Приливы, завораживающее природное явление, организованное гравитационным взаимодействием Луны и Солнца, на протяжении веков пленяли человеческое любопытство. Ритмичные приливы и отливы океанских вод влияют на прибрежные экосистемы, морскую навигацию и даже на область производства возобновляемой энергии. Сегодня я расскажу о механике приливов, назову некоторые места, где происходят самые высокие приливы на планете и как человек научился использовать энергию приливных волн.
Механика приливов
Приливы происходят из-за гравитационного взаимодействия между Землей, Луной и Солнцем. Гравитационная сила Луны приводит к эффекту «выпучивания», создавая приливы на стороне Земли, обращенной к Луне. Второй прилив проявляется на противоположной стороне из-за центробежной силы, исходящей от взаимной орбиты Земли и Луны. Эти двойные зоны приливов уравновешиваются отливами с интервалом в 90 градусов. Когда гравитационное притяжение Солнца сочетается с гравитационным притяжением Луны, мы сталкиваемся с весенними приливами, характеризующимися особенно большими приливами и отливами. А когда гравитационные влияния Солнца и Луны противодействуют друг другу, это приводит к уменьшению приливов и повышению отливов.
Самые высокие приливы на Земле
Многочисленные места по всему миру испытывают необычайные колебания приливов, демонстрируя небесный балет в действии. Залив Фанди в Канаде безраздельно властвует с диапазоном приливов, достигающим поразительных 16 метров.
Точно так же Мон-Сен-Мишель во Франции становится свидетелем драматического отлива, временно превращающего остров в полуостров.
Интенсивность приливов и отливов зависит от многих факторов, однако наиболее важным из них является степень связи водоёмов с мировым океаном. Чем более замкнут водоём, тем меньше степень проявления приливо-отливных явлений. Так, например, в Балтийском, Чёрном и Каспийском морях эти явления практически незаметны.
С другой стороны, если в месте образования прилива достаточно большой амплитуды имеется сужающийся залив или устье реки, это может привести к образованию мощной приливной волны, которая поднимается вверх по течению реки, иногда на сотни километров. Места, где наблюдается приливной бор:
- река Амазонка — высота до 4 метров, скорость до 25 км/ч
- река Фучуньцзян (Китай) — самый высокий в мире приливной бор, высота до 9 метров, скорость до 40 км/ч
Приливные электростанции: использование силы приливов
В последнее время стремление к устойчивым и возобновляемым источникам энергии стимулировало разработку приливных электростанций. Эти системы используют кинетическую энергию, присущую приливам, для выработки электроэнергии, представляя собой потенциальное решение для растущих потребностей в энергии при одновременном сокращении выбросов парниковых газов. Приливные электрогенераторы в основном делятся на две категории: системы приливного течения и системы приливного диапазона.
Системы приливных течений
Системы приливных течений, похожие на подводные ветряные турбины, используют кинетическую энергию движущейся воды. Эти турбины стратегически расположены в регионах с сильными приливными течениями, такими как узкие проливы или каналы. Когда приливы проходят через эти области, они приводят в движение турбины, тем самым преобразуя кинетическую энергию воды в электрическую энергию. Системы приливных течений могут похвастаться предсказуемостью благодаря постоянному влиянию лунных и солнечных гравитационных сил, что делает их надежным возобновляемым источником энергии.
Системы приливного диапазона
Системы измерения приливов сосредоточены на использовании вертикальной разницы между приливами и отливами. Один из распространенных методов включает возведение приливных плотин или плотин через эстуарии или приливные бассейны. Эти конструкции включают в себя шлюзовые затворы и турбины, позволяющие воде поступать во время приливов и затем течь через турбины во время отливов. Это контролируемое движение воды вырабатывает электроэнергию, проходя через турбины.
Преимущества и проблемы
Приливные электрогенераторы обладают рядом преимуществ. Они производят чистую, возобновляемую энергию без выбросов парниковых газов, что подчеркивает их экологичность. Предсказуемость приливов способствует эффективному управлению производством и распределением энергии. Тем не менее, проблемы включают в себя первоначальные высокие затраты на инфраструктуру, потенциальные экологические последствия для местных морских экосистем и сложности навигации в указанных районах.
2 крупнейшие приливные энергостанции
Приливная электростанция на озере Сихва, Южная Корея. Эта станция общей мощностью 254 мегаватт работает в заливе Кёнгидо. Он отличается впечатляющим диапазоном приливов и вносит значительный вклад в портфель возобновляемых источников энергии Южной Кореи.
Приливная электростанция Ранс, Франция. Эта станция, расположенная на реке Ранс, была одной из первых и остается одним из крупнейших объектов приливной энергетики в мире. Имея мощность 240 мегаватт, она работает с 1966 года.
В России самые высокие приливы высотой в 13 метров происходят в заливе Охотского моря Пенжинская губа. Там планируется к строительству Приливная электростанция.
Земные приливы, управляемые гравитационным взаимодействием небесных тел, таят в себе значительный потенциал возобновляемой энергии с помощью приливных электрогенераторов. Поскольку мир стремится к более чистым и устойчивым энергетическим решениям, использование энергии приливов может значительно способствовать удовлетворению наших энергетических потребностей при одновременном сокращении нашего углеродного следа. Разгадывая механизмы, лежащие в основе приливов, и совершенствуя технологию приливных электрогенераторов, мы прокладываем курс к более экологичному и устойчивому энергетическому будущему. Но пока количество и суммарная мощность приливных энергостанций очень далека от потребности и даже не сравнима с классическими ГЭС.
