Unterrichtsseminar. Ausstattung: Präsentation, Videoclip „Gezeitenkraftwerk. Kraftwerksarten Darstellung Gezeitenkraftwerke
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Die Menschheit verspürt ständig Energiehunger und richtet ihre Aufmerksamkeit immer mehr auf alternative Energiequellen. Und in dieser Hinsicht ist der Weltozean ein unerschöpflicher Vorrat an Energieressourcen. Eine der stärksten Quellen der Meeresenergie sind Gezeiten und Gezeitenströmungen.
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Seit Jahrhunderten grübeln die Menschen über die Ursache von Ebbe und Flut im Meer nach. Heute wissen wir mit Sicherheit, dass ein starkes Naturphänomen – die rhythmische Bewegung des Meerwassers – durch die Anziehungskräfte von Mond und Sonne verursacht wird.
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Die höchsten und stärksten Flutwellen treten in flachen und engen Buchten oder Mündungen von Flüssen auf, die in die Meere und Ozeane münden. Die Flutwelle des Indischen Ozeans rollt gegen die Strömung des Ganges in einer Entfernung von 250 km von seiner Mündung. Die Flutwelle des Atlantischen Ozeans erstreckt sich 900 km den Amazonas hinauf. In geschlossenen Meeren wie dem Schwarzen Meer oder dem Mittelmeer treten kleine Flutwellen mit einer Höhe von 50-70 cm auf
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Dabei handelt es sich um eine besondere Art von Wasserkraftwerk, das die Energie der Gezeiten nutzt, tatsächlich aber die kinetische Energie der Erdrotation. Gezeitenkraftwerke werden an den Ufern der Meere gebaut, wo die Gravitationskräfte von Mond und Sonne zweimal täglich den Wasserstand verändern. Wasserstandsschwankungen in Küstennähe können 13 Meter erreichen. Gezeitenkraftwerke
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Alternative Energiequellen machen derzeit ihre Arbeit sehr gut. Wind- und Sonnenenergie werden hauptsächlich in Form alternativer Energien genutzt. Es gibt auch die Energie von Ebbe und Flut, die eher selten genutzt wird. Allerdings ist es diese alternative Art der Energieerzeugung, die weder Lärm noch Vibrationen erzeugt und auch die Natur in keiner Weise beeinträchtigt. Um solche Quellen der Energiegewinnung durch Ebbe und Flut zu schaffen, sind die Kosten erheblich hoch. Aber mit Hilfe einzigartiger Turbinen, die die Bewegung von Wasser in Energie umwandeln, kann die Preisspanne eines solchen Systems erschwinglicher sein.
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Ges. Nachteil: Schwache Solarenergiedichte. Tauschen Sie defekte Brenner umgehend aus. Ein unebener Boden des Kochgeschirrs führt zu 10-15 % Energieverlust. Das erste geothermische Kraftwerk wurde in Kamtschatka gebaut. Stromverbrauch: Wenn Sie bei 30 Grad waschen, können Sie bis zu 40 % Strom sparen.
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Insgesamt im Thema 23 Vorträge
Städtische Haushaltsbildungseinrichtung „Sekundarschule Nr. 3 der Stadt Abakan“ Gezeitenkraftwerk Autorin: Anastasia Deeva, Schülerin der 11. Klasse Leiterin: Dolgushina I. A., Physiklehrerin 2015 die Energie der Erdrotation. Gezeitenkraftwerke werden an den Ufern der Meere gebaut, wo die Gravitationskräfte von Mond und Sonne zweimal täglich den Wasserstand verändern. Wasserstandsschwankungen in Küstennähe können bis zu 18 m betragen Die Betriebsweise eines Gezeitenkraftwerks besteht in der Regel aus mehreren Zyklen. Vier Zyklen, dies ist eine einfache Periode von 1-2 Stunden, die Perioden des Beginns der Flut und ihres Endes. Dann vier Arbeitszyklen von 4-5 Stunden, Hoch- oder Niedrigwasserperioden, mit voller Kraft. Bei Flut füllt sich das Becken des Gezeitenkraftwerks mit Wasser. Die Bewegung des Wassers dreht die Räder der Kapseleinheiten, und das Kraftwerk erzeugt Strom. Bei Ebbe dreht das Wasser, das den Pool zum Meer verlässt, die Laufräder erneut, jetzt in die entgegengesetzte Richtung. Und wieder erzeugt das Kraftwerk wieder elektrischen Strom, denn das Arbeitsgerät leistet gleich gute Arbeit, wenn sich das Rad in beide Richtungen dreht. Zwischen Flut und Ebbe stoppt die Bewegung der Räder. Was ist der Ausweg aus dieser Situation? Um Unterbrechungen zu vermeiden, verbinden Energietechniker das Gezeitenkraftwerk mit anderen Stationen. Dies können beispielsweise Wärme- oder Kernkraftwerke sein. Der entstehende Energiering hilft, die Last in den Pausen auf die Nachbarn im Ring zu verlagern. Funktionsprinzip Im Gegensatz zu Wasserkraftwerken erfordern sie keine Enteignung von Land für Stauseen, stellen keine Katastrophengefahr im Falle einer Notzerstörung des Staudamms dar (denken Sie an das Wasserkraftwerk Sayano-Shushenskaya) und stören kaum die hydrologische Situation in den angrenzenden Gebieten. Der Nachteil ist eine geringe Effizienz und damit eine lange Amortisation der Kapitalkosten. Schäden an der Meeresküste (okay - norwegische Fjorde und hawaiianische Strände?) Fazit: Die Gezeitenenergieressourcen der Welt sind so groß, dass Sie bei ihrer Nutzung eine solche Energiemenge gewinnen können, die den derzeitigen Strombedarf der Menschheit übersteigt 5 tausend mal. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Fortsetzung folgt… 1) alternativeenergy.ru 2) greenevolution.ru 3)enersy.ru 4) ru.wikipedia.org 4) ukgras.ru
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"Physikvortrag zum Thema "Gezeitenkraftwerk""
Kommunale haushaltswissenschaftliche Allgemeinbildung Einrichtung "Sekundarschule Nr. 3 der Stadt Abakan"
Gezeitenkraftwerk
Schüler der 11. Klasse
Aufsicht : Dolgushina I. A.,
Physik Lehrer
2015
Gezeitenkraftwerk
- eine besondere Art von Wasserkraftwerk, das die Energie der Gezeiten, aber tatsächlich die kinetische Energie der Erdrotation nutzt. Gezeitenkraftwerke werden an den Ufern der Meere gebaut, wo die Gravitationskräfte von Mond und Sonne zweimal täglich den Wasserstand verändern. Wasserstandsschwankungen in Küstennähe können 18 Meter erreichen.
Arbeitsprinzip
Die Betriebsweise eines Gezeitenkraftwerks besteht in der Regel aus mehreren Zyklen. Vier Zyklen, dies ist eine einfache Periode von 1-2 Stunden, die Perioden des Beginns der Flut und ihres Endes. Dann vier Arbeitszyklen von 4-5 Stunden, Hoch- oder Niedrigwasserperioden, mit voller Kraft. Bei Flut füllt sich das Becken des Gezeitenkraftwerks mit Wasser. Die Bewegung des Wassers dreht die Räder der Kapseleinheiten, und das Kraftwerk erzeugt Strom. Bei Ebbe dreht das Wasser, das den Pool zum Meer verlässt, die Laufräder erneut, jetzt in die entgegengesetzte Richtung. Und wieder erzeugt das Kraftwerk wieder elektrischen Strom, denn das Arbeitsgerät leistet gleich gute Arbeit, wenn sich das Rad in beide Richtungen dreht. Zwischen Flut und Ebbe stoppt die Bewegung der Räder. Was ist der Ausweg aus dieser Situation? Um Unterbrechungen zu vermeiden, verbinden Energietechniker das Gezeitenkraftwerk mit anderen Stationen. Dies können beispielsweise Wärme- oder Kernkraftwerke sein. Der entstehende Energiering hilft, die Last in den Pausen auf die Nachbarn im Ring zu verlagern.
Im Gegensatz zu HPPs erfordern sie keine Enteignung von Land für Stauseen, stellen im Falle einer Notzerstörung des Staudamms keine Katastrophengefahr dar (denken Sie an das HPP Sayano-Shushenskaya) und stören nicht die hydrologische Situation in der Nachbarschaft Gebiete. Der Nachteil ist eine geringe Effizienz und damit eine lange Amortisation der Kapitalkosten. Schäden an der Meeresküste (okay - norwegische Fjorde, und wenn hawaiianische Strände?).
Fazit: Gezeitenenergieressourcen in der Welt sind so groß, dass Sie bei ihrer Nutzung eine solche Energiemenge gewinnen können, die den aktuellen Bedarf der Menschheit an Elektrizität um das 5.000-fache übersteigt.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
1) alternativeenergie.ru 2) greenevolution.ru
3) energie.ru 4) de.wikipedia.org 4) ukgras.ru
Fortsetzung folgt…
Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation
Bundesbildungsamt
Staatliche Technische Universität Irkutsk
Fakultät BiU
Institut für Wirtschaftswissenschaften und Management
PRÜFBERICHT
Nach Disziplin: “ nicht traditionelle Energiequellen ”
zum Thema : “ Gezeitenkraftwerke”
Aufgeführt:
Geprüft von: Chumakov V.M.
Einführung
Ein starker Anstieg der Kraftstoffpreise, Schwierigkeiten bei der Beschaffung, Erschöpfung der Kraftstoffressourcen - all diese sichtbaren Anzeichen einer Energiekrise haben in den letzten Jahren in vielen Ländern ein erhebliches Interesse an neuen Energiequellen, einschließlich der Energie der Ozeane, geweckt.
Es ist bekannt, dass die Energiereserven in den Ozeanen kolossal sind, denn zwei Drittel der Erdoberfläche (361 Millionen Quadratkilometer) sind von Meeren und Ozeanen eingenommen. Bisher können die Menschen jedoch nur einen unbedeutenden Bruchteil dieser Energie nutzen, und selbst dann auf Kosten großer und sich langsam amortisierender Kapitalinvestitionen, so dass diese Energie bisher wenig aussichtsreich erschien.
Die Energie des Ozeans hat schon lange die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen. Bereits Mitte der 1980er Jahre waren die ersten Industrieanlagen in Betrieb, und auch in folgenden Hauptbereichen wurden Entwicklungen im Gange: Nutzung der Energie von Gezeiten, Brandung, Wellen, Unterschied der Wassertemperaturen zwischen Oberflächen- und Tiefenschichten das Meer, Strömungen usw.
Gezeitenkraftwerke
Seit Jahrhunderten grübeln die Menschen über die Ursache von Ebbe und Flut im Meer nach. Heute wissen wir mit Sicherheit, dass ein starkes Naturphänomen – die rhythmische Bewegung des Meerwassers – durch die Anziehungskräfte von Mond und Sonne verursacht wird. Flutwellen bergen ein riesiges Energiepotential - 3 Milliarden kW.
Die Idee, die Energie der Gezeiten zu nutzen, stammt von unseren Vorfahren vor gut tausend Jahren. Richtig, dann bauten sie keine TPPs, sondern Gezeitenmühlen. Eine dieser Mühlen, die 1086 urkundlich erwähnt wurde, ist in der Stadt Ealing im Süden Englands erhalten geblieben. In Russland erschien im 17. Jahrhundert die erste Gezeitenmühle am Weißen Meer.
Im zwanzigsten Jahrhundert dachten Wissenschaftler darüber nach, das Potenzial der Gezeiten in der Elektrizitätsindustrie zu nutzen. Die Vorteile der Gezeitenenergie sind unbestreitbar. Gezeitenstationen können an schwer zugänglichen Stellen in der Küstenzone gebaut werden, sie verschmutzen die Atmosphäre nicht mit schädlichen Emissionen, im Gegensatz zu thermischen Stationen, überschwemmen Land nicht, im Gegensatz zu Wasserkraftwerken, und stellen im Gegensatz zu Wasserkraftwerken keine potenzielle Gefahr dar Atomkraftwerke.
Gezeitenkraftwerk (TPP) - Kraftwerk , Umwandlung der Energie der Meeresgezeiten in elektrische Energie. PES nutzt den Unterschied zwischen „Hochwasser“ und „Niedrigwasser“ bei Ebbe und Flut. Durch das Sperren der Bucht oder der Mündung eines aus dem Meer (Ozean) kommenden Flusses mit einem Damm (der ein Reservoir gebildet hat, wird es als TPP-Becken bezeichnet) ist es möglich, bei einer ausreichend hohen Gezeitenamplitude (> 4m) um eine für die Rotation von Wasserturbinen und daran angeschlossenen Wasserkraftgeneratoren ausreichende Förderhöhe zu schaffen, in den Dammkörper eingebracht. Mit einem Pool und dem richtigen halbtägigen Gezeitenzyklus kann das TPP kontinuierlich für 4-5 Strom erzeugen h mit Pausen jeweils 2--1 h viermal am Tag (ein solches PES wird als Single-Pool Double-Acting bezeichnet). Um die ungleichmäßige Stromerzeugung zu eliminieren, kann das TPP-Becken durch einen Damm in zwei oder drei kleinere Becken geteilt werden, von denen eines den Pegel von „niedrigem“ und das andere von „vollem“ Wasser hält; der dritte Pool ist eine Reserve; Hydraulikaggregate sind im Körper der Trennwand eingebaut. Aber selbst diese Maßnahme schließt das Pulsieren der Energie aufgrund der zyklischen Natur der Gezeiten während eines Halbmonatszeitraums nicht vollständig aus. Bei der Zusammenarbeit im selben Energiesystem mit leistungsstarken thermischen (auch Kern-)Kraftwerken kann die von PES erzeugte Energie genutzt werden, um an der Abdeckung der Lastspitzen des Energiesystems mitzuwirken, und HPPs, die im selben System enthalten sind und über Speicher verfügen saisonale Regulierung, kann monatliche Schwankungen der Gezeitenenergie ausgleichen.
Bei PES sind Kapselhydraulikeinheiten installiert, die mit relativ hohem Wirkungsgrad im Erzeugungsmodus (direkt und rückwärts) und im Pumpmodus (direkt und rückwärts) sowie als Düker verwendet werden können. In den Stunden, in denen die geringe Last des Stromsystems zeitlich mit „niedrigem“ oder „vollem“ Wasser im Meer zusammenfällt, werden die TPP-Wasserkraftwerke entweder abgeschaltet oder arbeiten im Pumpmodus - sie pumpen Wasser in das Becken über dem Hoch Wasserstand (oder unter Ebbe abpumpen) und so Energie bis zu dem Moment akkumulieren, an dem die Lastspitze im Stromnetz eintritt ( Reis. ein ).
Fällt Hoch- oder Niedrigwasser zeitlich mit der Höchstlast des Stromnetzes zusammen, arbeitet das PES im Generatorbetrieb. Somit kann PES im Stromnetz als Spitzenkraftwerk eingesetzt werden .
1966 in Frankreich am Fluss Rance ( Reis. 2 ) baute das erste Gezeitenkraftwerk der Welt. Das System verwendet vierundzwanzig 10-
Megawattturbinen, hat eine Auslegungsleistung von 240 MW und produziert jährlich etwa 50 GWh Strom. Für diese Station wurde eine Gezeitenkapseleinheit entwickelt, die drei direkte und drei umgekehrte Betriebsmodi zulässt: als Generator, als Pumpe und als Düker, was einen effizienten Betrieb des TPP gewährleistet. Laut Experten ist TES Rance wirtschaftlich gerechtfertigt. Die jährlichen Betriebskosten sind geringer als bei Wasserkraftwerken und machen 4 % der Kapitalinvestitionen aus.
Ein weiteres großes 20-MW-Gezeitenkraftwerk befindet sich in Annapolis Royal in der Bay of Fundy, Nova Scotia, Kanada. Es wurde im September 1984 offiziell eröffnet. Die Anlage wurde auf etwa montiert. Schweine an der Mündung des Flusses. Annapolis basiert auf einem bestehenden Damm, der fruchtbares Land vor Überschwemmungen mit Meerwasser bei Stürmen schützt. Die Amplitude der Flut reicht von 4,4 bis 8,7 m.
1968 wurde an der Küste der Barentssee in Kislaya Guba das erste Pilot-TPP in unserem Land gebaut. Im Kraftwerksgebäude befinden sich 2 Hydraulikaggregate mit einer Leistung von 400 kW. Die Gründer dieses Projekts waren die sowjetischen Wissenschaftler Lev Bernshtein und Igor Usachev. Zum ersten Mal in der Weltpraxis des hydrotechnischen Baus wurde die Station im schwimmenden Verfahren gebaut, das dann beim Bau von Unterwassertunneln, Öl- und Gasplattformen, Küstenwasserkraftwerken, Wärmekraftwerken, Kernkraftwerken und weit verbreitet war schützende wasserbauliche Komplexe.
Im Gegensatz zur Wasserkraft aus Flüssen variiert die durchschnittliche Gezeitenkraft nur wenig von Saison zu Saison, sodass die Gezeitenkraft die Industrie gleichmäßiger mit Strom versorgen kann.
Im Ausland werden Projekte für Gezeitenkraftwerke in der Bay of Fundy (Kanada) und an der Mündung des Severn River (England) mit einer Leistung von 4 bzw. 10 Millionen Kilowatt entwickelt, in China sind kleine Gezeitenkraftwerke in Betrieb .
Bisher ist die Energie von Gezeitenkraftwerken teurer als die Energie von Wärmekraftwerken, aber mit einer rationelleren Umsetzung des Baus von Wasserbauwerken dieser Stationen können die Kosten der von ihnen erzeugten Energie vollständig auf die Kosten reduziert werden der Energie von Flusskraftwerken. Da die Gezeitenenergiereserven des Planeten die gesamte Wasserkraft der Flüsse bei weitem übersteigen, ist davon auszugehen, dass die Gezeitenenergie eine bedeutende Rolle für den weiteren Fortschritt der menschlichen Gesellschaft spielen wird.
Die Weltgemeinschaft geht davon aus, dass die saubere und erneuerbare Energie der Meeresgezeiten im 21. Jahrhundert führend genutzt wird. Seine Reserven können bis zu 15 % des modernen Energieverbrauchs decken.
33 Jahre Erfahrung im Betrieb der weltweit ersten TPPs – Rance in Frankreich und Kislogubskaya in Russland – haben bewiesen, dass Gezeitenkraftwerke:
arbeiten in Stromversorgungssystemen sowohl an der Basis als auch an der Spitze des Lastplans mit einer garantiert konstanten monatlichen Stromerzeugung
verschmutzen die Atmosphäre im Gegensatz zu Wärmekraftwerken nicht mit schädlichen Emissionen
überschwemmen das Land nicht, im Gegensatz zu Wasserkraftwerken
stellen im Gegensatz zu Kernkraftwerken kein Gefahrenpotential dar
Kapitalinvestitionen in TPP-Anlagen übersteigen nicht die Kosten von Wasserkraftwerken aufgrund der in Russland getesteten schwimmenden Bauweise (ohne Stürze) und der Verwendung eines neuen technologisch fortschrittlichen orthogonalen Wasserkraftwerks
die Stromkosten sind die günstigsten im Energiesystem (bewährt seit 35 Jahren bei PES Rance - Frankreich).
In Russland wurden die Projekte des TPP Tugurskaya mit einer Kapazität von 8,0 GW und des TPP Penzhinskaya mit einer Kapazität von 87 GW am Ochotskischen Meer fertiggestellt, deren Energie in energiearme Regionen im Südosten übertragen werden kann Asien. Am Weißen Meer wird das Heizkraftwerk Mezen mit einer Kapazität von 11,4 GW geplant, dessen Energie über das Ost-West-Energiesystem nach Westeuropa transportiert werden soll.
Die schwimmende „russische“ Technologie für den Bau von TPPs ermöglicht es, die Kapitalkosten um ein Drittel im Vergleich zur klassischen Methode des Baus von Wasserbauwerken hinter Dämmen zu senken.
Gezeitenkraftwerke haben keine schädliche Wirkung auf den Menschen:
keine schädlichen Emissionen (im Gegensatz zu thermischen Kraftwerken)
es besteht keine Überschwemmung des Landes und die Gefahr eines Welleneinbruchs in den Flussabwärts (im Gegensatz zu einem Wasserkraftwerk)
keine Strahlengefährdung (im Gegensatz zu Kernkraftwerken)
Die Auswirkungen katastrophaler natürlicher und sozialer Phänomene (Erdbeben, Überschwemmungen, Feindseligkeiten) auf das TPP bedrohen die Bevölkerung in den an das TPP angrenzenden Gebieten nicht.
Diese Technologie ist besonders vorteilhaft für Inselgebiete sowie für Länder mit langen Küsten.
Umweltsicherheit:
PES Dämme sind biologisch durchlässig
die Fischpassage durch das PES ist nahezu ungehindert
Vollständige Tests am TPP Kislogubskaya haben keine toten oder beschädigten Fische gefunden (Forschung des Polar Institute of Fisheries and Oceanology)
Die Hauptnahrungsgrundlage des Fischbestandes ist Plankton: 5-10 % des Planktons sterben am TPP und 83-99 % am HPP
Die Abnahme des Wassersalzgehalts im TPP-Becken, die den ökologischen Zustand der Meeresfauna und des Eises bestimmt, beträgt 0,05-0,07%, d.h. fast nicht wahrnehmbar
Das Eisregime im TPP-Becken weicht auf
Hügel und Voraussetzungen für ihre Bildung verschwinden im Becken
es gibt keine Druckwirkung von Eis auf die Struktur
Bodenerosion und Sedimentbewegung stabilisieren sich während der ersten beiden Betriebsjahre vollständig
die schwimmende Bauweise ermöglicht es, auf den Standorten des TKW keine temporären Großbaustellen zu errichten, Jumper etc. zu errichten, was zur Schonung der Umwelt im Bereich des TKW beiträgt
Emission von schädlichen Gasen, Asche, radioaktive und thermische Abfälle, Gewinnung, Transport, Verarbeitung, Verbrennung und Entsorgung von Brennstoffen, Verhinderung der Verbrennung von Luftsauerstoff, Überflutung von Gebieten, die Gefahr einer Durchbruchswelle sind ausgeschlossen
TPP bedroht den Menschen nicht, und Änderungen in seinem Einsatzgebiet sind nur lokaler Natur und meist in positiver Richtung.
Energieleistung von Gezeitenkraftwerken
Die Nutzung der großen Kräfte der Gezeiten des Weltozeans, sogar der Ozeanwellen selbst, ist ein interessantes Problem. Sie fangen gerade an, es zu lösen. Es gibt viel zu entdecken, zu erfinden und zu gestalten.