1.3 Технические схемы использования гидроэнергии.

1.3.1 Типы гидроэнергетических установок.

Гидроэнергетические установки используемые для преобразования энергии водного потока в электрическую, посредством гидравлических турбин, приводящих во вращение электрические генераторы, получили широкое распространение в мире. Главный фактор этого – восполнимость источника, энергии водотока. Гидроэнергетические установки в зависимости от способа преобразования энергии воды, имеют следующие разновидности: ГЭС, ГАЭС, ПЭС.

ГЭС – Гидроэлектростанции сооружаются на реках и используют для выработки электроэнергии энергию речного водотока. В России действуют 64 ГЭС мощностью выше 30 МВт, в т.ч. 23 ГЭС мощностью 300 МВт и более. Выработка электроэнергии ГЭС эквивалентна 60 млн. т. у. т. в год. Работа гидростанций не зависит от социально-экономический ситуации в стране. Там где не было нарушено объективное соотношение доли электроэнергии ГЭС в общем балансе, там в самых сложных условиях перехода к рынку перерыва в электроснабжении не было.

ГАЭС – Гидроаккумулирующие электростанции предназначаются для покрытия пиков графика электрической нагрузки энергосистемы с использованием электроэнергии в период глубоких провалов нагрузки. ГАЭС практически не нуждается в постоянном водотоке, поскольку для работы, использует воду накопленную в водохранилище. Этим водохранилищем (верхний бассейн) может быть озеро, море или искусственный бассейн. Такое водохранилище нуждается в подпитке лишь на потери – фильтрацию воды, испарение. Но для работы ГАЭС необходим еще один – нижний бассейн. Между этими двумя бассейнами и образуется напор, необходимый для работы ГАЭС, как гидростанции, вырабатывающей электроэнергию в часы пика нагрузки в энергосистеме. В этот период вода из верхнего бассейна через турбины срабатывается в нижний бассейн. В часы провала нагрузки, когда появляется «свободная» электроэнергия, ГАЭС работает как насосная станция, перекачивая воду из нижнего бассейна в верхний. В зависимости от природных условий здание ГАЭС размещается на поверхности земли или под землей, сейчас все чаще приобретают распространение подземные ГАЭС.

ПЭС – Приливные электростанции. ПЭС для выработки электроэнергии используют энергию морских приливов и отливов. Приливы являются следствием взаимного притяжения системы Земля – Луна – Солнце. Они поднимают уровень морей у берегов до нескольких метров, с периодичностью 12 часов 25 минут. Наивысший прилив наблюдается у берегов Канады и достигает 19 метров. В России высокие приливы до 10 м наблюдаются в заливах Белого и Охотского морей.

Идея ПЭС заключается в следующем: залив (губа, фиорд) отсекается от моря плотиной с водопропускными отверстиями. Во время прилива отверстия открыты, в залив поступает вода и уровень повышается. К началу отлива отверстия закрываются. В открытом море при отливе уровень понижается, а в заливе при закрытых отверстиях – нет. В створе плотины образуется перепад уровней (напор), который используется для производства электроэнергии. Установленная мощность действующей на сегодня Кислогубской ПЭС составляет 400 кВт, практически опытно-промышленная установка.

Таким образом, неоспоримые преимущества ГЭС, заключающиеся в их маневренности, стабильности производства электроэнергии в кризисных экономических ситуациях, низкой себестоимости электроэнергии, комплексном использовании водных ресурсов, экономии органического топлива, отсутствии загрязняющих выбросов и т. д. остаются основой в планировании освоения гидроресурсов с тем, чтобы обеспечить объективную долю мощности и электроэнергии ГЭС в энергосистемах.