Daňový poriadok Ruskej federácie Hlavné výhody vodnej energie sú zrejmé. Hlavnou výhodou vodných zdrojov je samozrejme ich obnoviteľnosť: zásoby vody sú prakticky nevyčerpateľné. Vodné zdroje zároveň výrazne predbiehajú vo vývoji iných druhov obnoviteľných zdrojov energie a sú schopné zabezpečiť energiu veľké mestá

a celé regióny.

Využitie tohto zdroja energie môže byť navyše celkom jednoduché, čo potvrdzuje aj dlhá história vodnej energie. Napríklad hydroelektrické generátory môžu byť zapnuté alebo vypnuté na základe spotreby energie. Zároveň problematika vplyvu vodnej energie naživotné prostredie

. Prevádzkou vodných elektrární na jednej strane nedochádza k znečisťovaniu životného prostredia škodlivými látkami, na rozdiel od emisií CO 2 produkovaných tepelnými elektrárňami a prípadných havárií v jadrových elektrárňach, ktoré môžu viesť ku globálnym katastrofickým následkom.

Zároveň však tvorba nádrží vyžaduje zaplavenie veľkých plôch, často úrodných, čo spôsobuje negatívne zmeny v prírode. Priehrady často blokujú cestu rýb do neresísk, narúšajú prirodzený tok riek, vedú k rozvoju stagnujúcich procesov, znižujú schopnosť „samočistenia“ a tým dramaticky menia kvalitu vody.

Moderné technológie na výrobu vodnej energie umožňujú dosiahnuť pomerne vysokú účinnosť. Niekedy je dvakrát vyššia ako v prípade bežných tepelných elektrární. V mnohých ohľadoch je táto účinnosť zabezpečená vlastnosťami zariadení vodných elektrární. Je veľmi spoľahlivý a ľahko sa používa.

Všetky použité zariadenia majú navyše ešte jednu dôležitá výhoda. Toto dlhodobo služby, čo sa vysvetľuje nedostatkom tepla počas výrobného procesu. A skutočne, nie je potrebné často meniť zariadenia, poruchy sú extrémne zriedkavé. Minimálna životnosť vodnej elektrárne je asi päťdesiat rokov. A v rozľahlosti prvého Sovietsky zväz Stanice postavené v dvadsiatych či tridsiatych rokoch minulého storočia úspešne fungujú. Vodné elektrárne sú riadené cez centrálny uzol a v dôsledku toho majú vo väčšine prípadov malý personál.

Záver

vodná elektráreň turbína náklady na energiu

Potenciál vodnej energie možno určiť súčtom všetkých riečnych tokov existujúcich na planéte. Výpočty ukázali, že globálny potenciál je päťdesiat miliárd kilowattov ročne. Tento veľmi pôsobivý údaj je však iba štvrtinou množstva zrážok, ktoré ročne spadne na celom svete.

Ak vezmeme do úvahy podmienky každého konkrétneho regiónu a stav svetových riek, skutočný potenciál vodných zdrojov sa pohybuje od dvoch do troch miliárd kilowattov. Tieto čísla zodpovedajú ročnej produkcii energie 10 000 – 20 000 miliárd kilowattov za hodinu.

Na pochopenie potenciálu vodnej energie vyjadreného týmito číslami je potrebné získané údaje porovnať s ukazovateľmi tepelných elektrární spaľujúcich olej. Na výrobu tohto množstva elektriny by elektrárne spaľujúce ropu potrebovali každý deň asi štyridsať miliónov barelov ropy.

Vodná energia by v budúcnosti nepochybne nemala mať negatívny vplyv na životné prostredie alebo ho znižovať na minimum. Zároveň je potrebné dosiahnuť maximálne využitie vodných zdrojov.

Mnohí odborníci to chápu, a preto je problém zachovania prírodného prostredia pri aktívnej hydrotechnickej výstavbe aktuálnejší ako kedykoľvek predtým. V súčasnosti je dôležitá najmä presná predpoveď možných následkov výstavby hydraulických zariadení. Mala by odpovedať na mnohé otázky týkajúce sa možnosti zmiernenia a prekonania nežiaduceho environmentálne situácie ktoré môžu vzniknúť počas výstavby. Okrem toho je potrebné vykonať porovnávacie hodnotenie environmentálna efektívnosť budúce vodárne. Je pravda, že realizácia takýchto plánov je ešte ďaleko, pretože dnes sa nevyvíjajú metódy na určenie environmentálneho energetického potenciálu.

VÝHODY HPP:

Flexibilita

Vodná energia je flexibilným zdrojom elektriny, pretože vodné elektrárne sa dokážu veľmi rýchlo prispôsobiť meniacim sa energetickým nárokom, zvyšovaniu alebo znižovaniu výroby elektriny. Hydraulická turbína má čas spustenia rádovo niekoľko minút. Uvedenie zariadenia zo studeného štartu do plného zaťaženia trvá 60 až 90 sekúnd; toto je oveľa menej ako za plynové turbíny alebo parné elektrárne. Výrobu elektriny je možné rýchlo znížiť aj pri prebytku energie.

Elektráreň Ffestiniog dokáže vyrobiť 360 MW za 60 sekúnd

Nízke náklady na energiu

Hlavnou výhodou hydroelektrickej energie je absencia nákladov na palivo. Náklady na prevádzku vodnej elektrárne sú takmer imúnne voči zvýšeniu nákladov na fosílne palivá, ako je ropa, zemný plyn alebo uhlia a nevyžaduje sa žiadny dovoz. Priemerné náklady na elektrinu z vodnej elektrárne väčšej ako 10 megawattov sú 3 až 5 amerických centov za kilowatthodinu.

Vodné elektrárne majú dlhú životnosť, niektoré vodné elektrárne poskytujú elektrinu aj po 50-100 rokoch prevádzky.

Náklady na prevádzkovú údržbu sú nízke, na riadenie prevádzky vodnej elektrárne je potrebných málo ľudí.

Priehrada môže byť použitá na niekoľko účelov naraz: akumulovať vodu pre vodné elektrárne, chrániť územia pred povodňami, vytvárať nádrž.

Vhodnosť na priemyselné použitie

Zatiaľ čo mnohé vodné elektrárne dodávajú energiu do všeobecnej elektrickej siete, niektoré sú vytvorené na to, aby slúžili špecifickým priemyselné podniky. Napríklad na Novom Zélande bola postavená elektráreň na dodávku elektriny do hliníkovej huty Tiwai Point.

Znížené emisie CO2

Vodné elektrárne nespaľujú fosílne palivá a priamo neprodukujú oxid uhličitý. Aj keď určitý oxid uhličitý vzniká počas procesu výroby a výstavby projektu. Podľa štúdie Paula Scherrera z univerzity v Stuttgarte vodná energia produkuje najmenej oxidu uhličitého spomedzi ostatných zdrojov energie. Na druhom mieste bol vietor, na treťom jadrová energia, na 4. mieste slnečná energia.

Iné využitie nádrže

Vodné nádrže často poskytujú možnosti pre vodné športy a samy sa stávajú turistickými atrakciami. V niektorých krajinách je akvakultúra v nádržiach bežná. Vodu z nádrží možno použiť na zavlažovanie plodín, možno v nej chovať ryby. Priehrady tiež pomáhajú predchádzať povodniam.

NEVÝHODY VODNEJ ELEKTRÁRNE:

Poškodenie ekosystému a strata pôdy

Veľké nádrže potrebné na prevádzku vodných elektrární zaplavujú rozsiahle oblasti pôdy proti prúdu od priehrady a ničia lesné údolia a močiare. Strata pôdy je často spojená s ničením biotopov v okolitých oblastiach, ktoré zaberá nádrž.
Vodné elektrárne môžu viesť k zničeniu ekosystémov, pretože voda prechádza turbínamiočistené od prírodných usadenín. Nebezpečné sú najmä vodné elektrárne na veľkých riekach, ktoré vedú k vážnym zmenám v životnom prostredí.

Na fotografii je znázornená nádrž, ktorá je výsledkom výstavby priehrady.

Siltácia

Keď voda tečie, ťažšie častice plávajú po prúde.
Toto má negatívny dopad na priehradách a následne ich elektrárňach, najmä na riekach alebo v povodiach s vysokým stupňom zanášania. Silt môže naplniť nádrž a znížiť jej schopnosť kontrolovať povodne, čo spôsobuje dodatočný horizontálny tlak na priehradu. Zníženie koryta môže viesť k zníženiu výroby elektriny. Navyše aj horúce leto alebo nízke zrážky môžu viesť k poklesu hladiny rieky.

Emisie metánu (z nádrží)

Vodné elektrárne v tropických oblastiach majú najväčší vplyv na zásobovanie elektrární v tropických oblastiach, ktoré produkujú značné množstvo metánu. Je to spôsobené prítomnosťou rastlinný materiál v zaplavených oblastiach, rozkladá sa anaeróbne a produkuje metán a skleníkový plyn. Podľa správy Svetovej komisie pre priehrady v prípadoch, keď je nádrž veľká v porovnaní s výrobnou kapacitou (menej ako 100 wattov na meter štvorcový plochy) a lesy v oblasti nádrže neboli vyčistené . Potom môžu byť emisie skleníkových plynov v nádrži vyššie ako v klasickej tepelnej elektrárni.

Jednou z hlavných výhod malých vodných elektrární je environmentálna bezpečnosť. Pri ich výstavbe a následnej prevádzke nedochádza k škodlivým vplyvom na vlastnosti a kvalitu vody. Nádrže je možné využívať na rybárske aktivity a ako zdroje zásobovania obyvateľstva vodou. Okrem toho však majú mikro a malé vodné elektrárne množstvo výhod. Moderné stanice sú dizajnovo jednoduché a plne automatizované, t.j. počas prevádzky nevyžadujú prítomnosť človeka. Vyrábané nimi elektrický prúd vyhovuje požiadavkám GOST na frekvenciu a napätie a stanice môžu pracovať v autonómnom režime, t.j. mimo elektrizačnej sústavy elektrizačnej sústavy regiónu alebo regiónu a ako súčasť tejto elektrizačnej sústavy. A plná životnosť stanice je najmenej 40 rokov (aspoň 5 rokov predtým generálna oprava). No a čo je najdôležitejšie, malé energetické zariadenia nevyžadujú organizáciu veľkých nádrží so zodpovedajúcim zaplavením územia a obrovskými materiálnymi škodami.

Pri výstavbe a prevádzke MVE sa zachováva prírodná krajina a prakticky nedochádza k zaťaženiu ekosystému. Medzi výhody malých vodných elektrární – v porovnaní s elektrárňami využívajúcimi fosílne palivá – patria aj: nízke náklady na elektrickú energiu a prevádzkové náklady, relatívne lacná výmena zariadení, dlhšia životnosť vodných elektrární (40 – 50 rokov), integrované využívanie vodných zdrojov (elektrina, vodovod, rekultivácia, ochrana vôd, rybárstvo).

Mnohé z malých vodných elektrární nie vždy poskytujú garantovanú výrobu energie, keďže ide o sezónne elektrárne. V zime ich výdaj energie prudko klesá, snehová pokrývka a ľadové úkazy (ľad a kal), ale aj letná nízka voda a vysychanie riek môžu úplne zastaviť ich prácu. Sezónnosť malých vodných elektrární vyžaduje záložné zdroje energie, veľký počet z nich môže viesť k strate spoľahlivosti dodávky energie. Preto sa v mnohých oblastiach výkon malých vodných elektrární nepovažuje za hlavný, ale za záložný.

Vodné nádrže malých vodných elektrární, najmä v horských a podhorských oblastiach, majú veľmi akútny problém ich zanášania as tým spojený problém stúpania vodných hladín, záplav a záplav, znižovania hydroenergetického potenciálu riek a výroby elektriny. Je napríklad známe, že nádrž vodnej elektrárne Zemonechal na rieke Kura bola zanesená v priebehu 5 rokov na 60 %.

Pre rybárstvo sú malé vodné priehrady menej nebezpečné ako stredné a veľké, ktoré blokujú migračné cesty anadrómnych a semianadrómnych rýb a blokujú neresiská. Aj keď vo všeobecnosti vytvorením vodného diela nie sú úplne odstránené škody na obsádke rýb na hlavných tokoch, pretože povodie je jednotné ekologický systém a porušenia jeho jednotlivých väzieb nevyhnutne ovplyvňujú systém ako celok.

IN v poslednej dobe, ako alternatíva ku klasickým strednotlakovým priehradným vodným elektrárňam, nízkotlakovým vodným elektrárňam pracujúcim na prirodzený prietok, ktoré sú v r. západnej Európe. Pokúsme sa zistiť, aké sú tieto vodné elektrárne a aké sú ich výhody a nevýhody.

Príkladom nízkotlakovej prietokovej vodnej elektrárne je vodná elektráreň Iffezheim na Rýne, uvedená do prevádzky v roku 1978. Fotografia odtiaľto

Koncepcia komplexu nízkotlakej prietokovej hydroelektrárne zahŕňa vytvorenie vodnej elektrárne na plochej rieke s niekoľkometrovým spádom, ktorej nádrž sa pri veľkých povodniach zvyčajne nachádza v prirodzenom záplavovom pásme záplavového územia. Takáto vodáreň má nasledujúce výhody:
* Malé záplavové územie, ktoré zvyčajne nezahŕňa (alebo takmer nezahŕňa) zastavané pozemky. V dôsledku toho nie je potrebné nikoho presídľovať a vplyv na ekosystémy je oveľa menej významný.
* Je oveľa jednoduchšie integrovať rybie priechody do nízkotlakových priehrad a ryby prechádzajú cez turbíny s menším zranením.

Vodná elektráreň Saratov je najnižšou tlakovou elektrárňou v kaskáde Volga-Kama.

Teraz prejdime k nevýhodám:
* Takéto vodné elektrárne tvoria malé nádrže, vhodné prinajlepšom na dennú reguláciu prietoku, alebo aj prevádzku na vodnom toku. Výsledkom je, že výroba takýchto vodných elektrární je veľmi závislá od ročného obdobia a poveternostných podmienok – v období nízkej hladiny prudko klesá.
* Efektívnosť využitia odtoku pri takýchto vodných elektrárňach je oveľa nižšia ako pri klasických - keďže pri veľkých vodách a povodniach nedokážu akumulovať odtok, sú nútené vypúšťať veľa vody.
* Bez priestrannej nádrže takéto hydroelektrárne nedokážu bojovať proti povodniam.
* Z hľadiska plavby vedie vybudovanie niekoľkých nízkotlakových hydroelektrických komplexov namiesto jedného veľkého k predĺženiu doby uzamykania - namiesto jedného plavebného komory ich treba prejsť viacerými.
* Nízkotlakové vodné elektrárne majú výrazne vyššie jednotkové náklady (v prepočte na kW výkonu a kWh vyrobenej elektriny). Čím nižší je tlak, tým väčšie sú rozmery, a teda aj spotreba kovu v nádrži, čo vedie k potrebe vytvoriť výkonnejšie priepusty, ktoré sú drahšie ako jeden atď. Na porovnanie môžeme uviesť nízkotlakovú vodnú elektráreň Polotsk v Bielorusku a vysokotlakovú vodnú elektráreň Boguchanskaja. Prvý stojí približne 4 500 USD za kW, druhý - približne 1 000 USD za kW. Rozdiel, ako vidíme, je 4,5-násobný.

Vodná elektráreň Tucurui v Brazílii. V amazonskej džungli, podobne ako v sibírskej tajge, sú veľké vodné elektrárne efektívnejšie.

Poďme si to zhrnúť. Výhody nízkotlakových vodných elektrární sú najvýznamnejšie v husto obývaných oblastiach, kde sú vysoké náklady na pôdu a veľké množstvo práce na presídlenie ľudí, odstraňovanie stavieb a infraštruktúry. veľké vodné elektrárne s veľkými nádržami sú neprijateľné. Preto sú nízkotlakové vodné elektrárne najrozšírenejšie v Európe, kde je vysoká hustota obyvateľstva a málo vlastných energetických zdrojov, čo núti využívať všetok dostupný hydropotenciál, aj keď nákladnými spôsobmi.
V relatívne riedko osídlených regiónoch sú zároveň zrejmé výhody veľkých vodných elektrární - v súčasnosti sa tam stavajú najmä po celom svete (hoci kritériá pre riedke osídlenie v r. rôznych krajinách pre Čínu s miliardovou populáciou je presídlenie niekoľkých desiatok tisíc ľudí celkom prijateľné).

Nízkotlakové prietokové vodné elektrárne nekonkurujú strednotlakovým a vysokotlakovým vodným elektrárňam – každý typ vodných elektrární má svoju „ekologickú niku“, v ktorej sú najúčinnejšie. A odkazy na prietokové vodné elektrárne v západnej Európe pri diskusiách o hydroenergetických projektoch na východnej Sibíri sú porovnaním neporovnateľného.

Ako každý iný spôsob výroby energie, aj využitie malých a mini vodných elektrární má výhody aj nevýhody.

Medzi ekonomickými, environmentálnymi a sociálne dávky Malé vodné elektrárne možno pomenovať nasledovne. Ich tvorba sa zvyšuje energetická bezpečnosť región, zabezpečuje nezávislosť od dodávateľov palív v iných regiónoch a šetrí vzácne organické palivo. Výstavba takéhoto energetického zariadenia si nevyžaduje veľké kapitálové investície, veľké množstvo energeticky náročné stavebné materiály a značné mzdové náklady, pomerne rýchlo sa spláca. Treba poznamenať, že rekonštrukcia predtým odstavenej malej vodnej elektrárne bude stáť 1,5-2 krát menej. Malé energetické zariadenia nevyžadujú organizáciu veľkých nádrží so zodpovedajúcim zaplavením územia a obrovskými materiálnymi škodami.

Okrem toho existujú príležitosti na zníženie nákladov na výstavbu prostredníctvom zjednotenia a certifikácie zariadení. Moderné stanice sú dizajnovo jednoduché a plne automatizované, t.j. počas prevádzky nevyžadujú prítomnosť človeka. Elektrický prúd, ktorý vytvárajú, spĺňa požiadavky GOST na frekvenciu a napätie a stanice môžu pracovať v autonómnom režime, t.j. mimo elektrickej siete energetického systému regiónu a ako súčasť tejto elektrickej siete. A plná životnosť stanice je minimálne 40 rokov (aspoň 5 rokov pred väčšími opravami).

Jednou z hlavných výhod malých vodných elektrární je bezpečnosť životného prostredia. Pri ich výstavbe a následnej prevádzke nedochádza k škodlivým vplyvom na vlastnosti a kvalitu vody. Nádrže je možné využívať na rybárske aktivity a ako zdroje zásobovania obyvateľstva vodou. V procese výroby elektriny vodná elektráreň neprodukuje skleníkové plyny a neznečisťuje životné prostredie splodinami horenia a toxickým odpadom, čo spĺňa požiadavky Kjótskeho protokolu. Takéto objekty nespôsobujú indukovanú seizmicitu a sú relatívne bezpečné počas prirodzeného výskytu zemetrasení. Neposkytujú negatívny dopad o životnom štýle obyvateľstva, na fauna a miestne mikroklimatické podmienky.

Významnou výhodou je tiež absencia rušenia prírodná krajina a životného prostredia počas procesu výstavby a v prevádzkovej fáze, ako aj prakticky úplná nezávislosť od poveternostných podmienok. Dodávka lacnej elektriny spotrebiteľovi je zabezpečená kedykoľvek počas roka. ???????????????? ???????????? ????????

Okrem toho je možné mini-vodné turbíny použiť aj ako absorbéry energie pri rozdieloch vo výškach pitných a iných potrubí určených na čerpanie rôzne druhy tekuté produkty.

Možné problémy spojené s vytváraním a využívaním malých hydroenergetických zariadení sú menej výrazné, no treba ich tiež spomenúť.

Ako každý lokalizovaný zdroj energie v prípade izolovaná aplikácia, malé vodné zariadenie je zraniteľné z hľadiska poruchy, v dôsledku čoho sú odberatelia ponechaní bez napájania (riešením problému je vytvorenie spoločných alebo rezervných výrobných kapacít - veterná turbína, kogeneračná mini- kotolňa využívajúca biopalivo, fotovoltaické zariadenie atď.).

Najčastejším typom havárií na malých hydroenergetických zariadeniach je deštrukcia hrádze a hydraulických blokov v dôsledku preliatia cez korunu hrádze v dôsledku neočakávaného zvýšenia hladiny vody a poruchy uzatváracích zariadení. V niektorých prípadoch MVE prispievajú k zanášaniu nádrží a ovplyvňujú procesy tvorby kanálov.

Vo výrobe elektriny je určitá sezónnosť (v zime badateľné poklesy letné obdobie), čo vedie k tomu, že v niektorých regiónoch sa malá vodná energia považuje za rezervnú (duplicitnú) výrobnú kapacitu.

Medzi faktory, ktoré bránia rozvoju malých vodných elektrární, väčšina odborníkov uvádza neúplnú informovanosť potenciálnych užívateľov o výhodách využívania malých vodných elektrární; nedostatočná znalosť hydrologického režimu a prietokov malých vodných tokov; nízka kvalita existujúcich metód, odporúčaní a SNiP, čo je dôvod vážne chyby vo výpočtoch; nedostatok vývoja metód hodnotenia a predpovedania možných vplyvov na životné prostredie a hospodárska činnosť; slabá výrobná a opravárenská základňa podnikov vyrábajúcich hydroenergetické zariadenia pre malé vodné elektrárne a hromadná výstavba malých vodných elektrární je možná len vtedy, ak sériová výroba zariadení, upustenie od individuálneho dizajnu a kvalitatívne nový prístup k spoľahlivosti a cene zariadení - v porovnaní so starými zariadeniami vyradenými z prevádzky.

Zdroje energie

Zdroje energie pre malé vodné elektrárne sú:

* malé rieky, potoky,

* prirodzené zmeny nadmorskej výšky na prepadoch jazier a na zavlažovacích kanáloch zavlažovacích systémov,

* technologické vodné toky (priemyselné a kanalizačné výpuste),

* rozdiely vo výškach pitných potrubí, systémov na úpravu vody a iných potrubí určených na čerpanie rôznych druhov tekutých produktov.