Гидроэнергетика

Гидроэнергетика является экологически чистым источником энергии при условии, что проектом предусматриваются необходимые меры по охране промысловых рыб, защите ценных земель от затопления и подтопления и по предупреждению других негативных явлений.

Создание разности уровней воды в реке достигается сооружением плотины-самого важного и самого дорогостоящего элемента ГЭС. Вода, протекающая с верхнего уровня на нижний по специальным турбинным трубопроводом или по каналам в теле плотины, приобретает большую скорость и попадает на лопасти гидротурбины.

Гидроэнергия относится к так называемым возобновляемым источникам энергии и практически неиссякаема. Гидроэнергия имеет солнечное происхождение (вода совершает свой круговорот за счет энергии Солнца).

Однако создание ГЭС связано с затоплением значительных земельных ресурсов. Большие амплитуды колебаний уровней на некоторых водохранилищах неблагоприятно сказываются на воспроизводстве рыбы. Плотины преграждают путь на нерест проходным рыбам. На некоторых водохранилищах развиваются процессы эвтрофикации в связи со сбросом больших количество сточных вод с биогенными элементами. Создание водохранилищ может вызвать землетрясение даже в несейсмических районах.

Радикальным способом предупреждения эвтрофикации является прекращение выбросов сточных вод в реки и водоемы. Биологическая продуктивность водохранилищ увеличивается при попадании в них биогенов – азота, фосфора, калия. Вследствие такого «удобрения» в водоемах интенсивно развиваются сине-зеленые водоросли, происходит так называемое «цветение воды». На окисление обильно отмирающих водорослей расходуется большое количество растворенного кислорода: в анаэробных условиях из белка выделяется ядовитый сероводород, а вода становится мертвой. Это процесс развивается сначала в придонных слоях, затем постепенно захватывает большие водные массы, т.е. происходит эвтрофирование водоема.

Как правило, самоочищение воды в озерах и водохранилищах происходит медленнее, чем в реках.

В настоящее время осваивается новое перспективное направление в гидроэнергетике – создание гидроаккумулирующих станций (ГАЭС). Избыток электроэнергии в период снижения ее потребления на ГАЭС используется для перекачки воды из нижнего резервуара в верхний. Таким образом, лишняя электроэнергия превращается в механическую (потенциальную). Во время повышенного спроса на электроэнергию производится пропуск воды из верхнего резервуара в нижний. При этом вода протекает через гидротурбогенератор, в котором производится электроэнергия. Агрегат насос-турбина может работать как насос, и как турбина; он соединен с монитором-генератором, который может работать и как генератор, и как электромотор.

Развивается строительство ГЭС на малых реках. Эти ГЭС практически не изменяют природных условий, не затапливают большие земельные площади, снижают пики половодья, улучшают водообмен и аэрацию.

Нетрадиционные источники энергии

При существующем уровне технологического развития и сложившийся на настоящий момент на мировых энергетических районах конъюнктуре лишь весьма незначительная их часть может быть эффективно использована. В таблице 4.1 приведены просчитанные сценарии роста использования НВИЭ.

Таблица 4.1