Гес переваги та недоліки екологічні проблеми. Плюси та мінуси гес

Недоліки гідроелектростанцій

• Великі водосховища затоплюють значні ділянки землі, які б використовуватися з іншими цілями. Цілі міста ставали жертвами водосховищ, що викликало масові переселення, невдоволення та економічні труднощі.
• Руйнування або аварія греблі великої ГЕС практично неминуче викликає катастрофічну повінь нижче за річкою.
• Спорудження ГЕС неефективне у рівнинних районах.
• Протяжна посуха знижує і навіть може перервати виробництво електроенергії. ГЕС.
• Рівень води в штучних водосховищах постійно різко змінюється. На їхніх берегах будувати заміські будинкине варто!
• Гребля знижує рівень розчиненого у воді кисню, оскільки нормальна течія річки практично зупиняється. Це може призвести до загибелі риби у штучному водосховищі та поставити під загрозу рослинне життя у самому водосховищі та навколо нього.
• Гребля може порушити нерестовий цикл риби. З цією проблемою можна боротися, споруджуючи рибоходи та рибопідйомники в греблі або переміщуючи рибу в місця нересту за допомогою пасток та сіток. Однак це призводить до подорожчання будівництва та експлуатації ГЕС.

Питання

З урахуванням усіх проблем використання природного палива та ядерної енергії для виробництва електрики чому б не споруджувати більше гідроелектростанцій? У світі дуже багато річок. Хіба не варто будувати якнайбільше гідростанцій?

Відповідь

Більшість місць для будівництва гідроелектростанцій уже використовується. Кількість гребель та водосховищ, які можна побудувати на річці, обмежена. Енергія, що відбирається електростанцією у річки, вже не може використовуватися нижче за течією. Якщо річці побудувати занадто багато електростанцій, неминучі економічні конфлікти, пов'язані з розподілом енергії.

Електростанцією називається комплекс будівель, споруд та обладнання, призначений для вироблення електричної енергії. Тобто електростанції перетворять різні види енергій на електричну. Найбільш поширеними типами електростанцій є:

- Гідроелектростанції;
- Теплові;
- Атомні.

Гідроелектростанція (ГЕС) - це електростанція, що перетворює енергію води, що рухається в електричну енергію. Встановлюються ГЕС на річках. За допомогою греблі створюється перепад висот води (до і після греблі). Напір води, що виникає, надає руху лопаті турбіни. Турбіна приводить у дію генератори, що виробляють електроенергію.

Залежно від потужності гідроелектростанції поділяються на: малі (до 5 МВт), середні (5-25 МВт) і потужні (понад 25 МВт). За максимально використовуваним напором вони поділяються на: низьконапірні (максимальний напір - від 3 до 25 м), середньонапірні (25-60 м) та високонапірні (понад 60 м). Також ГЕС класифікують за принципом використання природних ресурсів: греблі, прищілинні, дериваційні та гідроакумулюючі.

Перевагами гідроелектростанційє: вироблення дешевої електроенергії, використання відновлюваної енергії, простота управління, швидкий вихід робочий режим. Окрім того, ГЕС не забруднюють атмосферу. Недоліки: прихильність до водойм, можливе затоплення орних земель, згубний вплив на екосистему рік. ГЕС можна будувати лише на рівнинних річках (через сейсмічну небезпеку гір).

Теплова електростанція (ТЕС)виробляє електроенергію з допомогою перетворення теплової енергії, отриманої результаті горіння палива. Паливом на ТЕС є: природний газ, вугілля, мазут, торф або гарячі сланці.

В результаті горіння палива в топках парових котлів відбувається перетворення поживної води в перегріту пару. Ця пара з певною температурою і тиском паропроводом подається в турбогенератор, де і відбувається отримання електричної енергії.

Теплові електростанції поділяються на:

- газотурбінні;

- котлотурбінні;

- Комбінованого циклу;

- на базі парогазових установок;
- На основі поршневих двигунів.

Котлотурбінні ТЕС, У свою чергу діляться на конденсаційні (КЕС або ДРЕС) та теплоелектроцентралі (ТЕЦ).

Переваги теплоелектростанцій

- малі фінансові витрати;

— висока швидкістьбудівництва;

- Можливість стабільної роботи незалежно від сезону.

Недоліки ТЕС

- робота на невідновлюваних ресурсах;

- Повільний вихід на робочий режим;

- Отримання відходів.

Атомна електростанція (АЕС)- Станція, в якій отримання електроенергії (або теплової енергії) відбувається за рахунок роботи ядерного реактора. За 2015 рік усі майже 11% електроенергії.

Ядерний реакторпід час роботи передає енергію теплоносія першого контуру. Цей теплоносій надходить парогенератор, де нагріває воду другого контуру. У парогенераторі відбувається перетворення води в пару, яка надходить у турбіну і приводить у рух електрогенератори. Пара після турбіни надходить у конденсатор, де охолоджується водою з водосховища. Як теплоносій першого контуру використовується, в основному, вода. Однак, для цієї мети можна використовувати ще свинець, натрій та інші рідкометалеві теплоносії. Кількість контурів може бути різною.

АЕС класифікуютьсяна кшталт використовуваного реактора. В атомних електростанціях використовуються два види реакторів: на теплових та швидких нейтронах. Реактори першого типу поділяються на: киплячі, водоводяні, важководні, газоохолоджувані, графітоводні.

Залежно від виду одержуваної енергії атомні електростанції бувають двох типів:

Станції, призначені для вироблення електроенергії.

Станції, призначені для отримання електричної та теплової енергії (АТЕЦ).

Переваги атомних електростанцій:

- Незалежність від джерел палива;

- Екологічна чистота;

Головний недолікстанцій цього типу- важкі наслідки у разі аварійних ситуацій.

Окрім перелічених електростанцій ще бувають: дизельні, сонячні, припливні, вітрові, геотермальні.

Усі чули про головний недолік АЕС – тяжкі наслідки аварій на атомних станціях. Десятки тисяч загиблих і безліч смертельно хворих людей, потужне радіаційне опромінення, що впливає на здоров'я людини та її нащадків, міста, що стали непридатними для життя… список, на жаль, можна продовжувати нескінченно. Хвала небесам, що випадки аварій поодинокі, переважна більшість атомних станційсвіту успішно працюють десятиліттями, жодного разу не стикаючись зі збоями системи.

Сьогодні атомна енергетика – це один із напрямків, що найшвидше розвиваються у світовій науці. Спробуємо відійти від сталого міфу про те, що атомні станції – це небезпека ядерних катастроф і дізнатися про переваги та недоліки АЕС як джерела електроенергії. У чому атомні станції перевершують теплові та гідроелектростанції? Які переваги та недоліки АЕС? Чи варто розвивати цей напрямок видобутку електрики? Про все це і не тільки…

Ви знали, що отримати електрику можна за допомогою звичайної картоплі, лимона чи кімнатної квітки? Знадобляться лише цвях і мідний дріт. Але забезпечити електроенергією весь світ картопля і лимони, звичайно, не зможуть. Тому з 19 століття вчені почали освоювати методи одержання електроенергії за допомогою генерації.

Генерація – це процес перетворення різних видівенергії у електричну. Процес генерації відбувається у електричних станціях. Сьогодні є безліч видів генерації.

Отримати електроенергію сьогодні можна такими способами:

1. Теплова електроенергетика – електроенергія утворюється за допомогою теплового згоряння органічного палива. Якщо просто – нафту та газ згоряють, виділяють тепло, тепло нагріває пару. Пара під тиском змушує обертатися електрогенератор, а електрогенератор виробляє електроенергію. Теплові електричні станції, У яких відбувається цей процес, називаються ТЕСами.
2. Ядерна енергетика – принцип роботи АЕС(атомних станцій, які отримують електроенергію за допомогою ядерних установок) дуже схожий на роботу ТЕС. Відмінність лише тому, що тепло отримують немає від згоряння органічного палива, як від розподілу атомних ядер у ядерному реакторі.
3. Гідроенергетика – у випадку із ГЕС(гідроелектростанціями), електричну енергію отримують від кінетичної енергії течії води. Ви колись бачили водоспади? В основі такого способу отримання енергії лежить сила водних водоспадів, що обертають ротори електрогенераторів, що виробляють електроенергію. Звісно, ​​водоспади не природні. Вони створюються штучно, використовуючи природну річкову течію. До речі, нещодавно вчені з'ясували, що морська течія набагато потужніша за річкове, в планах будувати морські гідроелектростанції.
4. Вітроенергетика – у разі призводить до дії електрогенератор кінетична енергія вітру.Пам'ятаєте млина? Вони повністю відбито цей принцип роботи.
5. Геліоенергетика – у геліоенергетиці платформою для перетворення служить тепло сонячних променів.
6. Воднева енергетика – електроенергію одержують шляхом згоряння водню.Водень спалюють, він виділяє тепло, а далі все відбувається за відомою нам схемою.
7. Приливна енергетика – що використовують у видобутку електроенергії у разі?Енергію морських припливів!
8. Геотермальна енергетика - отримання спочатку тепла, а потім електроенергії з природного тепла Землі.Наприклад, у вулканічних районах.

Недоліки альтернативних джерел енергії

Атомні, гідро та теплові електростанції є основними джерелами отримання електроенергії в сучасному світі. Які переваги АЕС, ГЕС та ТЕС? Чому нас не гріє енергія вітру чи енергія морських припливів? Чим ученим не потрапив водень чи природне тепло Землі? На те є свої причини.

Енергії вітру та сонця та морських припливів прийнято називати альтернативними через їх рідкісне використання та зовсім недавню появу. А ще через те, що вітер, сонце, море і тепло Землі відновлюються, і те, що людина скористається сонячним теплом або морським припливом, жодної шкоди ні сонцю, ні припливу не принесе. Але не поспішайте бігти і ловити хвилі, не все так легко та райдужно.

Геліоенергетика має суттєві мінуси — сонце світить лише вдень, відповідно вночі жодної енергії від нього не досягнеш. Це незручно, т.к. основний пік споживання електрики посідає вечірні години. В різний часроку та в різних місцях Землі сонце світить по-різному. Підлаштовуватися під нього справа витратна та складна.

Вітер і хвилі теж явища норовливі, хочуть - дмуть і приливають, а хочуть - ні. Але якщо вони й працюють, то роблять це повільно та слабко. Тому вітроенергетика і приливна енергетика поки що не набули великого поширення.

Геотермальна енергетика – складний процес, т.к. будувати електричні станції можна лише у зонах тектонічної активності, де з-під землі можна «вичавити» максимум тепла. Чи багато місць із вулканами ви знаєте? От і вчені небагато. Тому геотермальна енергетика, швидше за все, так і залишиться вузькоспрямованою та не особливо працездатною.

Воднева енергетика є найбільш перспективною. Водень має дуже високий ККД згоряння та її спалювання абсолютно екологічно чисто, т.к. продукт згоряння – дистильована вода. Але є одне але. Коштує процес виробництва чистого водню неймовірно великих грошей. Ви хочете платити мільйони за світло та гарячу воду? Ніхто не хоче. Чекаємо, сподіваємось і віримо, що незабаром вчені знайдуть спосіб зробити водневу енергетику доступнішою.

Атомна енергетика сьогодні

За різними даними, ядерна енергетика сьогодні дає від 10 до 15% електроенергії у всьому світі. Атомну енергію використовує 31 країна. Найбільше досліджень у галузі електроенергетики ведуться саме з використанню ядерної енергії. Логічно припустити, що переваги АЕС очевидно великі, якщо з усіх видів видобутку електроенергії розвивають саме цей.

У той же час, є країни, які відмовляються від використання ядерної енергетики, закривають усі наявні атомні станції, наприклад, Італія. На території Австралії та Океанії АЕС не існувало і не існує у принципі. Австрія, Куба, Лівія, КНДР та Польща зупинили розробки АЕС і тимчасово відмовилися від планів створення атомних станцій. Ці країни не звертають уваги на переваги АЕС і відмовляються від їх встановлення насамперед із міркувань безпеки та великих витратна будівництво та експлуатацію атомних станцій.

Лідерами у атомної енергетикисьогодні є США, Франція, Японія та Росія. Саме вони оцінили переваги АЕС і стали впроваджувати атомну енергетику у свої країни. Найбільша кількість проектів АЕС, що будуються, сьогодні належать Китайській Народній Республіці. Ще близько 50 країн активно працюють над впровадженням ядерної енергетики.

Як і всі способи видобутку електроенергії має АЕС переваги та недоліки. Говорячи про переваги АЕС слід зазначити екологічність виробництва, відмову від використання органічного палива та зручність у транспортуванні необхідного пального. Розглянемо все докладніше.

Переваги АЕС перед ТЕС

Переваги та недоліки АЕС залежать від того, з яким видом отримання електроенергії ми порівнюємо ядерну енергетику. Оскільки основні конкуренти атомних станцій – ТЕС та ГЕС, порівняємо переваги та недоліки АЕС стосовно цих видів отримання енергії.

ТЕС, тобто теплоелектростанції, бувають двох видів:

1. Конденсаційні чи коротко КЕС служать лише виробництва електроенергії. До речі, інша їхня назва прийшла з радянського минулого, КЕС також називають ГРЕСами – скорочено від «державної районної електростанції».
   2. Теплоелектроцентралі або ТЕЦ дозволяють виробляти не тільки електричну, а й теплову енергію. Взявши, наприклад, житловий будинок, зрозуміло, що КЕС лише дасть у квартири електрику, а ТЕЦ ще й опалення на додачу.

Як правило, ТЕС працюють на дешевому органічному паливі - вугіллі або вугільному пилу та мазуті. Найзатребуваніші енергетичні ресурси сьогодні – це вугілля, нафта та газ. За оцінками експертів світових запасів вугілля вистачить ще на 270 років, нафти – на 50 років, газу – на 70. Навіть школяр розуміє, що 50-річних запасів дуже мало та їх треба берегти, а не щодня спалювати у печах.

ВАЖЛИВО ЗНАТИ:

АЕС вирішують проблему нестачі органічного палива. Перевага АЕС – це відмова від органічного палива, тим самим збереження зникаючих газу, вугілля та нафти. Натомість на АЕС використовується уран. Світові запаси урану оцінюються в 6306300 тонн. Наскільки років його вистачить, ніхто не рахує, т.к. запасів багато, споживання урану досить невелике, і про його зникнення думати поки що не доводиться. У крайньому випадку, якщо запаси урану раптом віднесуть інопланетяни або вони випаруються самі собою, як ядерне паливо може застосовуватися плутоній і торій. Перетворити їх на ядерне паливо поки що дорого і складно, але можна.

Переваги АЕС перед ТЕС - це скорочення кількості шкідливих викидів в атмосферу.

Що виділяється в атмосферу при роботі КЕС та ТЕЦ та наскільки це небезпечно:

1. Діоксид сірки або сірчистий ангідрид- Небезпечний газ, згубний для рослин. При попаданні в організм людини в великих кількостяхвикликає кашель та задуху. З'єднуючись з водою, діоксид сірки перетворюється на сірчисту кислоту. Саме завдяки викидам діоксиду сірки виникає ризик кислотних дощів, небезпечних для природи та людини.
   2. Оксиди азоту– небезпечні для дихальної системилюдини та тварин, подразнюють дихальні шляхи.
   3. Бенапірен- Небезпечний тим, що має властивість накопичуватися в організмі людини. Внаслідок тривалого впливу може викликати злоякісні пухлини.

Сумарні річні викиди ТЕС на 1000 МВт встановленої потужності – це 13 тисяч тонн на рік на газових та 165 тисяч тонн на пилокутних теплових станціях. ТЕС потужністю 1000 МВт на рік споживає 8 мільйонів тонн кисню для окислення палива, переваги АЕС у тому, що в атомній енергетиці кисень не споживається в принципі.

Перераховані вище викиди для АЕС також не характерні. Перевага АЕС - викиди шкідливих речовин в атмосферу на атомних станціях мізерно і в порівнянні з викидами ТЕС, нешкідливі.

Переваги АЕС перед ТЕС – низькі витрати на перевезення палива. Вугілля та газ надзвичайно дорого доставлятимуть на виробництво, у той час як необхідний для ядерних реакцій уран можна помістити в одну невелику вантажну машину.

Недоліки АЕС перед ТЕС

1. Недоліки АЕС перед ТЕС – це насамперед наявність радіоактивних відходів.Радіоактивні відходи на атомних станціях намагаються максимально переробити, але утилізувати зовсім їх не виходить. Кінцеві відходи на сучасних АЕС переробляють у скло та зберігають у спеціальних сховищах. Чи вдасться їх колись використати – поки що невідомо.
   2. Недоліки АЕС – це й невеликий ККД щодо ТЕС.Оскільки процеси в ТЕС протікають при більш високих температурах, вони є більш продуктивними. У АЕС цього досягти поки що складно, т.к. цирконієві сплави, які опосередковано беруть участь у ядерних реакціях, що неспроможні витримувати надмірно високих температур.
   3. Окремо стоїть загальна проблема тепло та атомних електростанцій.Нестача АЕС та ТЕС – це теплове забруднення атмосфери. Що це означає? При отриманні ядерної енергії виділяється велика кількістьтеплової енергії, яка викидається в навколишнє середовище. Теплове забруднення атмосфери – проблема сьогоднішнього дня, воно тягне за собою безліч проблем на кшталт створення теплових островів, зміни мікроклімату та, зрештою, глобального потепління.

Сучасні АЕС вже вирішують проблему теплового забруднення та використовують для охолодження води власні штучні басейни чи градирні (спеціальні охолоджувальні вежі для охолодження великих обсягів гарячої води).

Переваги та недоліки АЕС перед ГЕС

Переваги та недоліки АЕС перед ГЕС пов'язані переважно із залежністю ГЕС від природних ресурсів. Про це детальніше…

1. Перевага АЕС перед гідроелектростанціями – це теоретична можливість будівництва нових атомних станцій, тоді як більшість річок та водойм, здатних працювати на благо гідроелектростанцій, вже зайняті. Тобто відкриття нових ГЕС утруднене через брак потрібних місць.
   2. Наступні переваги АЕС перед ГЕС – це непряма залежність від природних ресурсів. ГЕС безпосередньо залежать від природного водоймища, АЕС лише побічно – від видобутку урану, все інше забезпечують самі люди та їх винаходи.

Недоліки АЕС перед водними станціями незначні - ресурси, які використовує АЕС для ядерної реакції, а саме уранове паливо, є не відновлюваним. У той час як кількість води – основного поновлюваного ресурсу ГЕС, від роботи гідроелектростанції ніяк не зміниться, а уран сам по собі відновитись у природі не може.

АЕС: переваги та недоліки

Ми докладно розглянули переваги та недоліки АЕС перед іншими способами отримання електроенергії.

«Але як радіоактивні викиди АЕС? Поряд із атомними станціями неможливо жити! Це небезпечно!" - скажете ви. «Нічого подібного» — відповість вам статистика та світова вчена спільнота.

За статистичними порівняльними оцінками, проведеними в різних країнах, зазначається, що смертність від захворювань, що з'явилися від впливу викидів ТЕС, вища, ніж смертність від захворювань, що розвинулися в організмі людини від витоку радіоактивних речовин.

Власне, всі радіоактивні речовини міцно замкнені в сховищах і чекають на годину, коли їх навчаться залишково переробляти і використовувати. В атмосферу такі речовини не викидаються, рівень радіації в населених пунктахпоблизу АЕС не більше традиційного рівня радіації у великих містах.

Говорячи про переваги та недоліки АЕС, не можна не згадати про вартість будівництва та запуску атомної станції. Орієнтовна вартість невеликої сучасної ядерної станції – 28 мільярдів євро, фахівці стверджують, що вартість ТЕС приблизно така сама, тут ніхто не виграє. Проте переваги АЕС будуть у менших витратах на купівлю та утилізацію палива – уран хоч і дорожчий, але здатний «працювати» більше року, тоді як запаси вугілля та газу необхідно постійно поповнювати.

Аварії на АЕС

Раніше ми не згадали лише про основні недоліки АЕС, які всім відомі – це наслідки можливих аварій. Аварії на АЕС класифікуються за шкалою INES, що має 7 рівнів. Небезпека опромінення для населення становить аварію 4-го рівня і вище.

Тільки дві аварії в історії оцінені за максимальним 7-м рівнем – Чорнобильська катастрофа та аварія на АЕС Фукусіма 1. Одну аварію порахували 6-м рівнем, це Киштимська аварія, що сталася у 1957 році на хімкомбінаті «Маяк» у Челябінській області.

Безумовно, наявні у АЕС переваги та недоліки тьмяніють у порівнянні з можливістю ядерних катастроф, які забирають життя багатьох людей. Але переваги АЕС сьогодні – це вдосконалена система безпеки, яка майже повністю виключає можливість аварій, т.к. алгоритм роботи атомних реакторів комп'ютеризовано та за допомогою комп'ютерів реактори відключаються у разі мінімальних порушень.

Наявні в АЕС переваги та недоліки враховують при розробці нових моделей атомних станцій, які працюватимуть на переробленому ядерному паливі та урані, поклади якого раніше не вводилися в роботу.

Це означає, що основні переваги АЕС сьогодні – це перспективність їх модернізації, покращення та нових винаходів у цій галузі. Здається, що найголовніші переваги АЕС відкриються трохи пізніше, сподіваємось, що наука не стоятиме на місці, і незабаром ми про них дізнаємося.

В Останнім часомЯк альтернатива класичним середньо-високонапірним гребельним ГЕС активно пропонуються низьконапірні гідровузли, що працюють на природному стоку, досить широко поширені в Західній Європі. Спробуємо розібратися, що це ГЕС та які їх плюси та мінуси.

Приклад низьконапірної руслової гідроелектростанції ГЕС Iffezheim на Рейні, введена в експлуатацію в 1978 році. Фото звідси

Концепція низьконапірного руслового гідровузла передбачає створення на рівнинній річці ГЕС з напором у кілька метрів, чиє водосховище зазвичай вкладається в зону природного затоплення заплави при сильних паводках. Такі гідровузли мають такі переваги:
* Невелика площа затоплення, в яку зазвичай не потрапляють (або майже не потрапляють) забудовані землі. Отже, нікого переселяти не треба, вплив на екосистеми значно менший.
* У низьконапірні греблі набагато простіше інтегрувати рибоходи, та й униз через турбіни риба проходить із меншим травматизмом.

Саратовська ГЕС – найнижча напірна у Волзько-Камському каскаді.

Тепер перейдемо до недоліків:
* Такі ГЕС утворюють невеликі водосховища, придатні у кращому разі для добового регулювання стоку, а то й зовсім працюючі на водотоку. В результаті вироблення подібних ГЕС сильно залежить від сезону та погодних умов — у маловодні періоди вона різко падає.
* Ефективність використання стоку такими ГЕС набагато менша, ніж класичними — не маючи можливості акумулювати сток у повінь та повені, вони змушені скидати масу води вхолосту.
* Не маючи ємного водосховища, такі гідровузли не можуть боротися з повенями.
* З погляду судноплавства спорудження кількох низьконапірних гідровузлів замість одного великого призводить до збільшення часу на шлюзування - замість одного шлюзу потрібно проходити кілька.
* Низьконапірні ГЕС вміють значно більшу питому вартість (у розрахунку кВт потужності і кВт.год. вироблюваної електроенергії). Чим менший напір, тим більші габарити і відповідно металомісткість обладнання, неможливість акумулювання стоку у водосховищі призводить до необхідності створення потужніших водопропускних споруд, кілька шлюзів дорожчі, ніж один тощо. Для порівняння, можна навести низьконапірну Полоцьку ГЕС у Білорусії та високонапірну Богучанську ГЕС. Перша коштує приблизно 4500 $ за кВт, друга - близько 1000 $ за кВт. Різниця, як ми бачимо – у 4,5 рази.

ГЕС Тукуруї у Бразилії. В амазонській сельві, як і в сибірській тайзі, ефективніші великі ГЕС.

Підведемо підсумки. Переваги низьконапірних ГЕС найбільш суттєві у густонаселених районах, де висока вартість землі та велика кількість робіт з переселення людей, винесення споруд та інфраструктури роблять великі ГЕСз великими водосховищами неприйнятними. Саме тому низьконапірні ГЕС набули найбільшого поширення в Європі, де густота населення висока, а власних енергоресурсів мало, що змушує використовувати весь доступний гідропотенціал, нехай і дорогими способами.
У той же час, у відносно малонаселених регіонах очевидні переваги великих ГЕС — власне, в основному там їх і будують зараз у всьому світі (хоча критерії малонаселеності в різних країнах суттєво різняться, для Китаю з його мільярдним населенням переселення кількох десятків тисяч людей є цілком прийнятним) .

Низьконапірні руслові ГЕС не конкурують із середньо- та високонапірними — у кожного типу гідроелектростанцій своя «екологічна ніша», в якій вони найефективніші. І посилання на руслові ГЕС у Західній Європі під час обговорення гідроенергетичних проектів у Східному Сибіру є порівнянням незрівнянного.

Зазвичай джерелом дешевої електричної енергії є гідроелектростанції (ГЕС). Вони енергетичний потенціал великих мас води перетворюється на електроенергію.

Що таке ГЕС та як вони працюють

Найчастіше для них на річках споруджуються греблізавдяки яким утворюються величезні сховища водного ресурсу. У цьому річка, де передбачається будувати електростанцію, має бути повноводною, щоб напевно цілорічно забезпечувати водою турбіни електрогенераторів. Крім того, вона має мати максимально великий ухил. Ідеальним варіантом для будівництва ГЕС є утворювані руслами річок каньйони.

Створена для розміщення станції греблі та інші гідротехнічні споруди забезпечують потрібний напір водяного потоку, що обертає лопаті гідротурбін та ротори електрогенераторів. Крім використання напору води для електроенергії може використовуватися природний струм водяного потоку, званий деривацією. Іноді одночасно використовується обидва варіанти енергії води.

Необхідне електростанції обладнання вироблення електроенергії монтується безпосередньо у приміщенні гідроелектростанції. Там в окремих залах встановлюються агрегати, які безпосередньо перетворюють силу водяного потоку на механічну енергію турбін, а потім на електроенергію.

Крім того, ГЕС повинна бути оснащена іншим різним обладнанням, за допомогою якого організується контроль роботи станції, управління нею. Нормальна робота станції неможлива без пристроїв, які розподіляють та трансформують електроенергію, безлічі інших систем.

Якими вони бувають

Відповідно до генерованої потужністю ГЕС прийнято ділити на категорії. Це пов'язано з витратою води та силою її напору, а також ефективністю встановлених на станції генераторів та водяних турбін. Станції, що дають 25 і більше МВт, вважаються сильними. До середньопотужних відносять ті, що виробляють менше 25 МВт. Продуктивність станцій, що належать до малопотужних, не перевищує 5 МВт.

ГЕС бувають високонапірними, коли вода надходить з висоти понад 60 м, середнього напору заввишки від 25 м та низьконапірними, де висота води може бути від трьох до 25 метрів. Їхні турбіни розташовуються в залізобетонних або сталевих камерах. Вони можуть бути різні конструкції та технічні параметри, пов'язані з показниками робочого тиску води.

На станціях високого тиску експлуатуються радіально-осьові та ковшові турбіни. Їх встановлюють у спеціальних спіралеподібних камерах із металу. Радіально-осьові та поворотнолопатеві турбіни застосовують переважно на станціях, де середні показники напору. Низьконапірні ГЕС в основному обладнуються турбінами з лопатями, що повертаються.

Залежно від схеми використання водних ресурсів ГЕС поділяються на:

1. Руслові.
2. Прищілинні.
3. Дериваційні.
4. Гідроакумулюючі.

У першому варіанті греблею річка перегороджується повністю. Рівень води піднімається на проектну висоту. З неї вода скидається прямо до гідротурбінів. Така станція зручна там, де русло річки звужується, і річках, що протікають через гори.

У приплотинной схемі також є гребля, проте виробничий корпус ГЕС розташовується в нижній її частині. Тут тиск води сильніший, ніж у русловому варіанті. Це вимагає спорудження спеціальних напірних тунелів для її підведення до турбін.

У станціях дериваційного типу вода протікає безпосередньо через будівлю ГЕС, де встановлені турбіни.

Дозволяють акумулювати гідроенергію для використання її в періоди пікових навантажень ГЕС, що гідроакумулюють. У ненапруженому режимі, наприклад, вночі її гідротурбіни функціонують як насоси, перекачуючи воду у верхнє водосховище. Коли з'являються пікові навантаження, вода з нього прямує у трубопровід, що подає її на лопаті турбін.

Переваги гідроелектростанцій

Будівництво та експлуатація гідроелектростанцій супроводжується дискусіями щодо їх плюсів та мінусів.

Позитивним фактором такого виробництва електроенергії є відновлення використовуваних природних ресурсів. В результаті вартість отриманої таким чином електричної енергії істотно нижча, ніж на інших видах електростанцій. Наприклад, на ГЕС Росії вона вдвічі менша, ніж на теплових.

Гідростанції гнучкі в управлінні. За допомогою їх турбін можна регулювати потужність станції від мінімальної до граничної. При цьому, на відміну від теплових та деяких інших станцій, вони здатні швидко набирати робочу потужність з мінімальних показників.

Функціонування ГЕС не супроводжується шкідливим забрудненням повітря. До позитивних факторів можна віднести вплив їх водосховищ на формування більш помірних кліматичних показників у відповідному регіоні.

Будівництво гребель та освіта покращують судноплавство, впливають на збільшення рибних запасів у них, сприяють рибництву.

Їхні мінуси

Критики ГЕС обґрунтовано вказують на проблеми, насамперед екологічніякі викликаються їх появою. Насамперед, це затоплення великих масивів сільськогосподарських угідь, зокрема родючих земель. Заплавний грунт, що залишився, втрачає вологу. Зникають багато видів рослинності. У результаті моря і океани менше потрапляє цінних біогенних речовин.

Обмежені або зупинені пропуски води на гребель змушують видозмінюватися унікальним екологічних систему руслах та заплавах річок. В результаті річки меліють і забруднюються, скорочується чисельність риб, зникають деякі види. Греблі часом перешкоджають нересту прохідних риб, змушуючи місцеві рибгосподарства пристосовуватися до нових умов. Деякі безхребетні та інші водні тварини зникають з одночасною появою великої кількості мошок. Багато перелітні птахипозбавляються звичних місць гніздування.

При проектуванні станцій та його будівництві пріоритет віддається лише місцевостям, які мають великими водними запасами. Вони найчастіше знаходяться набагато далі від споживачів, ніж ТЕС. У цьому інші чинники який завжди враховуються. Є потенційна небезпека ГЕС на гірських річках, які часом споруджуються в районах з високою сейсмічною небезпекою.

Вказується на значно більші капітальні витрати порівняно зі спорудженням теплових станцій. При спорудженні гребель необхідні великі витрати на будівництво шлюзів для переведення суден на необхідний рівень води.