самые простые однобасейновые приливные и речные, тепловые, атомные электростанций. В результате получится своеобразный «энергетический оркестр». Когда На ПЭС, скажем, в Нору полнолуния наступают часы кульминации, связанная с ней гидроэлектростанция соответственно снижает отдачу и запасает в своем водохранилище резерв энергий, которую можно пустить в дело для компенсации предстоящего спада в работе приливной установки.

В часы же совпадения слабой Нагрузки тепловых и атомных станций со временем «большой» воды гидроагрегаты ПЭС обратятся в насосы и используя мощность недогруженных ТЭС и АЭС, поднимут уровень бассейна выше уровня прилива в море. А в период максимального потребления накопленный запас воды позволит выдавать электрический ток, невзирая на то, когда океан делает свои очередные «вдох» и «выдох». Другими словами, припасенную впрок энергию капсульные агрегаты, действующие уже в турбинном режиме, возвратят системе в увеличенном количестве как раз в утренние и вечерние часы пиковой нагрузки, облегчая работу мощных атомных и тепловых станций.

То, что подобный подход к решению проблемы и возможен, и оправдан, доказал эксперимент в губе Кислой. Но значение первой советской ПЭС этим далеко не ограничивается. Именно на ее примере была предпринята попытка преодолеть «барьер стоимости» приливных электростанций. При их сооружении значительную долю капиталовложений требуют создание перемычек и осушение котлована. А здесь применили новую конструкцию здания и построили его наплавным способом.

Здание Кислогубской ПЭС изготовили в стройдоке на берегу Кольского залива из легких, но прочных, способных противостоять воздействию морской стихии, элементов, а затем в готовом виде отбуксировали в створ, где погрузили на заранее подготовленное подводное основание. Это решение представляется особенно важным для будущих приливных электростанций, которые предполагается возводить в основном на труднодоступных побережьях, в районах с суровым климатом. Верными оказались также другие инженерные расчеты, заложенные в проекте.

Маленькая установка в губе Кислой стала научным полигоном, где в суровых условиях Заполярья проходят экзамен многие технические решения для строительства не только будущих ПЭС, но и вообще гидротехнических сооружений. Вспомним хотя бы про недавнюю переброску высоковольтной линии   электропередачи   от   Запорожской ГРЭС через Каховское водохранилище. Впервые в мировой практике стометровые опоры ЛЭП были установлены на наплавных фундаментах. Повторив кислогубский вариант, но в более крупном масштабе, удалось перекинуть провода напрямую через водохранилище, сократить общую длину линии с 340 до 43 километров.

«Маленькой станцией, родившей большие надежды, нарекли Кислогубскую ПЭС еще до завершения ее строительства. Оправдались ли они спустя 14 лет после начала эксплуатации экспериментальной установки? Думается, ответ на этот вопрос дают проекты мощных станций, которые уже сооружают или предусматривают возвести в скором времени в различных странах: Канаде, Англии, Китае... Примечательно, что в основу многих проектов положены инженерные решения именно советских конструкторов.

«Как показывают расчеты, ПЭС не смогут решить кардинальные проблемы энергетики. Но вот в экономическое развитие регионов и стран, чьи побережья омывают моря, они способны внести со временем важный вклад. Это, безусловно, относится к северным и дальневосточным районам СССР»—таково мнение по данной проблеме председателя Комиссии по изучению производительных сил и природных ресурсов при президиуме Академии наук СССР академика Н. Некрасова.

Временная комиссия Госкомитета СССР по науке и технике оценила эффективность, сроки строительства и объемы работ по приливным станциям на ближайшие годы. Ученые ознакомились с результатами предварительных изысканий, проведенных в районах возможного сооружения таких установок. Учли и тот факт, что небольшая мощность Кислогубской ПЭС не позволяет специалистам сразу перейти к решению задач крупного масштаба.

Надо построить опытно-промышленную ПЭС мощностью приблизительно 40  тысяч  киловатт — таков вывод  комиссии. Кстати, подготовка проекта установки ведется и должна завершиться в нынешней пятилетке. А в следующей предполагается начать ее сооружение на Кольском полуострове, где решено проверить на практике многие перспективные направления работ по использованию приливной энергии, выбрать оптимальные варианты возведения плотин, а также наплавных конструкций и строительства доков для их изготовления. Затем можно браться уже и за решение задач посложнее. В частности, специалисты института Гидропроект предлагают перекрыть плотинами большие заливы — Мезенский в Белом море и Пенжинский в Охотском — и разместить в них гидроагрегаты. Высота приливов в тех районах позволит создать настоящие энергогиганты.