1.2.4. Гідравлічні електростанції
Гідравлічними називаються електростанції, на яких енергія води, що звільняється при зміні її висотного положення, перетвориться в електроенергію. Вода, рухаючись із верхнього б'єфа в нижній, обертає робоче колесо турбіни, на одному валу з яким перебуває ротор генератора. Турбіну й генератор разом утворять гідроагрегат.
Зосереджений напір ГЕС може створюватися греблею, деривацією або греблею й деривацією спільно. Гребельна схема застосовується при більших витратах води й малих ухилів її поверхні. При цьому залежно від напору ГЕС буває русловою або пригребельною.
Руслова ГЕС може бути побудована при порівняно невеликому напорі, тому що її будинок поряд із греблею входить до складу споруджень, що створюють напір, і сприймає тиск води з боку верхнього б'єфа. Пригребельна ГЕС, будинок якої розташовується за греблею й не сприймає повного тиску води, споруджується при середніх і більших напорах. Підведення води до турбін такий ГЕС здійснюється трубопроводами, що перебувають у греблі, або тунелями, які прокладаються в її обхід.
Деривація являє собою сукупність споруджень, що здійснюють підвід води до станційного вузла ГЕС, і виконується у вигляді трубопроводу, каналу або тунелю. При цьому висота греблі може бути невеликою, що забезпечує лише відвід води з ріки в деривацію. Зосереджений напір виходить тут за рахунок різниці ухилів води в ріці й деривації.
Дериваційні станції звичайно споруджують у гірських умовах, при більших ухилах і малих витратах води, коли при відносно невеликій довжині в малих поперечних розмірах деривації можна отримати більші значення напору й потужності ГЕС.
У гребле-дериваційній схемі використовуються вигідні властивості обох попередніх схем, тобто може бути створені водоймище й використане деривація нижче греблі.
Гідравлічні електростанції характеризуються наступними технологічними особливостями:
використанням безупинно поновлюваних природних джерел енергії річок;
високим КПД (більше 90 %);
повною автоматизацією процесів виробництва електроенергії;
великою маневреністю, тобто здатністю практично миттєво змінювати режим роботи, швидко приймати й скидати навантаження.
Основною економічною перевагою ГЕС є низька собівартість електроенергії, приблизно в б раз менша, чим на ТЕС.
Гідравлічні електростанції сприяють зниженню напруженості паливно-енергетичного балансу країни, особливо в районах Європейської частини СРСР, де зосереджене близько 88 % об'єктів народного господарства. Так, кожний мільйон кіловатів установленої на ГЕС потужності дозволяє заощадити в середньому 1 млн. т умовного палива в рік. Однак енергетичні й техніко-економічні показники ГЕС істотно залежать від природних умов і в порівнянні з ТЕС ці станції вимагають більше високих капіталовкладень. Відзначимо, що ГЕС крім вироблення електроенергії в ряді випадків становлять основу для рішення комплексних завдань іригації, водопостачання й судноплавства.
З метою більше повного й ефективного використання гідроресурсів на більших ріках споруджують каскади, у які входять трохи ГЕС, послідовно розташованих на одному водостоку. При цьому станції взаємно зв'язані в енергетичному й водногосподарському відносинах.
Питома вага ГЕС у балансі потужності й енергії нашої країни в цілому становить більше 18 % (у Сибіру досягає майже 50 %). У світовому виробництві гідроенергії на частку СРСР доводиться близько 10 %.
Гідроенергетика в нашій країні розвивається по шляху концентрації одиничної потужності ГЕС і окремих гідроагрегатів (Братня ГЕС - потужність 4,1 млн. кВт із агрегатами 225 і 250 МВТ; Красноярська ГЕС - б млн. кВт із агрегатами по 500 МВТ; Саяно-Шушенска ГЕС - 6,4 млн. кВт із агрегатами по 640 Мвт.
Завдання на СРС: 1. Повторити по конспекту матеріал лекції.
Самостійно вивчити та до наступної лекції законспектувати матеріал цієї лекції по [6] с.25-36.
Література: [6] с.25-36; [7] с.9-19 (в тому числі і на СРС).