Гидроэлектростанция как работает: Гидроэлектростанции принцип работы

Содержание

Как работает мощная гидроэлектростанция » Детская энциклопедия (первое издание)

Электричество — финальный этап

Атомная электростанция

Древняя водяная мельница.

На Руси водяные силовые установки строились на реках с незапамятных времен. Из сохранившихся древних летописей известно, что русские люди уже в XIII в. искусно сооружали вододействующие установки для вращения мельничных жерновов.

В XIV-XV вв. водяные мельницы были уже широко распространены. О них упоминается в рукописных документах того времени. Еще шире стали использовать природную энергию рек в XVI и XVII вв. Под Москвой на р. Неглинной в 1519 г. работали уже три водяные мельницы и одна толчея, очищавшая зерно в ступах. Но все эти установки с водяными колесами были небольшой мощности.

В 1524 г., как говорит Псковская летопись, новгородцы под руководством «некоего хитреца» мастера Нережи Псковитина дерзнули создать плотину и мощную гидросиловую установку на полноводном и глубоком Волхове. Эта гидроустановка, построенная впервые в мире на большой реке, некоторое время успешно работала.

Мельничное водяное колесо. Вода на него льется сверху.

А через 400 лет на том же многоводном Волхове советские люди воздвигли из бетона и стали мощную гидроэлектростанцию. С декабря 1926 г. она безотказно посылает энергию заводам, городам, селам. Так было положено начало сооружению мощных гидроэлектрических установок на реках нашей страны.

Реки по своей природе очень разнообразны. Например, бурливый, гремящий Терек берет начало в подоблачных ледниках Казбека. Он совсем не похож на широкую Волгу, плавно, неторопливо несущую свои воды в невысоких берегах.

Понятно, что получать энергию от горного Терека и от равнинной Волги надо не одинаковым способом. Гидростанции на этих двух реках должны быть совершенно различными по устройству. Так, на круто падающих и стремительных горных потоках отводят воду деривационным каналом (см. ст. «Покорение воды»). От конца канала вниз по склону проложены трубы. По ним вода под напором течет к зданию электростанции. Оно стоит в глубине долины на берегу реки. Если скалы на склонах ущелья крутые и недоступные, воду отводят подземным деривационным туннелем. На полноводных реках, спокойно протекающих по пологим равнинам, напор создают плотиной. Гидроэлектрические установки такого типа на горных реках называют деривационными, а обычные, на равнинных реках, — плотинными.

Гидроэлектростанция при высокой бетонной плотине (в разрезе).

Как же устроена мощная плотинная гидроэлектрическая станция, похожая, например, на крупнейшую Волжскую гидростанцию?

Основные сооружения гидроэлектростанции на равнинной реке — плотина и здание ГЭС. Уровень воды перед плотиной выше, чем вниз по течению реки. Эту разницу в высотах уровней называют напором гидростанции. Вода, непрерывно переливающаяся с более высокого уровня на низкий, может выполнять большую полезную работу.

Разрез гидроэлектрической станции (ГЭС): 1 — сороудерживающая решетка; 2 — кран для подъема и спуска затвора; 3 — водослив; 4 — здание ГЭС; 5 — судоподъемник; 6 —электрогенератор; 7 — гидротурбина; 8 — всасывающая труба; 9 — трансформатор; 10 — подвод воды; 11 — тело плотины; 12 — смотровые галереи.

Перед плотиной гидростанции обычно образуется водохранилище. Весной оно пополняется талыми водами и сохраняет их до наступления зимы. А зимой или в летнюю засуху водохранилище изо дня в день добавляет воду к скудному в эти времена года природному стоку реки. Так поддерживается мощность электростанции, которая весь год должна быть достаточно равномерной.

В состав гидроустановки 4 на равнинной реке обычно входят бетонная и земляная плотины. Бетонная плотина необходима для сброса через нее лишних весенних паводковых вод. Остальную часть плотины обычно строят из земли и песка.

В здании гидростанции размещается основное машинное оборудование — турбины и генераторы, вырабатывающие электрическую энергию. Водяную турбину и соединенный с ней электрический генератор называют машинным агрегатом гидроэлектрической станции.

Водяная турбина, или гидротурбина, — главный двигатель гидростанции. На гидростанциях с низким напором воды, не выше 50—70 м, применяют поворотнолопастные гидротурбины. Их колесо по внешнему виду напоминает пароходный гребной винт. Такие турбины выгоднее других потому, что они быстроходнее. А это уменьшает вес и стоимость и самой водяной турбины, и вращаемого ею электрического генератора (подробнее см. ст. «Генераторы энергии и двигатели»). Перед подводом воды к турбине устроена частая металлическая решетка. Она задерживает ветки деревьев, куски торфа, щепки и другие предметы, попавшие в реку. Далее вода поступает в трубу, которая имеет спиральную форму и похожа на раковину огромной улитки. В центре ее вращается колесо турбины. Эта труба называется спиральной камерой и служит для подвода воды непосредственно к турбине.

Рабочие колеса различного вида: 1 — радиально-осевой гидротурбины; 2 и 3 — поворотно-лопастной гидротурбины; 4 — пропеллерной гидротурбины.

Первая часть поворотно-лопастной турбины (считая по пути движения потока воды) — это направляющий аппарат. Он представляет собой поворачивающиеся вокруг своих осей и легко обтекаемые водой лопатки. Располагаются они по окружности с внешней стороны турбины. Поворачивая лопатки направляющего аппарата, можно уменьшить или увеличить впуск воды в турбину, изменить ее мощность. Так поддерживается постоянное число оборотов турбины при любой ее нагрузке.

Из направляющего аппарата вода поступает на рабочее колесо. Оно, собственно, и использует энергию водяного потока. Рабочее колесо состоит из насаженной на вал втулки, к которой прикреплены плавно изогнутые металлические лопасти. Они могут поворачиваться вокруг своих осей в полном согласии с изменениями положения лопаток направляющего аппарата. У турбин такой конструкции бывает от 4 до 8 лопастей в зависимости от высоты напора воды, при котором они работают. Диаметр рабочего колеса гидротурбины зависит от ее мощности и напора воды и может достигать 9 ж и более.

Из рабочего колеса вода идет во всасывающую трубу. Это третья важная часть гидроустановки. Через нее отработанная вода из турбины выходит в реку ниже плотины. Всасывающая труба создает под рабочим колесом пониженное давление воды, что значительно увеличивает мощность турбины. С такой трубой турбину можно помещать выше нижнего уровня воды.

Гидротурбина преобразует в полезную работу большую часть — около 0,9 — всей энергии водяного потока. Принято поэтому говорить, что к. п. д. водяной турбины очень высок — приблизительно 90%. Полезная отдача гидротурбины с поворотными лопастями рабочего колеса велика не только при полной, но и при частичной ее нагрузке.

Гидротурбины оборудованы автоматическими регуляторами. Они работают с помощью жидкого минерального масла, находящегося под большим давлением. Регулятор сам, без участия человека, открывает и закрывает направляющий аппарат, а также поворачивает лопасти рабочего колеса, т. е. увеличивает или уменьшает мощность турбины.

Турбина электростанции приводит во вращение электрическую машину — гидрогенератор. Электрический генератор, вращаемый водяной турбиной, по устройству и большим размерам значительно отличается от генераторов, устанавливаемых на паровых электростанциях. Вал его обычно располагается вертикально. Одна из частей гидрогенератора — неподвижная станина — статор. Это полый внутри цилиндр, изготовленный из спрессованных пачек тонких стальных листов. С внутренней стороны статора в особых канавках, или пазах, укреплена электрическая обмотка из хорошо изолированных медных проводников.

Машинный зал гидроэлектростанции.

Внутри статора вращается насаженный на вал барабан — ротор. На нем укреплены полюса сильных электромагнитов. Вы знаете, что если обмотать железный стержень изолированной проволокой и пропустить через нее постоянный электрический ток, то стержень становится электромагнитом. Так намагничиваются полюса ротора.

От вала гидрогенератора приводится в движение небольшой вспомогательный генератор — возбудитель. Он вырабатывает постоянный электрический ток для возбуждения магнетизма в полюсах ротора. Полюса электромагнита быстро движутся около витков обмотки статора. В обмотке возникает переменный электрический ток. При прохождении через обмотки электрического тока выделяется тепло, и они нагреваются. Поэтому через генератор беспрестанно пропускают охлаждающий его воздух.

Работой агрегатов гидроэлектрической установки управляют со специального пульта управления. На щитах — панелях пульта установлены аппараты управления и многочисленные приборы. Они измеряют силу электрического тока, его напряжение и другие важные величины. На пульте, как в зеркале, отражается вся жизнь гидроэлектрической станции. Отсюда ведется надзор за всеми ее машинами и аппаратами, а также управление ими. Пульт управления — это как бы мозг гидростанции, центр ее «нервной системы», получающий сигналы и посылающий точные приказания всем агрегатам.

Гидроэлектрические установки все шире автоматизируются. Некоторые станции работают без людей, при запертых на замок дверях машинного зала.

Напряжение электрического тока, выработанного гидрогенератором, по сравнению с напряжением линии электропередачи, низкое — от 6 до 16 тыс. в. Передавать ток с таким напряжением на далекие расстояния нельзя. Для этого нужно повысить напряжение, например, до 200 тыс. в, а при особенно дальних расстояниях электропередачи — до 500 и даже до 800 тыс. в. Напряжение тока повышают с помощью трансформатора.

Обычно его помещают на открытой площадке недалеко от генератора. В трансформаторе все части неподвижны. Он состоит из тяжелого сердечника, изготовленного из плотно спрессованных и прочно скрепленных болтами тонких стальных листов. На сердечнике — две обмотки из медных проводников, покрытых изоляцией. Через одну обмотку, с небольшим числом витков толстых проводов, проходит вырабатываемый генератором переменный ток генераторного, низкого напряжения. Под действием этого тока железный сердечник намагничивается и возбуждает во второй обмотке, с большим числом витков тонкого провода, переменный электрический ток высокого напряжения.

Величина полученного высокого напряжения во столько раз больше первичного, низкого, во сколько число витков тонкой обмотки больше числа витков обмотки более толстой.

Чтобы ток высокого напряжения во второй обмотке не мог пробить ее изоляцию и не создал бы этим короткого замыкания (а также для хорошего охлаждения), весь сердечник трансформатора, вместе с обмотками, помещается в железный бак. Бак наполнен жидким минеральным маслом, которое не проводит электрического тока. Концы обмоток выпущены нз бака наружу через фарфоровые втулки. Часто трансформаторы делают трехфазными: у них три первичные и три вторичные обмотки. Три конца от тонкой обмотки с большим числом витков присоединены к трем проводам электрической линии, ведущей к потребителям в отдаленные районы.

На местах потребления электроэнергии переменный ток высокого напряжения необходимо вновь преобразовать в ток низкого напряжения, которым питаются осветительные электрические лампы, электродвигатели и т. п. Это обратное превращение электрической энергии так же выполняют трансформаторы. Устройство их подобно описанному выше.

Эти трансформаторы называются понизительными.

Таким способом дешевая энергия Волжской гидростанции передается в район Москвы на очень большое расстояние — 900 км при напряжении 400 тыс. в.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Электричество — финальный этап

Атомная электростанция

Как работает Иркутская ГЭС | Статьи

Иркутская ГЭС (входит в группу крупнейшей частной энергетической компании России — «ЕвроСибЭнерго») — первая крупная гидроэлектростанция в Восточной Сибири. Её строительство началось в 1950 году, завершилось — в 1959-м. Планировалось, что на Ангаре создадут каскад из шести ГЭС, иркутская стала первой ласточкой, после неё построены Братская и Усть-Илимская.

Сооружение возведено в 60 километрах от истока Ангары. Русло реки полностью перекрыли 7 июля 1956 года. Непрерывно, в течение 15 часов, самосвалы один за другим сбрасывали в воду крупные и мелкие камни, бетонные блоки.

«Укрощение» Ангары прошло успешно: вода устремилась через здание ГЭС. После перекрытия реки образовалось Иркутское водохранилище. Уровень Байкала поднялся примерно на метр.

Отсыпка земляной плотины. Фото из архива пресс-службы «ЕвроСибЭнерго» Панорама строительства. Фото из архива пресс-службы «ЕвроСибЭнерго»

При строительстве сооружения использовалось около 800 тысяч кубометров бетона, из них 500 тысяч кубометров — для здания станции. В него встроены холостые водосбросы, что отличает нашу ГЭС от Братской станции, у которой водосливная плотина расположена отдельно.

Общая протяженность плотины — примерно 2,5 километра. Максимальная высота от основания до гребня составляет 45 метров, а ширина по гребню — 60 метров. Условно территорию ГЭС делят на несколько участков: правобережная плотина, в составе которой русловая и островная плотины, здание ГЭС и левобережная плотина.

Автор фото — Илья Татарников

Интересно, что когда велось строительство гидроэлектростанции, сейсмичность района равнялась 8 баллам. Но с учетом ответственности сооружения, понимая, что за плотиной город, Иркутская ГЭС проектировалась с расчетом на 9-балльную сейсмичность. Строители опередили свое время: в 1997 году карты сейсмоактивности пересмотрели, территория, где расположена плотина, попала в 9-балльную зону.

Автор фото — Регина Ступурайте

Мы еще вернемся к тому, что замечаем при движении через плотину, но самое интересное, без сомнения, скрыто внутри сооружения. Спускаемся в машинный зал — в «сердце» Иркутской ГЭС.

Машинный зал. Автор фото — Илья Татарников

Над головой у нас проносятся автомобили — поток машин движется прямо над потолком машинного зала. Когда понимаешь это, еще раз убеждаешься, как грандиозно все устроено. От дороги просторное помещение отделяет бетонная плита толщиной в два метра. Пока вы едете, там, под вами, работают люди.

Автор фото — Регина Ступурайте Автор фото — Регина Ступурайте Автор фото — Регина Ступурайте

На иркутской станции установлены восемь гидроагрегатов. Первый из них пустили 28 декабря 1956 года, через три дня заработал второй. В 1957 году ввели в эксплуатацию четыре гидроагрегата, в 1958 году — оставшиеся два.

Первый гидроагрегат сейчас ремонтируют, работы планируют завершить в конце мая, пятый и седьмой находятся в резерве. Нагрузка на станции составляет 321 мегаватт, этой мощности хватит, чтобы одновременно зажечь 3 миллиона 210 тысяч стоваттных лампочек. Проектная мощность Иркутской ГЭС — 662 мегаватта. То есть станция работает вполовину нагрузки, но этого достаточно для выдачи заданных показателей.

Гидроагрегаты. Автор фото — Илья Татарников Автор фото — Илья Татарников

Нам удалось посмотреть на сборку гидроагрегата. Нам объясняют, что уже установлены рабочее колесо, турбина и вал, монтируют подпятник, на котором держатся все части сложного механизма. Специалисты ремонтируют обмотку статора (неподвижной части генератора), остается установить ротор (вращающуюся часть генератора) и верхнюю крестовину — «крышку» генератора. Работы начались в ноябре прошлого года, 30 мая гидроагрегат должны запустить.

Процесс сборки гидроагрегата. Автор фото — Илья Татарников Ротор гидроагрегата. Автор фото — Илья Татарников С помощью тепловизорный камеры специалисты выявляют дефекты. Автор фото — Илья Татарников

Сухая масса одного собранного гидроагрегата — тысяча тонн, это равносильно весу 118 КамАЗов (снаряженная масса одного — 8,5 тонн) или 12 железнодорожных вагонов, груженных углем (вес одного — 84 тонны). В рабочем состоянии, когда поток воды действует на лопасти, вес гидроагрегата увеличивается до двух тысяч тонн.

Под потолком передвигаются два мостовых крана. С помощью них производятся все ремонтные работы, разборка и сборка гидроагрегатов. Чтобы извлечь из генератора ротор весом 540 тонн, краны цепляются за траверсу, иначе никак — грузоподъемность каждого из них 275 тонн.

Мостовой кран. Автор фото — Илья Татарников Траверса. Автор фото — Илья Татарников

«Ну что, спустимся?», — спрашивает главный инженер Иркутской ГЭС Евгений Комиссаренко. И мы направляемся в шахту турбины работающего гидроагрегата. Несколько лестничных пролетов позади, здесь прохладно и шумно. Перед тем как зайти внутрь, проходим краткий инструктаж. «Ни в коем случае нельзя вставать на красные рычаги, в любой момент может произойти регулирование гидроагрегата, можно упасть», — объясняет главный инженер.

Главный инженер Иркутской ГЭС Евгений Комиссаренко. Автор фото — Илья Татарников

В центре шахты регулировочное кольцо турбины. Поворачиваясь, оно приводит в движение 32 рычага. Они соединены с направляющими лопатками, которые под действием гидравлики открываются и закрываются, обеспечивая подачу воды на агрегаты.

Шахта турбины работающего гидроагрегата. Автор фото — Илья Татарников Вход в шахту. Автор фото — Илья Татарников

Возвращаемся в машинный зал. Евгений Комиссаренко показывает автоматическую панель управления гидроагрегатом. Новейшая система контроля установлена на третьей и пятой машинах, со временем оборудуют и остальные. На экране можно посмотреть электрические характеристики гидроагрегата, узнать, с какой нагрузкой он работает. Температура, давление, напряжение, частота тока, механические показатели — здесь все под контролем.

Автор фото — Илья Татарников Автор фото — Илья Татарников

Напротив шкафа управления, на стене, звонок аварийного оповещения и телефон. При необходимости оперативный персонал может быстро связаться с главным щитом управления ГЭС и остальными сотрудниками.

Мы уже убедились, что устройство Иркутской ГЭС — сложное. Однако принцип работы любой гидроэлектростанции прост. Рассмотрим его подробнее.

Нижний бьеф плотины. Автор фото — Илья Татарников

Если перегородить реку плотиной, а в теле плотины оставить только небольшое отверстие, то вся вода, естественно, устремится через него. Перед плотиной (верхний бьеф) река поднимется и разольется, а за ней (нижний бьеф) останется на прежнем уровне. Появится разница уровней, возникнет напор воды. Иркутская ГЭС — станция средненапорная. У нее перепад между верхним и нижнем бьефом в среднем составляет 29—30 метров.

Автор фото — Илья Татарников

Поставим у отверстия плотины гидротурбину — и она начнет вращаться, используя напор воды. Соединим турбину с генератором — его ротор тоже придет в движение, в обмотке статора появится ток.

Поток воды под напором входит в трубу и отсюда в спиральную камеру, напоминающую улитку. Двигаясь внутри камеры все ближе и ближе к центру, вода закручивается. А в центре камеры — колесо турбины. Но вода не сразу попадает на колесо, потому что оно обнесено «забором» — крепкими стальными лопатками, направляющими воду (направляющим аппаратом).

Каждая лопатка может поворачиваться. Если все повернутся так, что плотно сомкнутся одна с другой — вода в турбину не пройдет. Приоткроются чуть-чуть — воды пойдет немного. А встанут по движению воды — она почти беспрепятственно будет проникать в турбину.

После того как вода прошла сквозь направляющий аппарат, на пути у нее — лопасти рабочего колеса турбины. Она заставляет их двигаться, отдает им свою энергию.

Затем вода уходит в отсасывающую трубу. Очень важно, чтобы она текла спокойно, без вихрей и препятствий, тогда турбина будет хорошо использовать напор. Поэтому отсасывающие трубы делают гладкими и немного расширяющимися к нижнему концу. Из этого открытого конца вода вытекает в русло реки и уходит по течению.

Нижний бьеф плотины.

Вода выходит из гидроагрегатов Иркутской ГЭС с большой скоростью — около 4 метров в секунду. Гашение энергии потока происходит сначала в водобойном колодце (массивная бетонная плита с небольшим подъемом), а затем в рисберме (укрепленный участок русла реки в нижнем бьефе), что защищает русло от размыва.

Вместе с рабочим колесом турбины вращается вал, связывающий его с ротором гидрогенератора. На выводах генератора напряжение переменного тока составляет 13 800 вольт. Но электроэнергию в таком виде невыгодно передавать на большие расстояния. Вот если повысить напряжение в 10—15 раз, тогда другое дело: сила тока упадет, и он, проходя по проводам, будет меньше нагревать их.

Со стороны нижнего бьефа на плотине станции установлены четыре приемно-повышающих трансформатора, именно на них поступает выработанная электроэнергия, они повышают её до 110 и 220 киловольт, затем передают на открытые распределительные устройства на правом и левом берегах реки. А уже оттуда по 10 воздушным линиям электропередач она уходит в единую энергетическую систему.

Трансформаторы повышают напряжение в десятки раз. Автор фото — Илья Татарников

Электроэнергия поступает на потребительские подстанции, где высокое напряжение опять понижается. В жилые дома приходит ток напряжением 0,4 киловольта, крупные промышленные потребители работают на 6 киловольтах.

Открытое распределительное устройство на левом берегу. Автор фото — Регина Ступурайте

Работу всей станции контролируют с главного щита управления. Именно сюда стекается вся информация о работе системы агрегатов. Здесь следят, чтобы ГЭС постоянно выдавала заданную мощность.

Начальник смены станции Андрей Иванов сразу спросил: «Вы, наверное, первый раз здесь? Значит, не видели старый главный щит». В феврале завершилась реконструкция. Теперь главный щит оборудован по последнему слову техники.

Начальник смены станции Андрей Иванов. Автор фото — Илья Татарников Автор фото — Илья Татарников

Перед нами стояли больше десяти мониторов и телефоны, которые постоянно звонили. Начальник смены рассказывал о том, как все это работает, успевая отвечать на звонки. «Здесь вся связь с системой. Все под контролем отсюда. Самое сердце станции», — гордо добавил Андрей Иванов.

На табло нанесены все линии электропередач, которые питает Иркутская ГЭС. Подстанция «Южная» расположена на улице Старокузьмихинская, «Кировская» — в районе ТЦ «Фортуна», «Мельниково» — между Синюшиной горой и Первомайским, «Шелехов» — на Иркутском алюминиевом заводе.

Главный щит управления. Автор фото — Илья Татарников Автор фото — Илья Татарников Автор фото — Илья Татарников

С левой стороны автомобильной дороги возвышаются два козловых крана. С их помощью обслуживают затворы верхнего бьефа (чтобы прекратить подачу воды в гидроагрегат при выводе его в ремонт или резерв) и сороудерживающие решетки. Вторые перекрывают водопроводящую трубу гидроагрегата, чтобы туда не попадал мусор. На одном из кранов сейчас производят замену электрооборудования. Еще один козловой кран, правда, размером поменьше, установлен со стороны нижнего бьефа. Он тоже нужен для обслуживания затворов.

Козловые краны. Автор фото — Регина Ступурайте

На территории гидроузла Иркутской ГЭС размещен водозабор, принадлежащий МУП «Водоканал». Насосная станция качает воду с глубины 30 метров, трубопроводы проходят по нижнему бьефу. Вода отсюда поступает на Ново-Иркутскую ТЭЦ, также этот водозабор обеспечивает техническое водоснабжение города.

Прогуливаясь или проезжая по плотине, каждый наверняка замечал маленькое здание на той стороне, где стоит ледокол «Ангара». С него любят нырять мальчишки. Это тоже водозабор. Правда, не действующий, он никогда не работал, хотя изначально планировался как резервный питьевой водозабор Иркутска. Там было установлено оборудование, но после того как плотину построили, решили, что вода в этом месте не подходит для питьевого водозабора. Здание и оборудование законсервировали. Нырять с него опасно!

Заброшенная насосная станция. Автор фото — Регина Ступурайте

При строительстве ГЭС были спроектированы и другие интересные идеи. Например, там, где сейчас находится улица Старокузьмихинская, планировались шлюзы для пропуска судов. Их не стали строить из-за ненадобности: на Ангаре не такая большая судоходность, транспортные потоки маленькие, кроме того, создание шлюзовых камер обошлось бы слишком дорого.

Пьезометр, контрольно-измерительное оборудование. Автор фото — Регина Ступурайте Пьезометры, контрольно-измерительное оборудование. Автор фото — Регина Ступурайте

Особо наблюдательные иркутяне, наверное, замечали красные столбики, которые «растут» из земли на плотине. Это пьезометры, контрольно-измерительное оборудование. Они контролируют уровень фильтрации через плотину. Со стороны верхнего бьефа пьезометры огорожены фундаментом, было много случаев, когда их сбивали транспортом, а это очень важный элемент контроля за сооружением.

Ночная подсветка плотины. Фото пресс-службы «ЕвроСибЭнерго»

— Иногда мне приходится слышать мнение, что надежность плотины Иркутской ГЭС низкая, что мы все живем как на пороховой бочке. Ничего подобного. За гидротехническими сооружениями ведется постоянный и очень серьезный надзор. Состояние Иркутского сооружения хорошее, критериальные значения не превышены, — объяснил главный инженер станции Евгений Комиссаренко. — Причем бетон, из которого сделано сооружение, имеет свойство становиться все крепче с годами.

С 1993 года на Иркутской ГЭС проводится крупная и весьма дорогостоящая программа технического перевооружения и реконструкции. На данный момент большая её часть выполнена.

Иркутская ГЭС — грандиозное гидротехническое сооружение, значение которого неоспоримо для городской энергосистемы. В средний по водности год станция вырабатывает 4,1 миллиарда киловатт-час в год. Основные потребители её электроэнергии — Иркутский алюминиевый завод (ИркАЗ) и коммунально-бытовые потребители города.

Сооружение, которое возводилось на века. В нем чувствуется мощь, сила и храбрость, с которой первостроители Иркутскгэсстроя усмиряли воды Ангары. И река покорилась, ей ничего не оставалось.

Как работает гидроэнергетика | Союз обеспокоенных ученых

Воспользовавшись гравитацией и круговоротом воды, мы подключились к одному из природных двигателей для создания полезной формы энергии. Фактически, люди улавливали энергию движущейся воды на протяжении тысячелетий. Сегодня использование энергии движущейся воды для выработки электроэнергии, известной как гидроэлектроэнергия, является крупнейшим источником экологически чистой возобновляемой электроэнергии в Соединенных Штатах и во всем мире.

Хотя производство гидроэлектроэнергии не приводит к загрязнению воздуха или выбросам парниковых газов, оно может иметь негативные экологические и социальные последствия. Блокирование рек плотинами может ухудшить качество воды, нанести ущерб водной и прибрежной среде обитания, заблокировать проход мигрирующих рыб и вытеснить местные сообщества. Прежде чем приступить к реализации любого проекта, необходимо взвесить преимущества и недостатки любого предлагаемого развития гидроэнергетики. Тем не менее, если все сделано правильно, гидроэнергетика может стать устойчивым и экологически чистым источником электроэнергии, который может помочь уменьшить нашу зависимость от ископаемого топлива и снизить угрозу глобального потепления.

Гидроэнергетические ресурсы

На Земле вода постоянно перемещается в различных состояниях, этот процесс известен как гидрологический цикл. Вода испаряется из океанов, образуя облака, выпадая в виде дождя и снега, собираясь в ручьи и реки и стекая обратно в море. Все это движение дает огромную возможность использовать полезную энергию.

В 2011 г. гидроэнергетика обеспечивала 16% мирового производства электроэнергии, уступая только ископаемому топливу. Вместимость по всему миру в 2011 году составляла 950 гигаватт (ГВт), из них 24 процента в Китае, восемь процентов в США и девять процентов в Бразилии [1]. Во всем мире мощность гидроэлектростанций увеличилась более чем вдвое с 1970 года.

В Соединенных Штатах установленная мощность гидроэнергетики неуклонно росла: с 56 ГВт установленной мощности в 1970 году до более чем 78 ГВт в 2011 году [2]. Однако в процентном отношении к общему производству электроэнергии в США она упала с 12 процентов в 1980 году до 7 процентов в 2012 году, в основном в результате быстрого роста электростанций, работающих на природном газе, и других технологий возобновляемой энергии, таких как ветер и солнечная энергия [3]. ].

Поскольку производство гидроэнергетики зависит от рек и ручьев, возможности использования гидроэнергетики в качестве источника электроэнергии различаются по стране. Например, Тихоокеанский Северо-Запад (Орегон и Вашингтон) вырабатывает более двух третей своей электроэнергии за счет гидроэлектростанций [4]. Плотина Гранд-Кули на реке Колумбия в Вашингтоне — одна из крупнейших плотин в мире с мощностью более 6750 мегаватт (МВт).

Помимо очень крупных электростанций в западных штатах, в Соединенных Штатах имеется множество небольших гидроэлектростанций. В 1940 в стране было 3100 гидроэлектростанций, хотя к 1980 году их число упало до 1425. С тех пор несколько этих небольших заводов были восстановлены; по состоянию на 2013 г. в эксплуатации находилось 1672 ГЭС (без гидроаккумулирующих) [5]. Эти растения составляют лишь небольшую часть плотин, которые блокируют и отклоняют наши реки.

Преобразование движущейся воды в электричество

Для выработки электроэнергии из кинетической энергии движущейся воды вода должна двигаться с достаточной скоростью и объемом, чтобы вращать пропеллероподобное устройство, называемое турбиной, который, в свою очередь, вращает генератор для выработки электроэнергии. Грубо говоря, один галлон воды в секунду, падающий с высоты сто футов, может произвести один киловатт электроэнергии.

Чтобы увеличить объем движущейся воды, для сбора воды используются водохранилища или плотины. Отверстие в плотине использует гравитацию, чтобы сбросить воду по трубе, называемой затвором. Движущаяся вода заставляет турбину вращаться, что заставляет магниты внутри генератора вращаться и вырабатывать электричество.

На гидроэнергетических объектах используются различные типы турбин, и их использование зависит от величины гидравлического напора (вертикального расстояния между плотиной и турбиной) на станции. Наиболее распространены конструкции колес Каплана, Фрэнсиса и Пелтона. Некоторые из этих конструкций, называемые реактивными и импульсными колесами, используют не только кинетическую силу движущейся воды, но и давление воды.

Турбина Каплана похожа на лодочный гребной винт с рабочим колесом (вращающейся частью турбины), имеющим от трех до шести лопастей, и может обеспечивать мощность до 400 МВт. Турбина Каплана отличается от гидротурбин других типов тем, что ее производительность можно улучшить, изменив шаг лопастей. Турбина Фрэнсиса имеет рабочее колесо с девятью или более неподвижными лопастями. В данной конструкции турбины мощностью до 800 МВт рабочие лопатки направляют воду так, что она движется в осевом потоке [6]. Турбина Пелтона состоит из набора лопаток особой формы, установленных снаружи круглого диска, что делает его похожим на водяное колесо. Турбины Пельтона обычно используются на объектах с высоким гидравлическим напором и могут достигать 200 МВт.

Гидроэлектроэнергия также может быть получена без плотины с помощью процесса, известного как русло реки. В этом случае объем и скорость воды плотиной не увеличиваются. Вместо этого проект русла реки вращает лопасти турбины, улавливая кинетическую энергию движущейся воды в реке. Гидроэнергетические проекты, в которых есть плотины, могут контролировать выработку электроэнергии, потому что плотины могут контролировать время и поток воды, достигающей турбин. Таким образом, эти проекты могут выбирать для производства электроэнергии, когда она больше всего нужна и наиболее ценна для сети. Поскольку в русловых проектах вода не хранится за плотинами, у них гораздо меньше возможностей контролировать количество и время выработки электроэнергии.

Другой тип гидроэнергетической технологии называется гидроаккумулированием. В гидроаккумулирующей станции вода перекачивается из нижнего резервуара в верхний резервуар в непиковое время, когда электроэнергия относительно дешева, с использованием электроэнергии, вырабатываемой из других видов источников энергии. Перекачка воды в гору создает потенциал для производства гидроэлектроэнергии позже. Когда необходима гидроэлектроэнергия, она возвращается в нижний резервуар через турбины. Некоторая часть энергии неизбежно теряется, но гидроаккумулирующие системы могут иметь КПД до 80 процентов. В настоящее время существует более 90 ГВт гидроаккумулирующих мощностей по всему миру, из которых около 20% приходится на США. Необходимость создания накопительных ресурсов для захвата и хранения для последующего использования выработки энергии, полученной в результате широкого проникновения переменных возобновляемых источников энергии (например, ветра и солнца), может повысить интерес к строительству новых проектов гидроаккумулирования [7].

Экологические и социальные проблемы

Хотя производство гидроэлектроэнергии не приводит к выбросам парниковых газов или других загрязнителей воздуха, строительство и эксплуатация гидроэнергетических проектов могут иметь экологические и социальные последствия, которые в значительной степени зависят от того, где находится проект и как он эксплуатируется.

Плотины, которые затопили участки с живой растительностью, могут выделять метан, мощный газ, способствующий глобальному потеплению, при разложении этого органического материала. Например, плотина Тукуруи в Бразилии создала водохранилище в тропическом лесу до того, как вырубила деревья. Когда растения и деревья начали гнить, они уменьшили содержание кислорода в воде, убивая растения и рыбу в воде, и выпустили большое количество метана.

Гидроэнергетические проекты могут уменьшить сток рек вниз по течению, если потоки вверх по течению задерживаются за водохранилищем и/или отводятся в каналы, по которым вода отводится к генерирующей установке. Понижение потока в реке может изменить температуру воды и ухудшить среду обитания для растений и животных. Меньшее количество воды в реке также может снизить уровень кислорода, что ухудшает качество воды.

Вода обычно хранится за плотиной и сбрасывается через турбины, когда требуется энергия. Это создает искусственные схемы течения в нижнем течении реки, которые могут сильно отличаться от естественного течения реки. Например, реки, питающиеся в основном за счет таяния снега, могут иметь гораздо больший сток зимой и весной, чем летом и осенью. Операции гидроэнергетики могут отличаться от этих естественных моделей стока, что имеет значение для прибрежных и водных видов, расположенных ниже по течению. Если уровень воды ниже по течению от гидроэнергетического проекта сильно колеблется из-за операций по выработке электроэнергии, рыба может оказаться на мелководье. Если операции вызывают более статичный график стока в течение года, чем тот, который обычно наблюдается в реке, движение наносов по участку реки может быть нарушено, что сократит среду обитания для водных видов. Меньшее количество сезонных явлений стока также может привести к тому, что прибрежный коридор станет менее динамичным, поскольку саженцы, которые обычно сезонно изреживаются из-за высокого стока, могут созревать.

Плотины также могут блокировать миграцию рыб, которые плывут вверх по течению к нерестилищам. На северо-западе Тихого океана и в Калифорнии большие плотины заблокировали миграцию кижуча, чавычи и нерки из океана в места их нереста вверх по течению. Количество лосося, совершающего путешествие вверх по течению, сократилось на 90 процентов после строительства четырех плотин в нижнем течении реки Снейк. Предпринимаются некоторые шаги для перемещения рыбы вокруг плотин, например, погрузка ее на баржи или строительство рыбоходов, но успех был ограниченным. Прохождение рыбы вниз по течению также может быть проблемой, поскольку молодь может быть пережёвана турбинами плотины, когда она направляется к океану.

Затопление земель для создания водоемов также может уничтожить районы, где живут люди или выращивают урожай. Плотина Бальбина в Бразилии, например, затопила 2360 квадратных километров, площадь размером с Делавэр [8]. Плотность населения обычно выше вдоль рек, что приводит к массовому перемещению городских центров. Плотина «Три ущелья» в Китае вынудила покинуть почти 1,2 миллиона человек [9].

Места обитания диких животных, уничтоженные водохранилищами, могут представлять особую ценность. В Южной Америке 80 процентов гидроэнергетического потенциала находится в тропических лесах, одной из самых богатых и разнообразных экосистем на Земле. Плотина Розана в Бразилии уничтожила одно из немногих оставшихся мест обитания черного льва-тамарина, редкого и красивого вида длинношерстных обезьян.

В Соединенных Штатах большинство нефедеральных гидроэлектростанций должны получить лицензию на эксплуатацию от Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC). Эти лицензии, которые регулируют работу электростанции на срок от 30 до 50 лет, играют большую роль в определении того, как работа гидроэлектростанции влияет на местные экологические, культурные и рекреационные ресурсы. Таким образом, процесс повторного лицензирования является важной возможностью для переоценки и корректировки, при необходимости, операций проекта, чтобы лучше соответствовать текущим потребностям и ценностям окружающей среды и общественности. Процессы повторного лицензирования гидроэнергетики по всей стране привели к увеличению потоков для поддержки водных и прибрежных сред обитания, улучшению доступа и услуг для поддержки общественного отдыха на реках и защите объектов культурного наследия [10].

Гидроэнергетика с низким уровнем воздействия

В то время как работа гидроэнергетики может оказывать негативное воздействие на окружающую среду, способ эксплуатации проекта может иметь большое значение в степени его воздействия на окружающую среду. Проекты могут управлять попусками воды из плотин, чтобы обеспечить достаточное количество воды в реке для поддержания местных видов. Потоки также можно планировать так, чтобы они имитировали естественные модели потоков, которые помогают транспортировать отложения и имитировать биологические сигналы, которые были бы обеспечены естественным циклом потока. Модернизация плотин оборудованием для прохода рыбы и даже демонтаж дамб на некоторых ключевых участках рек может значительно улучшить доступ к среде обитания вверх по течению.

Гидроэлектростанции, которые хотят снизить воздействие на окружающую среду, могут пройти программу добровольной сертификации, разработанную Институтом гидроэнергетики с низким уровнем воздействия (LIHI). LIHI — это признанная на национальном уровне независимая некоммерческая организация, занимающаяся снижением вредного воздействия производства гидроэлектроэнергии путем создания надежного и прозрачного стандарта, который потребители могут использовать при оценке гидроэнергетики. Учредив Программу сертификации гидроэнергетики с низким уровнем воздействия, LIHI сертифицирует гидроэнергетические объекты с низким экологическим и социальным воздействием по сравнению с другими гидроэнергетическими объектами на основе объективных критериев.

Чтобы пройти сертификацию LIHI, объект должен адекватно защищать или смягчать свое воздействие в следующих областях: речные стоки, качество воды, проход и защита рыб, защита водосборных бассейнов, защита исчезающих и находящихся под угрозой исчезновения видов, защита культурных ресурсов, отдых и объекты рекомендуется к удалению. Критерии сертификации основаны на более поздних и наиболее строгих мерах по смягчению последствий, рекомендованных для гидроэнергетического проекта государственными и федеральными агентствами по ресурсам, даже если эти меры не являются обязательными для эксплуатации объекта [11].

Будущее гидроэнергетики

Достижения в области «безопасных для рыбы» турбин и усовершенствованных методов сбора данных для повышения эффективности технологий прохода рыбы открывают новые захватывающие возможности для гидроэнергетики. Если гидроэнергетические проекты строятся и эксплуатируются таким образом, чтобы свести к минимуму воздействие на окружающую среду и культуру, они могут обеспечить недорогими экологически чистыми источниками электроэнергии городские и сельские районы по всему миру. Сбор энергии из наших рек может быть частью умного и разнообразного набора решений по снижению нашей зависимости от ископаемого топлива и его воздействия на наш климат и здоровье населения. Возможность увеличивать и уменьшать выработку гидроэлектроэнергии является ценным источником гибкой выработки электроэнергии в электросети, которая может напрямую заменить уголь и природный газ и помочь интегрировать большее количество переменных возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца.

Поскольку большинство развитых стран уже разработали свои наиболее доступные районы для крупномасштабной гидроэнергетики, рост этих проектов, вероятно, будет сосредоточен в странах с растущим населением и развивающейся экономикой. По данным Международной гидроэнергетической ассоциации, в 2012 г. было введено в эксплуатацию более 30 ГВт новых гидроэнергетических мощностей, при этом значительные инвестиции были осуществлены в Южной Америке, Азии и Африке [12]. В Бразилии строятся три крупных проекта в районе Амазонки общей мощностью генерации более 22 ГВт.

Потенциал развития новых крупномасштабных гидроэнергетических проектов в Соединенных Штатах, как правило, невелик. Тем не менее, Министерство энергетики США и Окриджская национальная лаборатория выпустили в 2014 году инструмент картирования гидроэнергетики, который оценивает более 65 ГВт потенциального развития новой гидроэнергетики на более чем трех миллионах рек и ручьев США, которые в настоящее время не имеют развития гидроэнергетики [13]. . Исследование определило западные штаты, включая Аляску, Калифорнию, Колорадо, Айдахо, Монтану, Орегон и Вашингтон, как имеющие наибольший потенциал развития новой гидроэнергетики. Исследование основано на опубликованном в 2012 году исследовании, финансируемом Министерством энергетики, в котором оценивается гидроэнергетический потенциал 80 000 плотин страны в 12 ГВт [14]. Существует также дополнительный потенциал для увеличения выработки электроэнергии на существующих гидроэнергетических проектах за счет расширения хранилища, модернизации оборудования и повышения эффективности.

Ссылки:

[1] Международное энергетическое агентство (МЭА). 2012. Основные статистические данные по мировой энергетике. Париж, Франция. В Интернете по адресу: http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/kwes.pdf

[2] Управление энергетической информации (EIA). 2011. Ежегодник по электроэнергии. Таблица 4.3. Существующая мощность по источникам энергии, 2011 г. (мегаватт). На сайте http://www.eia.gov/electricity/annual/html/epa_04_03.html

[3] Управление энергетической информации (EIA). 2011. Международная энергетическая статистика. Возобновляемые источники энергии: Производство электроэнергии: Гидроэнергетика. На сайте: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=6&pid=33&aid=12&cid=US,&syid=1980&eyid=2011&unit=BKWH

[4] Управление энергетической информации (EIA). 2012. Ежегодник по электроэнергии. Таблица 3.6 Чистая выработка энергии гидроэлектростанциями (традиционная). В Интернете по адресу: http://www.eia.gov/electricity/annual/html/epa_03_06.html

[5] Данные SNL.

[6] Министерство энергетики США (DOE). Типы гидротурбин. Онлайн по адресу http://www1.eere.energy.gov/water/hydro_turbine_types.html

[7] Роль гидроаккумулирующих гидроресурсов на рынках электроэнергии и эксплуатации систем. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. Май 2013 г. Интернет по адресу: http://www.nrel.gov/docs/fy13osti/58655.pdf

[8] Фернсайд, Филипп М. 1989. Бразильская плотина Бальбина: окружающая среда против наследия фараонов в Амазонии. Экологический менеджмент, июль/август 1989 г., том 13, выпуск 4, стр. 401–423.

[9] Международные реки. На сайте http://www.internationalrivers.org.

[10] Коалиция за реформу гидроэнергетики. На сайте http://www.hydroreform.org.

[11] Институт гидроэнергетики с низким уровнем воздействия. На сайте http://www.lowimpacthydro.org.

[12] Международная гидроэнергетическая ассоциация. Отчет IHA по гидроэнергетике за 2013 г. На сайте http://www.hydropower.org/report.

[13] Министерство энергетики США (DOE). Новая оценка ресурсов развития охвата потока. На сайте http://nhaap.ornl.gov/nsd.

[14] Министерство энергетики США (DOE). Оценка энергетического потенциала неэлектротехнических плотин в США. Апрель 2012 г. Онлайн по адресу: http://energy.gov/sites/prod/files/2013/12/f5/npd_report_0.pdf.

Связанные ресурсы

Что такое гидроэнергетика и как она работает?

Блоги

10 минут

21 декабря 2020 г.

возобновляемые источники энергии

С глобальным призывом к действиям по сокращению нашей зависимости от ископаемого топлива гидроэнергетика становится все более важным источником энергии. Как один из наиболее последовательных и надежных возобновляемых источников энергии, гидропроекты будут продолжаться и в будущем.

Гидроэнергетика является одним из самых дешевых способов производства электроэнергии и используется более чем в 60 странах мира, удовлетворяя половину их потребностей в электроэнергии. Он также обеспечивает дополнительные преимущества в качестве источника экологически чистой энергии, предоставляя энергию «по требованию» и создавая тысячи рабочих мест по всему миру.

Что такое гидроэнергетика?

Гидроэнергетика — это энергия, вырабатываемая водными источниками, такими как океан, водопады и реки. Поскольку вода постоянно совершает глобальный цикл, ее движение можно использовать для выработки электроэнергии или для привода машин. Поскольку вода является бесконечным ресурсом, ее цикл обеспечивает бесконечную систему перезарядки, что делает ее возобновляемым источником энергии.

Существует несколько типов гидроэнергетических сооружений, и все они питаются от движения текущей воды. Турбины и генераторы используются для преобразования кинетической энергии воды в электричество, которое затем подается в электрическую сеть для снабжения домов, предприятий и промышленности.

Новая технология под названием «микрогидроэлектростанции» все чаще используется в отдаленных районах для обеспечения электроэнергией домов и предприятий. Технология позволяет небольшим холдингам вырабатывать собственную энергию, независимую от крупных гидроэлектростанций. Microhydro использует меньшие потоки воды для запуска небольших генераторов, которые производят достаточно энергии для питания дома или для работы местного оборудования.

Как работает гидроэнергетика?

Гидроэнергетика использует энергию, поступающую от потока воды через турбину, соединенную с генератором, превращая ее в электричество. Большинство гидроэлектростанций хранят воду в плотине, которая контролируется затвором или клапаном для измерения количества вытекающей воды. Чем выше высота плотины, тем больше энергии может быть выработано.

Непосредственно перед тем, как вода течет через плотину, она получает потенциальную энергию, которая преобразуется в кинетическую энергию, когда она течет вниз по склону. Вода используется для вращения турбины, которая подключена к электрогенератору, распределяющему энергию между конечными пользователями.

Существует четыре основных типа гидроэнергетических сооружений:

Водохранилище – Наиболее распространенным типом гидроэнергетического сооружения является водохранилище, в котором используется водохранилище. Вода хранится в резервуаре и при сбросе направляется через турбину. Турбина вращается, которая затем активирует генератор, вырабатывающий электричество. Само водохранилище не обязательно должно быть большим, как в случае с микроГЭС.
Насосное хранилище – Этот метод работает аналогично водохранилищу, за исключением того, что для движения воды используются два резервуара. Резервуары расположены на разных высотах и обеспечивают электроэнергией «по требованию».
Русло реки – Этот тип объектов используется для производства электроэнергии в небольших масштабах. Когда вода течет по реке, она вращает турбину подобно плотине. Турбина подключается к генератору, после чего распределяется электричество. Чтобы быть эффективным, этот метод требует наличия реки с постоянным течением воды.
Энергия приливов – Этот метод использует поток морской воды для выработки энергии. Поскольку приливы имеют предсказуемые движения, большое количество энергии может генерироваться приливными установками два раза в день.

Является ли гидроэнергетика возобновляемой?

Гидроэнергетика относится к возобновляемым источникам энергии, поскольку она использует естественный круговорот воды на Земле для выработки электроэнергии. Во время процесса не происходит прямых выбросов в атмосферу, поэтому это считается чистой формой производства энергии.

Однако ни один процесс, нарушающий естественный баланс экосистем, не обходится без негативных последствий. Например, некоторые считают спорными большие объемы воды, хранящиеся на гидроэлектростанциях, из-за глобального дефицита воды.

Гидроэнергетика также может блокировать миграцию рыб к нерестилищам. Это часто приводит к сокращению количества рыбы в реках, а в некоторых случаях может привести к исчезновению видов.

Существует также мнение, что растительность попадает в водохранилища и выделяет углекислый газ и метан, что способствует глобальному потеплению.

Как используется гидроэнергетика?

Гидроэнергетика используется для обеспечения домов и предприятий электроэнергией. Он также используется для питания машин. Традиционно гидроэнергетика использовалась для привода мельниц для измельчения зерна.

В настоящее время при наличии подходящего ландшафта и финансирования гидроэнергетические системы могут быть созданы для выработки электроэнергии для домов и предприятий в сельской местности. Домовладельцы и предприятия также могут использовать государственные тарифы и соглашения и продавать энергию, которую они не используют, обратно в сеть.

Резервуары, созданные на гидроэлектростанциях, не только вырабатывают энергию, но и обеспечивают такие возможности для отдыха, как катание на лодках, плавание и рыбалка. Их также можно использовать для обеспечения водоснабжения, защиты от наводнений и орошения.

Каковы преимущества гидроэнергетики?

Гидроэнергетика предлагает множество преимуществ для домашних хозяйств, предприятий и окружающей среды. Во-первых, это очень предсказуемый и постоянный источник энергии. Вода на нашей планете никогда не закончится, поэтому гидроэнергетика является устойчивым и экологичным источником энергии.

Таким образом, гидроэнергетика хорошо подходит для удовлетворения пикового спроса на энергию и более чувствительна, чем многие другие возобновляемые источники энергии. Гидроэлектростанции могут регулировать поток воды, что позволяет станции производить больше энергии, когда это необходимо, и уменьшать ее, когда она не нужна.

Гидрогенераторы также более надежны, чем другие виды производства электроэнергии. Например, генератор может иметь срок службы до 100 лет и требует минимального обслуживания в течение всего срока службы.

Создание гидроэлектростанций также может принести пользу близлежащим городам. Рабочие места создаются на самом заводе, а поскольку плотины можно строить только в сельской местности, нужны квалифицированные рабочие для строительства дорог, управления транспортом и сборки оборудования. Это также может открыть новые пути для сельских районов и создать дополнительную инфраструктуру.

Гидроэнергетика также хорошо работает в сочетании с другими возобновляемыми источниками. Поскольку гидроэнергетика постоянна и надежна, ее можно использовать в дополнение к солнечной и ветровой энергии, обе из которых могут быть более прерывистыми в своих поставках энергии.

Каковы недостатки гидроэнергетики?

Несмотря на все преимущества гидроэнергетики, у нее есть и недостатки. Наиболее очевидным является то, что гидроэлектростанции могут быть построены только в очень определенных местах, то есть рядом с водопроводом или в сельской местности.

Точно так же затраты на строительство гидроэлектростанции могут быть очень высокими. В частности, крупномасштабные проекты требуют значительных инвестиций, и их развитие может сопровождаться другими условиями, которые увеличивают общий капитал.

Хотя водохранилище и энергия приливов и отливов являются очень надежными источниками энергии, системам русла реки требуется постоянный поток воды. Таким образом, речная гидроэнергетика зависит от погоды, поскольку для создания потока, достаточного для вращения турбины, требуются дожди. Учитывая это, речные ГЭС могут быть подвержены засухе. Поскольку изменение климата продолжает повышать температуру планеты, эта проблема может стать более распространенной в ближайшем будущем.

С другой стороны, затопление ГЭС может представлять риск наводнения. Поскольку плотины строятся на больших высотах, они представляют опасность для любых близлежащих городов. Хотя плотины строятся очень прочными, они все же могут прорваться и нанести ущерб окружающему ландшафту. Самый большой прорыв плотины в истории произошел в 1975, когда плотина Баньцяо в Китае прорвалась из-за избыточных осадков от тайфуна и унесла жизни 170 000 человек.

Какое воздействие гидроэнергетика оказывает на окружающую среду?

Воздействие гидроэнергетического проекта на окружающую среду зависит от его размера. Небольшой проект русла реки окажет меньшее влияние, чем более крупный проект водохранилища.

Существуют и другие переменные, которые могут повлиять на гидроэнергетические проекты, такие как тип используемой технологии и объем дополнительной инфраструктуры, необходимой в окрестностях.

Конечно, каждый гидроэнергетический проект требует тщательного планирования и соблюдения передовых практик. Хотя развитие гидроузлов требует некоторого нарушения окружающей среды, этот процесс тщательно контролируется.

Какой процент мировой электроэнергии вырабатывается гидроэнергетикой?

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), 17% электроэнергии в мире вырабатывается гидроэнергетикой. Это наиболее широко используемый возобновляемый источник энергии в мире.

Управление энергетической информации подтверждает, что Китай является крупнейшим производителем гидроэнергии, за ним следуют Канада, Бразилия и США.

Как найти работу в гидроэнергетике

Согласно Отчету о состоянии гидроэнергетики за 2020 год, общая глобальная установленная мощность гидроэнергетики достигла 1308 гигаватт (ГВт) в 2019 году, поскольку 50 стран и территорий завершили проекты по созданию новых и модернизации.

Мир вкладывает все больше средств в снижение нашей зависимости от ископаемого топлива, и сейчас самое подходящее время для работы в гидроэнергетике. Сегодня в этой области проводится множество исследований и разработок, а новые технологии помогают ежедневно удовлетворять энергетические потребности предприятий и людей.

Если вы хотите совмещать интересную и сложную карьеру с защитой будущего планеты, вам может подойти работа в гидроэнергетике.

Если вы ищете работу в гидроэнергетике, Брунель должен быть вашим первым звонком. У нас много работ в секторе возобновляемых источников энергии. Мы помогаем компаниям укомплектовывать проекты почти в 40 странах по десяткам специальностей.

Имея 45-летний опыт работы, мы набираем сотрудников для сотен самых вдохновляющих компаний по всему миру. Как специалисты по найму в секторе возобновляемых источников энергии, мы объединяем сложные проекты и амбициозные таланты. Если вы готовы сделать следующий шаг в своей карьере, ознакомьтесь с возможностями в наших списках вакансий в области возобновляемых источников энергии.

Ознакомьтесь с нашими вакансиями в области возобновляемых источников энергии

Свяжитесь с нами сегодня для специалистов

Связанные статьи

Поскольку скорость перехода энергии быстро увеличивается, тысячи людей, которые работали…

Электричество, или смесь производства электроэнергии, относится к комбинации видов топлива, используемых для выработки электроэнергии…

Как самый распространенный элемент во Вселенной, к счастью, водород — это то, что мы никогда не сможем.

Гидроэлектростанция как работает: Гидроэлектростанции принцип работы