Гідроенергетика

Гідроелектростанції, які використовують енергію води, що рухається (падає), називаються малими, якщо їхня потужність становить менше за 5 МВт. Таку потужність, однак, слід вважати умовною, оскільки є багато станцій із встановленою потужністю, яка перевищує зазначену межу, однак за капітальними витратами, конструкційним оформленням, компонуванням та одиничною потужністю агрегатів їх не можна віднести до великих ГЕС (передусім за обсягами попередніх робіт із побудови гідротехнічних споруджень).

Водяні турбіни малої та середньої потужності, які використовуються в малій енергетиці так само, як і у "великій", поділяються на турбіни з віссю, розташованою вздовж потоку, та з віссю, розташованого перпендикулярно потоку.

Для малої гідроенергетики найбільш складним технічним питанням є проектування турбоагрегатів для заданого поток}' води чи протилежне завдання: створення заданої витрати й швидкості води для даної турбіни.

Проектування та установка гідротурбін мають свої особливості, які відрізняють їх від парових і газових турбін; парові та газові турбіни працюють у комплекті з відповідним чином спроектованими і підібраними джерелами енергії, які однозначно відповідають номінальній потужності агрегатів. При проектуванні гідроагрегатів завжди існує діапазон оцінки потужності потоку робочого тіла, що створює проблеми для проектування та будівництва.

Найбільш трудомістким та складним процесом для гідростанцій є спорудження захисних і напірних дамб, а також водоспадних каналів.

Зведення цих споруд останніми роками набагато спростилося завдяки використанню нових матеріалів і готових виробів.

Незаперечною перевагою гідростанцій є їхня стійка, стабільна робота в мережі, на яку не впливають час доби і сезонні зміни. Слід зазначити, що малу залежність від сезонних змін вдається забезпечити не для всіх гідростанцій. Найбільше піддаються впливу сезонних змін міні-ГЕС крайнього півдня та північних регіонів. Тому місце будівництва старанно вибирається.

Досвід деяких держав свідчит, що освоєння потенціалу малих річок з використанням малих ГЕС і міні-ГЕС допомагає вирішити проблему поліпшення енергопостачання. Найбільш ефективними є малі ГЬС, які будуються на наявних гідротехнічних спорудах. Питомі капіталовкладення для новоспоруджених ГЕС (США) потужністю 10 МВт становлять 1100-1400 дол/кВт, потужністю до 1 МВт - 6800-8700 дол./кВт. Будівництво малої ГЕС потужністю 1 МВт коштує від 0,5 до 2 млн. доларів. Прибуток від неї становить 300 тис. доларів на рік, а термін окупності капітальних вкладень - 2-6 років. Діапазон потужностей діючих та проектованих міні-ГЕС держав наведено в табл. 5.

Діапазон потужностей міні-гес держав єс

Таблиця 5

Держава	Діапазон встановлених потужностей міні-ГЕС, МВт
Вeлика Британія	0,076...4,5
Данія	0Д...1Д
Іспанія	1...150
Німеччина	0,5...40

Будівництво міні-ГЕС виявилося дуже дорогим порівняно з іншими видами гідроелектростанцій. Нижче наводяться деякі технічні та фінансово-економічні показники діючих міні-ГЕС держав ЄС (див. табл.6.).

Основною гідрологічною характеристикою є середній багаторічний стік, або норма річного стоку. Найбільшою водоносністю відрізняються річки Карпат, стік яких значною мірою залежить від висоти басейна.

При використанні енергетичних ресурсів малих річок велике значення має стан льодоставу на річках взимку. Це особливо важливо для мікро-ГЕС. які використовують кінетичну енергію потоку річок. Гідроенергетичний потенціал малих річок України наведено в табл. 7.