Контрольні запитання до розділу 3

1. Які переваги має сонячна енергія порівняно з традиційними видами палива?

2. За якими основними напрямами відбувається освоєння сонячної енергії?

3. На які групи поділяють теплові системи сонячних енергетичних установок?

4. Які сонячні теплові системи розрізняють за характером руху теплоносія?

5. За яким виразом обчислюють площу сонячних колекторів одноконтурної системи?

6. Яка ефективність двоконтурної системи порівняно з одноконтурною?

7. За якою схемою будують сонячні електроустановки з фотобатареями?

8. Як розрахувати загальну площу сонячних батарей, що працюють на акумулятор?

4. Конструювання малих гідроелектростанцій

Територія України вкрита мережею річкових долин, балок і ярів з численними водотоками – від маленьких струмочків періодичної дії до великих річок, таких як Дніпро і Дністер.

Водозабори великих і середніх річок розташовані в кількох геоморфологічних областях, тому їх окремі ділянки різняться між собою. Малі річки протікають в межах однієї геоморфологічної області, тому відмінність між їх окремими ділянками незначна.

Річкова мережа України поділяється за такими основними водозаборами:

– басейн р. Вісла, що охоплює річки північного заходу країни;

– басейн р. Дунай, до якого належать басейни р. Тиса і Прут, а також кілька річок, що впадають у Дунай або в придунайські озера нижче від гирла р. Прут;

– басейн р. Дністер, до якого входять річки східних схилів українських Карпат, а також річки Подільської височини;

– водозабір р. Південний Буг, що охоплює річки Подільської та Придніпровської височин;

– басейн р. Дніпро, що перетинає Україну з півночі на південь і охоплює річки багатьох геоморфологічних областей;

– між р. Дунай і Дністер є близько 70 річок, що протікають в Причорноморській низовині і впадають у лимани Чорноморського узбережжя або у море;

– водозабір Сіверського Донця, правобережні притоки р. Дон;

– річки, що впадають в Азовське море та його лимани і затоки.

Для розрахунків гідрографічних характеристик використовують опуб­ліковані матеріали Держкомгідромету. Якщо річка протікає територією кількох суміжних держав, гідрографічні характеристики розраховують для частини її водозабору, розміщеної безпосередньо на території Україні, і, залежно від розмірів цієї частини водозабору, відносять до відповідної градації малих річок.

За уточненими даними, більша частина України (98 % площі) належить до басейнів Чорного й Азовського морів, і тільки 2 % її площі – до басейну Балтійського моря.

4.1. Основні схеми та склад споруд малих гідроелектростанцій

Гідроенергетика – одна з найбільш розвинених галузей енергетики на основі ВДЕ, причому останнім часом проводиться досить чіткий поділ на велику гідроенергетику, яка належить до традиційних застосувань, та малу гідроенергетику, визначену як один з напрямів відновлюваної енергетики.

Головна перевага гідроенергетики полягає у дешевині генерованої на ГЕС електроенергії. Те, що паливна складова не бере участі у процесі отримання електроенергії під час впровадження невеликих ГЕС, дає позитивний економічний та екологічний ефект. Слід зазначити, що ГЕС великої потужності, для спорудження яких з землекористування вилучають значні площі продуктивних земель, негативно впливають на стан економічної, екологічної та соціальної сфери регіонах, де їх впроваджують.

Згідно з міжнародною класифікацією (нормативом ООН), до обладнання великої гідроенергетики належать станції, нижня межа потужності гідроенергетичного обладнання яких становить 30 МВт, до малої гідроенергетики – станції, верхня межа потужності гідроенергетичного обладнання яких становить 30 МВт.

Гідроелектрична станція – комплекс гідротехнічних споруд, обладнаних гідромеханічним та електричним устаткуванням, призначений для перетворення енергії водяного потоку в електричну.

За потужністю ГЕС умовно поділяють на такі:

• мікро, потужністю до 100 кВт (0,1 МВт), призначені для енергозабезпечення окремих підприємств, віддалених селищ. Радіус дії цих станцій – до 1 (інколи 2…5) км. Розподіл енергії здійснюється напругою до 10 кВ. Будівельна частина відрізняється простотою конструкції, гідромеханічне обладнання складається з однієї або двох турбін;

• міні, 100...1000 кВт (0,1…1 МВт), призначені для групи споживачів, розташованих у радіусі 20…25 км, або для енергопостачання порівняно великого підприємства. Розподіл електроенергії проводиться нап­ругою 10 кВ. Гідромеханічне обладнання складається з двох-трьох турбін, працюють найчастіше паралельно з центральною енергосистемою;

• малі, 1000...10000 кВт (1…10 МВт), призначені для енергозабезпечення споживачів у радіусі до 50…60 км. Розподіл електроенергії здійснюється напругою 10…35 кВ, працюють паралельно з центральною енергосистемою.

За величиною напору:

• низьконапірні (мікро – до 15 м; міні – 20 м; малі – 25 м);

• середньонапірні (мікро 15 – 50 м; міні 20 – 100 м; малі 25 – 130 м);

• високонапірні (мікро –  25 м; міні –  100 м; малі –  130 м).

За способом створення напору гідроелектростанції споруджуються за такими схемами:

• пригребельні;

• дериваційні;

• пригребельно-дериваційні (мішані).