3. Нетрадиционная энергетика

3.1. ГЭС

На ГЭС происходит преобразование энергии (потенциальная энергия воды превращается в энергию вращения турбины, соединенной с генератором, который преобразует энергию вращательного движения в электрическую).

Эффект действия любой ГЭС (т.е. выработка ею электроэнергии) прямопропорционален количеству воды, проходящей через турбину в единицу времени, и высоте падения воды.

ГЭС – это комплекс сложных гидротехнических сооружений и оборудования. Его назначение – преобразовывать энергию потока воды в электрическую энергию. Гидроэнергия относится к числу возобновляемых источников энергии, т.е. практически неиссякаема.

ГЭС имеют свои преимущества и недостатки.

Преимущества:

1. использование возобновляемой энергии;

2. самая дешевая электроэнергия;

3. работа не сопровождается вредными выбросами.

Недостатки:

1. затопление пахотных земель;

2. строительство ведется там, где есть большие запасы энергии воды;

3. на горных реках опасны из – за высокой сейсмичности районов.

В России доля ГЭС в энергобалансе страны – 11%. Преобладают крупные ГЭС: Шушинская, Ангарская, Братская, Красноярская и другие. Наиболее перспективны в использовании малые ГЭС.

3.2. Малонапорные гэс

В Оренбурге выпущен первый образец бесплотинной внесезонной ГЭС, которая может применяться на реках с глубиной от 0,5 до 2,8 м. Главное достоинство этой ГЭС – отсутствие плотины и водохранилища, которые приводят к нарушению экологического равновесия. Предполагается, что первый образец мощностью 10 кВт для эксплуатационных испытаний будет на отводном канале Ириклинского водохранилища.

3.3. Подводная гэс

Но самый нетрадиционный проект использования энергии рек был предложен австрийским инженером

Й. Колпером – подводная ГЭС. В этом случае турбины можно установить на подводной лодке, связанной с берегом, вращать их будет течение реки, и не только летом, но и зимой, когда поверхность воды скована льдом, и весной во время паводков. По расчетам изобретателя , с десяток таких подводных ГЭС, расположенных на дне Дуная, могут дать Австрии столько же электроэнергии, сколько производят сегодня все электростанции страны.

3.4. ПЭС

В 1961 г. в СССР была опубликована работа «Приливные электростанции в современной энергетике», в которой доказывалось, что не приливная энергия, а попытки неправильного ее использования – причина неудачи проекта Кводди. Действительно, зачем нужно затрачивать большие средства, чтобы трижды дублировать мощность ПЭС (на двух бассейнах и ГЭС) с целью получить от прилива непрерывную и равномерную энергию, т.е. энергию с такими качествами, которыми не обладает природа самого явления? С другой стороны, современное потребление энергии вовсе не требует равномерности. Потребность человека в энергии имеет не равномерный, а волнообразный характер: днем больше, ночью меньше. Таким образом, задача заключается не в том, чтобы выровнять поток приливной энергии, а в том, чтобы совместить «волны» потребления с волнами прилива. Эту задачу можно решить с помощью обратимого капсульного гидроагрегата, созданного специально для ПЭС. Он может работать и как насос. При этом в часы неполной нагрузки работающих совместно с ПЭС тепловых электростанций их мощность можно использовать (при совпадении этих часов с полной или малой водой в море) для того, чтобы подкачивать воду из моря в бассейн ПЭС (поднимать его уровень выше уровня прилива) или откачивать ее из него в море, чтобы уровень бассейна стал ниже уровня отлива.

Работа приливов и отливов не считается экономически эффективной. Такой пессимизм вызван тем, что предварительные расчеты не всегда совпадают с конечными результатами. Скажем, перед строительством ПЭС на Рансе многие скептики предрекали, что энергия ее будет чрезмерно дорога. Но, несмотря на это, строительство началось, поскольку север Франции не имел достаточных запасов природного топлива. В результате ПЭС оказалась на деле достаточно эффективной и конкурентоспособной.

Говоря о приливной энергетике, нельзя не упомянуть ее недостатки, в частности, отрицательное воздействие на окружающую среду. Проходные рыбы – такие, как угорь и лососевые, - используют устья рек для икрометания. Заграждение этих мест плотинами препятствует нересту и может вызвать массовый замор рыбы. Кроме того, заграждения изменяют картину приливов и отливов, что также губительно действует на флору и фауну. Тем не менее, ущерб от ПЭС, конечно, меньше, чем от теплоэлектростанций.

Актуальность задачи определяется тем, что для покрытия потребности в пиковых мощностях в часы дневного и вечернего максимума (из-за недостаточной мощности ГЭС и ограниченности объема их водохранилищ) сверхмощные ТЭС приходится загружать неравномерно, что технически и экономически нецелесообразно. Благодаря астрономи-ческому постоянству факторов, образующих прилив, среднемесячная величина прилива и энергия неизменны. Поэтому приливные электростанции могут быть надежным гарантом энергосистем, в которых работают речные ГЭС.