Нетрадиційні джерела енергії та їх вплив на навколишнє середовище

частково запобігти. Ерозія і перенос  осадів являють собою

природні та безперервні процеси, однак сільськогосподарські роботи,

прокладка доріг будівництво будинків і вирубка лісів - все це прискорює

ерозійні процеси, оголюючи грунт. Ретельний контроль за станом грунту

сприяє зменшенню кількості  уламкового матеріалу, що буря

потоками, і тим самим запобігає  швидке накопичення осаду в

водосховищах.

      Невидимі до пори купи осадів, що стають видимими лише під

час низького стояння води у водосховищі, - не єдина причина, по

якої багато хто виступає проти  будівництва гребель. Існує й інша,

більш важлива причина: після заповнення водосховища під водою виявляються

цінні землі, які втрачаються назавжди. Зникають також цінні тварини

і рослини, причому це не тільки сухопутні види; риби, що населяють

перегороджену греблею річку, теж можуть зникнути, оскільки гребля

перегороджує шлях до місць нересту.

      Існує й інші аспекти, пов'язані з будівництвом водосховищ. В

певні періоди часу в році якість води у водосховищі і

якість води, що випускається з  нього, може бути на рідкість низькими. В

Протягом літа і осені нижні  шари води у водосховищі можуть стати  дуже

бідними киснем. Нестача кисню обумовлений поєднанням двох

процесів. По-перше, неповним перемішуванням води у водосховищі в

Протягом літа і ранньої осені. По-друге, бактеріальним розкладанням відмерлих

рослин у донних шарах водоймища, що вимагає великої кількості

кисню. Якщо ця бідна киснем вода випускається з водоймища, то

наноситься шкода рибі й іншим водним організмам нижче за течією.

      Щоб створити перевагу  більш високої водної поверхні  або більше

рівномірного стоку, фактично немає необхідності будувати греблю на

вільно поточної річці. Частково відводячи воду верхнього плину, можна створити

штучне озеро й осторонь від  річки. Таке озеро має перевагу

як висоти напору, так і постійно доступного водяного резерву.

 

                              Енергія припливів.

 

      У припливах і  відливах, що змінюють один одного двічі на день, також

укладена величезна енергія.

      Припливи - це результат  гравітаційного притягання великих мас води

океанів з боку Місяця і, у меншій мірі, Сонця. При обертанні Землі

частина води океану піднімається і якийсь час утримується в цьому

положенні гравітаційним притяганням. Коли «горб» підйому води досягає

суші, як це повинно відбуватися  внаслідок обертання Землі, настає

приплив. Подальше обертання Землі  послабляє вплив Місяця на цю частину

океану, і приплив спадає. Припливи і відпливи повторюються двічі на добу, хоча

їх точний час змінюється в залежності від сезону і положення Місяця

      Середня висота  припливу складає усього лише 0,5 м, за винятком тих

випадків, коли водяні маси переміщаються  у відносно вузьких межах. В

таких випадках виникає хвиля, висота якої може в 10-20 разів перевищувати

нормальну висоту припливного підйому. Щороку найбільш високі припливи

трапляються тоді, коли Місяць і Сонце  знаходяться майже на одній лінії, так

що сумарний гравітаційний вплив  збільшує обсяг переміщуваної

океанської води.

 

      Робота припливної  електростанції.

      На річці побудована гребля для затримки вод високого припливу. Коли

приливні води відступають, затримана  греблею вода випускається в океан

через грушоподібні турбіни під греблею і виробляється електроенергія.

Однак можна виробляти електроенергію як при відпливі, так і при припливі.

      Приливна хвиля затримується за греблею в результаті відкриття

ряду донних затворів, що дозволяє їй рухатися вгору по річці в

напрямку витоку. Затвори закривають тоді, коли приплив досягає

найвищого рівня, а потім, по мірі відпливу, воді, замкненої за греблею,

дозволяють стікати до моря через турбіни. При низькому рівні води, тобто при

відпливі, велика частина цієї води спускається. Коли припливні води знову

наступають, вони опиняються перед  закритими затворами, і рівень води зі

боку моря перевищує її рівень на стороні греблі, зверненої до суші.

Після того як буде досягнутий достатній напір, воді дозволяють текти вгору

по річці, проходячи через турбіни, і знову виробляти електрику. Таким

чином, енергія виробляється за рахунок  відпливу, і за рахунок припливу.

      На деяких станціях  застосовується чудова технологія. В

останній фазі припливу різниця в рівнях води в резервуарі за греблею і в

океані може складати яких-небудь два метри. В цей час електроенергія

з якого-небудь іншого джерела може бути використана для перекачування

океанської води (за допомогою турбін) у припливний басейн. Вода накачується  на

висоту лише декількох десятків сантиметрів, тому не потрібно багато

енергії. Коли приливна хвиля відступила, ця додаткова вода падає з

висоти 6 - 10 м, виробляючи набагато більше електроенергії, ніж її було

витрачено. Та ж ідея реалізується при відпливі, але тільки в цьому випадку вода

відкачується з припливного  басейну в океан. При цьому  рівень води в

басейні падає нижче рівня води в океані і надходить приливна вода

проходить велику дистанцію. Через величезну вартість цих споруджень уряди не налаштовані вкладати кошти в припливну енергію. Такі станції коштують у 2,5 рази

більше оціночної вартості річкової гідростанції з такою ж середньої

виробленням енергії насамперед через  додаткову вартість захисних

перемичок попереду і позаду об'єкта. Але як тільки початкові інвестиції

зроблені, вироблення енергії вже  не вимагає ніякого палива. Необхідно

тільки технічне обслуговування системи, і тому вартість енергії

залишається низькою.

      Місця, де припливи  могли б бути використані для вироблення

електроенергії, є в усьому світі. Крім вартості спорудження станції, у припливної енергії є й

інші негативні сторони. Якщо припливна  станція знаходиться далеко від

найближчого великого центру використання енергії, будуть потрібні довгі і

дорогі лінії електропередачі. З іншого боку, така передача на великі

відстані стає все більш звичайною  в міру створення нових і більш

ефективних ліній.

      І нарешті, слід  згадати ще одну негативну  рису припливної

енергії - те, що її вироблення непостійна. Це легко зрозуміти, якщо на

хвилину задуматися про її природу. При звичайній експлуатації припливної енергії

електрика виробляється тільки на початку відпливу, тобто тоді, коли

рівень води, запасеної в басейні, у достатній мірі перевищує її

рівень в море. У міру зниження рівня води в басейні вироблення

електроенергії зменшується і  біля нижньої точки відливу падає  до нуля,

оскільки різниця рівнів зникає. Якщо припливна станція обладнана

реверсивними турбінами, то енергія  може вироблятися і за рахунок

наступаючого припливу, але тільки після того, як рівень припливу перевищить у

достатньою мірою рівень води за греблею. Коли приплив досягає

максимальної висоти, вироблення енергії  знову наближається до нуля. Таким

чином, крива вироблення енергії  піднімається і падає двічі з

добу відповідно до двох приливними циклами.

      Ця циклічна вироблення  енергії навряд чи буде відповідати

добовим потребам у ній. Пікова потреба і пікове вироблення можуть

іноді збігатися, так як годинник обох припливів зрушуються в міру зміни

пір року, але найчастіше такого збігу не буде. Тому надходження

енергії в мережу повинне якимось  чином регулюватися. Це означає, що

вироблення енергії іншими, центральними, станціями повинно звичайно знижуватися,

коли темп припливного вироблення досягає максимуму, і зростати, коли він

падає. Фактично енергія від припливної електростанції досить регулярно

заміщає енергію, вироблювану за допомогою  інших засобів. Якщо заміщається

енергія, що виробляється станцією на вугільному паливі, то заощаджується  вугілля.

 

         Біологічні і фізичні наслідки будівництва приливних

                               електростанцій.

 

      Фізичні наслідки. Коли ми дивимося на припливи  з їх загрозливою

енергією, нам варто подумати про  вплив на навколишнє середовище припливних

басейнів. Зосередимося на фізичних змінах, які можуть відбутися

з морської сторони припливної електростанції

      Амплітуда припливу  може збільшуватися усього лише на 30 см, але навіть

така невелика зміна загрожує серйозними наслідками. Поступающіе

приливні води можуть піднятися на 15 см, а це здатне привести до

вторгненню морської води в прибережні колодязі і створити загрозу для  будівель,

розташованих поблизу верхньої відмітки припливу. Можливо прискорення  берегової

ерозії, а низинні ділянки, включаючи  дороги, будуть затоплятися, коли шторми

і збільшилися припливи об'єднають  зусилля. Берегова смуга буде

практично непридатна для використання через більш високих припливів.

Оцінки площі берегової смуги, яка може бути втрачена через

приливного затоплення, коливаються  від 17 до 40 квадратних кілометрів.

Звичайно, місцеві втрати залежать від крутизни схилу і характеру  берега.

Відплив, що може виявитися нижче  на 15 см, здатний утруднити доступ до

човнам і до води з причалів. Збільшена висота припливу може викликати

надходження більш солоної води в устя річок і цим змінити співвідношення

мешкають там водних організмів.

      Зі збільшенням амплітуди припливів виникнуть посилені припливні

течії, на 5-10% більш швидкі, що може привести до розмивання і переносу

піщаних мілин і до заповнення піском існуючих судноплавних русел, а в

результаті - до необхідності складання  нових навігаційних карт. Але в  цьому

випадку суду незабаром почнуть  застрявати, у міру того як проходи будуть

змінюватися через переміщення  піску. Більш швидкі течії утруднять

відокремлення нафтових плям, але  разом з тим вони ж будуть швидше розганяти

нафту.

      Біологічні наслідки. Споруда великої припливної електростанції

може привести не тільки до місцевих біологічних наслідків. В басейні

позаду приливної станції буде впливати на важливе

біологічне простір уздовж узбережжя океану. Ця смуга, називана

припливної зоною простягається  від точки найвищого припливу (чи бризів від

приливних хвиль) до нижньої точки, що оголюється при відпливі. (Обидві ці межі

кілька зміщуються зі зміною пір року.)

      У цій зоні біологічні спільноти складаються, по-перше, з

організмів, які проводять тут  свій час чи велику частину його частину. На

піщаних берегах живуть риє спільноти, такі, як краби, креветки,

хробаки і деякі двостулкові  молюски, а на скелястих - організми,

прикріплені до скель (мідії, устриці, морські жолуді, великі водорості).

У воді припливної зони мається ще один набір організмів - фітопланктон. Це

діатомові водорості, перидинеї; вони приносяться і виносяться з водою

припливів.

      Приливна енергія  здатна змінити відносний баланс  між видами,

складовими спільноти приливної  зони. Нам зовсім не ясно, як личинкові

стадії морських видів зможуть  переносити прохід через турбіну. Більше того,

можливо, що такі шкідливі організми, як перидинеї, що викликають «червоний

прилив »(такі припливи приводять  до загибелі риби й іноді роблять  м'ясо

молюсків отруйним для людей), виявляться в сприятливому положенні, а

розмноження бажаних видів, таких, як краби чи устриці, може

постраждати. Крім того, ми не знаємо напевно, що прискориться в результаті

споруди станцій - ерозія чи відкладення  осадових матеріалів.

      Поява припливної  електростанції може не тільки  вплинути на місцеві

співтовариства, але і заподіяти  шкоду мігруючим видам. Прохід через турбіни

електростанції навряд чи принесе цим видам користь. Для перекриття входу

можуть бути використані сітки, але придатність сходових рибоходів  в якості

обхідного шляху все ще залишається  під питанням. Перелітні птахи, що годуються

на солоних маршах, такі, як пісочники і сивки, ймовірно, будуть знаходити

менше їжі в приливному басейну  позаду електростанції через загибель

організмів при проході через турбіну. Все це локальні наслідки, але

область їх впливу може зробити більш  великою.

      Віддалені біологічні  наслідки при використанні припливної

енергії будуть обумовлені посиленням припливних течій в результаті

збільшення амплітуди припливів. Більш потужні приливні течії  будуть

порушувати температурну стратифікацію  води, перемішуючи шари з різною

температурою. Нижележащие холодні  шари найбільш багаті поживними

речовинами, які поступово осідають на дно. Тому з більш холодною

водою в поверхневі шари буде надходити  більше поживних речовин.

Літня температура повітря і води може понизитися в середньому на 1 градус, і

ймовірним наслідком цього буде посилення туманів і морських вітрів, а

біологічна продуктивність, мабуть, збільшиться. Велика кількість водоростей і

зоопланктону, швидше за все, зросте, так само як і чисельність харчуються

ними організмів, але ми недостатньо  інформовані, щоб знати, яким

конкретно видам це піде на користь, а яким - на шкоду. Біологічні

неясності, пов'язані з будівництвом станцій на приливної енергії, поки

дійсно дуже великі.