Энергия рек

Гидравлическая электростанция (ГЭС) использует энергию рек. По сравнению с электростанциями, работающими на органическом топливе, более чистыми с экологической точки зрения являются установки, использующие гидроресурсы. Несомненны преимущества ГЭС и в отношении охраны окружающей среды. Не требуется защищать воздушный бассейн от золы, оксидов серы и азота. Гидроэлектростанции являются экологически чистыми источниками энергии при условии, что проектом предусматриваются необходимые меры по охране промысловых рыб, защите ценных земель от затоплений и подтоплений и предупреждению других негативных явлений.

Создание разности уровней воды в реке достигается сооружением плотины — самого важного и самого дорогостоящего элемента ГЭС. Вода, протекая с верхнего уровня на нижний либо по специальным трубам — турбинным трубопроводам, либо по каналам в теле плотины, приобретает большую скорость и падает на лопасти гидротурбины. Ротор гидротурбины приводится во вращение под воздействием центробежной силы струи воды. Как и в паровых турбинах, принимаются меры, исключающие или уменьшающие удар струи воды о стенки лопастей гидротурбины.

Гидроэнергия относится к числу так называемых возобновляемых источников энергии. В противоположность органическому топливу она практически неиссякаема. Гидроэнергия солнечного происхождения (вода совершает свой круговорот за счет энергии Солнца). В России спроектированы и построены крупнейшие гидроэлектростанции на Волге мощностью в 2 млн. кВт и более; Братская ГЭС мощностью 4,5 млн. кВт на Ангаре; Красноярская ГЭС мощностью 6 млн. кВт и Саяно-Шушенская ГЭС мощностью 6,4 млн. кВт на Енисее.

В 1985 г. в России на ГЭС произведено 214 млрд. КВт/ч. Большие надежды возлагаются на дальнейшее освоение гидроэнергоресурсов Ангаро-Енисейского каскада. На очереди сооружение еще одного гиганта Сибири — Средне-Енисейской ГЭС мощностью 8600 тыс. кВт. А всего Ангаро-Енисейский каскад в обозримом будущем даст стране свыше 200 млрд. кВт/ч электроэнергии.

Создание многих гидроэлектростанций связано с затоплением земельных ресурсов. Всего в настоящее время в мире затоплено 350 тыс. км2. В это число входят земельные площади, пригодные для сельскохозяйственного использования. Большие амплитуды колебаний уровней на некоторых водохранилищах неблагоприятно сказываются на воспроизводстве рыбы; плотины преграждают путь (на нерест) проходным рыбам; на некоторых водохранилищах развиваются процессы эвтрофирования, в основном обусловленные сбросом в реки и водоемы сточных вод, содержащих большое количество биогенных элементов. Создание водохранилищ может вызывать землетрясения даже в асейсмичных районах. Однако перечисленные неблагоприятные явления, связанные с работой ГЭС, — неизбежные издержки, которые с большим избытком перекрываются «чистой» для окружающей среды гидроэнергией, вырабатываемой ими. Это вовсе не значит, что с неблагоприятными последствиями не следует бороться; их надо сводить к минимуму, осуществлять такие компенсационные меры, которые могут снизить уровень издержек или ликвидировать их. Урон от затопления земель можно компенсировать культивацией почв в других районах и повышением рыбной продуктивности водохранилищ. С каждого гектара акватории можно получать больше животного белка, чем с сельскохозяйственных угодий. В качестве компенсационной меры для достижения такой цели могут служить рыбные заводы. Мелководные участки на водохранилищах в равнинных районах возможно осушить, отделив их дамбами. Радикальным способом предупреждения эвтрофирования водоемов является прекращение сброса сточных вод в реки и водоемы. Биологическая продуктивность водохранилищ увеличивается при попадании в них с речной водой биогенных элементов — азота, фосфора, калия. Вследствие такого «удобрения» в водоемах интенсивно развиваются сине-зеленые водоросли, происходит так называемое цветение воды. На окисление обильно отмирающих водорослей расходуется большое количество растворенного кислорода, в анаэробных условиях из их белка выделяется ядовитый сероводород, и вода становится мертвой. Этот процесс развивается сначала в придонных слоях воды, затем постепенно захватывает большие водные массы — происходит эвтрофирование водоема. Такая вода непригодна для водоснабжения, в ней резко снижается рыбная продуктивность.

Интенсивность развития процесса эвтрофирования зависит от степени проточности водоема и его глубины. Как правило, самоочищение воды в озерах и водохранилищах происходит медленнее, чем в реках. Поэтому по мере роста числа водохранилищ на реке ее самоочищающая способность уменьшается. Нельзя не учитывать эту тенденцию, так как водохранилища, несомненно, будут создаваться и впредь. Это связано не только со строительством гидроэлектростанций, но и с необходимостью умножения водных ресурсов в периоды маловодья, лимитирующего развитие хозяйства.

В последние годы значительно усилилось внимание к специфическим мероприятиям по охране окружающей среды при создании гидроэлектростанций. Одной из главных задач при строительстве ГЭС является уменьшение затопляемой земли на единицу создаваемой мощности. Так, при создании Чебоксарской ГЭС удельное количество затопляемой земли — наименьшее по сравнению с другими гидроузлами Волжского каскада, а затраты на охрану окружающей среды — наибольшие.

Чтобы компенсировать сельскому хозяйству земельные потери при создании водохранилищ, энергетики осуществляют мелиорацию угодий, помогают осваивать новые земли. Сейчас рекультивировано 3,8 тыс. га нарушенных земель.

Для облегчения прохода рыбы через сооружения гидроузла изучают поведение рыб у гидротехнических сооружений, их отношение к потоку и температуре воды, к рельефу дна и освещенности. Уже созданы современные рыбопропускные шлюзы, в которых рыба не прилагает усилий для преодоления препятствий. С помощью специальных приспособлений (механических, электрических, гидравлических или других направляющих устройств), а также благодаря применению различных стимулов и ориентиров ее привлекают в рыбонакопитель, а затем из предплотинных участков реки переводят в водохранилище.

На многих водохранилищах (Каховском, Днепродзержинском, Кременчугском, Киевском, Каневском, Цимлянском, Волгоградском, Саратовском, Куйбышевском, Новосибирском и др.) Минэнерго России построены рыбопитомники.

В настоящее время осваивается новое эффективное направление в гидроэнергетике — создание гидроакку-мулирующих станций (ГАЭС). Избыток электроэнергии (в период снижения ее потребности) используется на ГАЭС для перекачки воды из нижнего резервуара в верхний. Таким образом «лишняя» электрическая энергия превращается в механическую (потенциальную) энергию. Во время повышенного спроса на электроэнергию производится перепуск воды из верхнего резервуара в нижний. При этом вода протекает через гидротурбогенератор, в котором производится электрическая энергия. Агрегат насос-турбина может работать и как насос, и как гидравлическая турбина, он соединен с мотором-генератором, который, в свою очередь, может работать и как электрический мотор для привода в действие насоса, и как электрический генератор.

Первая в России ГАЭС была сооружена в 1971 г. на правом берегу Киевского водохранилища в 3 км выше Киевской ГЭС. В настоящее время сооружаются Загорская ГАЭС под Москвой, Кайшядорская в Литве и др.

В 1985 г. начаты подготовительные работы по сооружению Днестровской гидроаккумулирующей станции, ввод в строй которой запланирован в скором времени. Гидроаккумулирующая станция поднимается по соседству с Днестровской ГЭС и станет ежегодно вырабатывать около 3 млрд. кВт-ч электроэнергии. Принципиальная схема действия такова: в спокойное время суток станция будет аккумулировать энергию, а в часы пикового потребления подавать ее в единую энергосистему. Часть воды, которая будет подаваться из Днестра в водохранилище, намечено использовать для орошения сотен тысяч гектаров земельных угодий хозяйств Украины и Молдавии.

Фирма реализует honda с пробегом в идеальном состоянии.