7 Гидроэлектростанции (гэс)

Гидроэлектростанция (ГЭС) – электростанция, в качестве источника энергии используется энергия водного потока.

Гидроэлектростанции строят обычно на реках, сооружая плотины. Для эффективного производства энергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны рек.

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цель гидротехнических сооружений обеспечить необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Необходимый напор воды образуется посредством строи-тельства плотины.. В машинном зале располагаются гидроагрегаты, пре-образующие энергию потока воды в электроэнергию.

Гидроэлектростанции подразделяются на русловые, приплотинные и деривационные. Русловые и приплотинные строят на равнинных реках, деривационные – на горных реках. Русловые и приплотинные ГЭС это наиболее распространенные виды гидроэлектростанций. Напор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках.

Русловые ГЭС строят в русле реки и машинный зал их является продолжением плотины, высота которой не более 30м. Вода к гидротур-бинам подводится через входные отверстия в плотине. Для судоходства в русле реки предусматриваются шлюзы. При высоком подъеме воды в верх-нем бъефе, и для того, чтобы вода не перехлестывала через гребень плотины предусмотрены щиты и затворы, которые открываются при высоком подъеме воды.

Приплотинные ГЭС строят при более высоких напорах воды. Высота плотины более 30м..В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС за плотиной. Вода подводится к турбинам через специальные напорные тоннели.

Мощность потока воды, протекающего через некоторое сечение – створ, определяется расходом воды в верхнем по течению бассейне (верхнем бъефе) и уровнем воды в нижнем по течению бассейне (нижнем бъефе) в месте сооружения плотины. Разность уровней верхнего и нижнего бассейнов называется напором.

Мощность потока в створе (кВт) можно определить посредством расхода (Q, м³/с) и напором воды (Н, м)

Р = 9.81QH.

В двигателях ГЭС можно использовать только часть воды в створе из-за неизбежных потерь мощности в гидротехнических сооружениях, турбинах и генераторах, учитываемых коэффициентом полезного действия η. Таким образом, приближенная мощность ГЭС будет равна.

P = 9.81QH∙η

В гидравлических турбинах преобразуется энергия воды в механическую энергию вращения вала турбины. На электростанциях турбины и генератор связаны общим валом. Частоты их вращения не могут выбираться произвольно. Они зависят от числа пар полюсов ротора генератора и частоты переменного тока, которая должна соответствовать стандартной. Мощности турбин ГЭС изменяются от нескольких киловатт до 640 МВт и более

Ценность гидроэлектростанций состоит в том, что для производства электрической энергии, они используют возобновляемые природные ресурсы. Ввиду того, что потребность в дополнительном топливе для ГЭС нет, конечная стоимость получаемой электроэнергии значительно ниже, чем при использовании других видов электростанций Уникальные запасы гидроэнергии сосредоточены на реках Ангаре и Енисее. Саяно-Шушинская ГЭС стала верхней в каскаде Енисейских гидроэлектростанций и одной из крупнейших в мире: установленная мощность 6.4 млн.кВт и среднегодовая выработка составляет 22.8 млрд.кВтч электроэнергии.

Плотина Саяно-Шушинской ГЭС сконструирована в виде бетонной арки высотой 245м, длиной по гребню 11074.4 м, с шириной по основанию 105.7м.

Грандиозная плотина «Три ущелья» построена властями Китая на реке Янцзы. При ее возведении были затоплены 116 городов.

Природоохранные эксперты неоднократно предупреждали власти Китая, что возведение объекта подобных масштабов чревато опасными последствиями.