Гидроэнергетика

Самую дешевую электроэнергию, как правило, производят на ГЭС. Гидроэнергетический потенциал, используемый ими, относят к неисчерпаемым ресурсам. Использование ГЭС ограничивается прежде всего тем, что их размещение нельзя ориентировать на потребителя, а можно строить только в определенных местах, где присутствует удачное сочетание мощной реки с удобными для строительства станции формами рельефа.
Первые ГЭС относились к так называемому проточному типу, при котором вода реки не подпруживалась, а просто пропускалась через турбину. Для создания таких станций требовались большие перепады в уровнях реки. Например, знаменитая электростанция у Ниагарского водопада (США) была именно такого типа.
В современных ГЭС для повышения напора воды, его стабилизации (вне зависимости от погодных, сезонных и годовых колебаний уровня выпадающих осадков и речного стока), а также для обеспечения долговременных запасов потенциальной энергии воды сооружают плотины, перед которыми создаются крупные водохранилища.
В горных районах обычно строятся высоконапорные ГЭС, что позволяет более эффективно использовать энергию потока при сравнительно небольших расходах воды.
Однако при всей своей кажущейся экологичности гидроэнергетика тоже далеко не безвредна для окружающей среды. Плотины и водохранилища не только выводят из оборота большие площади земли, но и влияют на качество воды: и той, что накапливается в водохранилищах, и той, что спускается через турбины. Изменение гидрографического режима в зоне водохранилищ и ГЭС приводит к подтоплению, засолению, заболачиванию больших территорий, а также к неблагоприятным, часто необратимым, изменениям биосистем и ландшафтов.
Страдает и русло реки ниже плотины. В зависимости от сезона вода, поступающая из водохранилища, может содержать очень мало растворенного кислорода, и тогда она становится неблагоприятной средой для рыб и других водных организмов. Наконец, спускаемая через плотину вода, как правило, гораздо сильнее размывает русло и берега ниже ГЭС, чем это делала бы незапруженная река.
Еще одним недостатком мощных гидростанций является то, что их сооружение (особенно все, что связано с оборудованием плотин и гигантских водохранилищ) требует огромных материальных (стройматериалы, оборудование, техника, финансы) и трудовых затрат, значительных (обычно не менее 5-6 лет) сроков строительства и немалых эксплуатационных расходов.
По указанным причинам в последние годы в равнинных регионах строительство ГЭС является скорее исключением, чем правилом, и большинство стран ориентируется на эксплуатацию гидроэнергоресурсов лишь в горных и предгорных регионах — там, где строительство ГЭС дешевле и не приводит к слишком масштабным экологическим издержкам.
Наиболее перспективными направлениями развития гидроэнергетики в настоящее время считаются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС), малые ГЭС и микро-ГЭС.
ГАЭС представляют собой «обратимые» станции, которые могут работать как в обычном режиме, на внешнего потребителя энергии, так и в обратном режиме, используя свободную (суточную и сезонную) энергию других станций единой сети, для пополнения запаса воды в своем водохранилище. Создание и применение ГАЭС связаны прежде всего с так называемой проблемой пиков – высокой степенью неравномерности расходования энергии в течение суток, а также заметными сезонными колебаниями энергопотребления.
Гидроаккумулирующие станции, которые подключаются в сеть для покрытия пикового потребления энергии, тем самым обеспечивают необходимую маневренность в использовании мощностей энергетических систем. Кроме того, в отличие от ГЭС, строительство ГАЭС требует, как правило, значительно меньших масштабов отчуждения земельных площадей под водохранилища.
Другим направлением повышения эффективности использования гидроэнергетических ресурсов является сооружение малых ГЭС и микро-ГЭС. К малым ГЭС (МГЭС) принято относить гидроэлектростанции мощностью 0,1…30 МВт (при этом для них введено ограничение по диаметру рабочего колеса турбины – 3 м и по мощности одного гидроагрегата – до 10 МВт). Установки мощностью менее 0,1 МВт выделяются в категорию микро-ГЭС,
Основными критериями при принятии решения о строительстве малых ГЭС и микро-ГЭС являются наличие благоприятных местных условий по источнику воды и рельефу, а также отсутствие развитых региональных энергосетей и целесообразность создания автономной системы энергоснабжения.
При этом, по экспертным оценкам, экономический гидроэнергопотенциал, пригодный к эксплуатации системами малых ГЭС и микроГЭС, в мире составляет около 35 % общего экономического гидропотенциала и в настоящее время используется не более чем на 3…5 %. В связи с этим рынок малых и особенно микро-ГЭС, сдаваемых подрядчиком «под ключ», считается весьма перспективным.

Что-то про

Работаю в сфере энергетики с 1998 года....