Гидроэнергетика

Гидроэнергетика – это одна из наиболее сложившихся  форм возобновляемой энергии. Такие  страны, как Бразилия, Соединенные  штаты, Канада и Норвегия производят значительное количество электроэнергии с помощью гидроэлектростанций. Украина также имеет существенный потенциал и опыт реализации проектов по гидроэнергетике.

В большинстве  случаев под гидроэнергетикой понимают производство электроэнергии при помощи гидротурбин разной мощности, установленных  на постоянных водотоках (чаще всего - в руслах рек). Как правило, создание гидроэлектростанции требует возведения плотины, в которой устанавливаются  гидротурбины, но также возможно применение бесплотинных гидроэлектростанций (ГЭС).

Достоинства малой  гидроэнергетики  

- простота и надежность  производства электроэнергии, продолжительный  срок эксплуатации;

- возможно использовать существующие дамбы и гидротехнические сооружения;

- низкие эксплуатационные  затраты;

- требует небольшого количества  обслуживающего персонала (может  быть управляемы дистанционно);

- децентрализация системы  поставки энергии, энергоснабжение  отдаленных потребителей;

- гидротехнические сооружения  позволяют регулировать уровень  воды для предотвращения паводков.

 

Недостатки (ограничения) малой гидроэнергетики 

- высокая стоимость строительства;

- возможно неблагоприятное  воздействие на окружающую среду;

- сложная организационная  схема создания малых ГЭС.

1. Напорный бассейн

2. Сороудерживающая решетка

3. Затвор

4. Дамба (плотина)

5. Напорный трубопровод

6. Гидротурбина

7. Успокоительная емкость

8. Генератор

9. Шкаф управления

10. Балластная нагрузка

11. Потребительская нагрузка

12. Водосброс 

 

Основные компоненты малой  ГЭС

Водозабор 

Трубопровод  

 

Турбина

Турбина – механическое устройство, которое преобразовывает кинетическую энергию потока воды в механическую энергию (работу). Турбина вращает  генератор, который вырабатывает электрическую  энергию.

Наиболее распространенными являются турбины Каплана, Френсиса и Пельтона.  

 

 

 
Принципиальная схема малой ГЭС 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Турбина Каплана позволяет изменять угол наклона лопастей. Это позволяет  регулировать пропускную способность  турбины в зависимости от фактического расхода воды и обеспечивать высокий  КПД. Турбина применяется при  напорах от 1,5 до 80 м. 

Генератор подключается к турбине  непосредственно или через редуктор.

Благодаря ротору с переставными лопастями  турбины Каплана применяются  на электростанциях с напором  от минимального до нескольких десятков метров.

Преимущества по сравнению  с турбинами Френсиса

- высокая надежность работы, даже  при значительных колебаниях  напора и расхода;

- большая пропускная способность  при том же диаметре.

Недостатки

- при увеличении напора снижается  устойчивость к кавитации.

 

Турбины Френсиса применяются при  напорах более

10 м. регулирование расходом  воды осуществляется при помощи  заслонки, установленной на входном  патрубке. Генератор подключается  к турбине непосредственно или  через редуктор.

Достоинства

- устойчивость к кавитации

 

до 14 млрд. кВт / ч в год.