Часть 2. Малая гидроэнергетика. Новые типы ГЭС
Малые ГЭС
Малая гидроэнергетика позволяет использовать энергетический потенциал малых рек. Суть в том, чтобы использовать энергию малых рек без больших капиталовложений и долгого строительства и таким образом развивать удаленные и малонаселенные районы.
Выработка энергии с использованием малой гидроэнергетики в разных странах:
Австрия – 1,1 ГВт;
Франция – 2,1 ГВт;
Германия – 1,6 ГВт;
Норвегия – 1,4 ГВт;
Испания – 1,8 ГВт;
Швейцария – 0,8 ГВт;
Япония – 3,5 ГВт;
Канада – 2,0 ГВт;
Китай (!) – 35 ГВт.
Приливные ГЭС
Строятся на берегах морей с целью использования гравитационной силы Солнца и Луны, которые дважды в сутки изменяют уровень воды у морского побережья.
К слову, разница уровней воды между приливами и отливами может достигать 18 метров (!).
Принцип работы приливных ГЭС следующий.
Приливные плотины строятся в море, образуя приливной бассейн, внутри плотины или рядом с ней размещаются обратимые гидроагрегаты, которые могут работать как генератором, так и насосом.
Когда наступает прилив, перед плотиной со стороны моря уровень воды становится выше, и вода через генераторы поступает в бассейн. Так вырабатывается электроэнергия.
Когда приходит время отлива, уровень воды со стороны моря падает, вода из бассейна вновь проходит через генераторы, вырабатывая энергию.
Когда нет прилива/отлива, приливная ГЭС может использовать как гидроаккумулирующую электростанцию, закачивая морскую воду в бассейн при переизбытке электроэнергии и спуская ее в море, когда есть необходимость в выработке электроэнергии.
Волновые ГЭС
Принцип работы волновой электростанции основан на преобразовании кинетической энергии волн в электрическую. Существует несколько способов устройства подобных станций, различных по принципу работы и конструкции:
· принцип «осциллирующего водяного столба». В этом конструктивном варианте волны, осуществляя толчковые движения, заполняют собой специально изготовленные камеры, в которых содержатся воздушные массы. При наплыве волн воздух в камерах сжимается, создавая избыточное давление. Под действием давления воздух поступает в турбину, вращая ее лопастные механизмы. Вращательное движение турбины передается на генератор, который вырабатывает электрический ток;
· принцип «колеблющегося тела». На этом принципе работают разнообразные буи, «морские змеи» и др. В этом варианте конструкции несколько секций соединяются в конвертер, между которыми на подвижных платформах монтируются гидравлические поршни. К поршню (группе поршней) подсоединён гидравлический двигатель, он приводит во вращательное движение электрический генератор. Под раскачивающимся действием волн конвертер приводит в движение поршни, а они, в свою очередь, приводят в работу гидравлический двигатель и, соответственно, генератор;
· установка с «искусственным атоллом». Это бетонное сооружение состоит из корпуса, на котором размещается наклонная поверхность для наката волн. В средней части располагается накопительный резервуар (бассейн). Из него через приёмное отверстие вода поступает на гидротурбину. Генератор устанавливается в верхней части сооружения. Для поднятия воды в бассейн, который расположен выше уровня моря, используют эффект «набегания волны» на специальную наклонную поверхность.
Как это работает на практике
Первая коммерческая волновая электростанция начала работу в 2008 году в Агусадоре (Португалия). Это установка-пионер, которая использует непосредственно механическую энергию волны. Работа станции основана на принципе «колеблющегося тела». Разработала проект английская компания Pelamis Wave Power, мощность станции составила 2,3 МВт, и есть возможность увеличения мощности путем монтирования дополнительных секций.
В Великобритании построили самую большую в мире волновую электростанцию Wave Hub, она расположена у полуострова Корнуэлла. Электростанция оборудована 4-мя генераторами мощностью по 150 кВт каждый. Работа станции основана на принципе «колеблющегося тела».
После успешных внедрений волновых ГЭС разных типов ученые-инженеры всерьез задумались над тем, чтобы использовать энергию подводных течений и морского давления.
Ноу-хау: портативные ГЭС
К новинкам разработчиков относится разработка миниатюрных или портативных гидроэлектростанций, которые по праву стали актуальными девайсами.
Они используются для энергоснабжения отдельного домохозяйства или резервного источника питания в случае перебоев в работе стационарной сети.
Эти устройства позволяют получить немного энергии, будучи погруженными в быстро бегущий водный поток. Понятно, что чем быстрее течет вода, тем больше электричества вырабатывает турбина (до определенных пределов).
Преимущества ГЭС:
1. это возобновляемый источник энергии;
2. относительно дешевая электроэнергия (конечно же, после срока амортизации основных сооружений);
3. экологически чистая (углероднонейтральная) энергия;
4. маневренность (быстрый ввод в работу);
5. простая эксплуатация.
Недостатки ГЭС:
1. затопление пахотных и других земель;
2. экологические последствия (от пропусков воды, в пойменных экосистемах).
Больше информации про гидроэлектростанции всех типов в моем большом видео "Что скрывают гидроэлектростанции?":
https://www.youtube.com/watch?v=P31qNA1GgVE