8.4. Гидроэнергетика

Энергетическая программа РБ до 2010 года предусматривает в качестве основных направлений развития малой гидроэнергетики:

- сооружение малых ГЭС на промышленных сбросах;

- сооружение новых малых ГЭС на водохранилищах неэнергетического назначения;

- восстановление ранее существовавших малых ГЭС.

Основным рабочим органом ГЭС, непосредственно преобразующим энергию движения воды в кинетическую энергию своего вращения, является гидротурбина.

Гидротурбины бывают двух типов:

- активные;

- реактивные.

Термин "гидроэнергетика" определяет область энергетики, использующей энергию движущейся воды, как правило, рек. Эта энергия преобразуется или в механическую, или чаще всего в электрическую. Помимо гидроэнергетики водными источниками энергии являются морские волны и приливы.

Гидроэнергетика является наиболее развитой областью энергетики на возобновляемых ресурсах. Важно отметить, что в конечном итоге возобновляемость гидроэнергетических ресурсов также обеспечивается энергией Солнца, Действительно, реки представляют собой пото­ки воды, движущиеся под действием силы тяжести с более высоких на поверхности Земли мест в более низкие, и в конце концов впадают в Мировой океан. Под действием солнечного излучения вода испаряется с поверхности Ми­рового океана, пар ее поднимается в верхние слои атмосферы, конденсируется в облака и выпадает в виде дождя, пополняя истощаемые истоки рек. Таким образом, используемая энергия рек является преобразованной в механическую энергией Солнца.

Часто бывает, что в силу тех или иных изменений атмосферных условий этот кругооборот нарушается, реки мелеют или даже полностью высыхают. Другим крайним случаем является нарушение этого кругооборота, приводящее к наводнениям.

Для исключения этих обстоятельств на реках перед гидроэлектростанциями строятся плотины, формируются водохранилища, с помощью которых регулируется постоянный напор и расход воды. Гидроэлектростанции и их оборудование используются очень долго, турбины, например, — около 50 лет. Это объясняется условиями их эксплуатации: равномерный режим работы при отсутствии экстремальных температурных и других нагрузок. Вследствие этого стоимость вырабатываемой на ГЭС электро­энергии низка (примерно 4 цента США за 1 кВт-ч) и многие из них работают с высоким экономическим эффектом. Например, Норве­гия производит 90 % электроэнергии на ГЭС. Вырабатываемую ГЭС энергию очень легко регулировать, что важно при ее использовании в энергосистемах с большими колебаниями нагрузки,

С самого начала (примерно с 80-х годов прошлого столетия) для производства электроэнергии в гидроэнергетике использовались в основном гидравлические турбины. Их суммарная мощность возрастает сейчас во всем мире примерно на 5 % в год, т. е. удваивается каждые 15 лет. В 1980 г. мощность всех ГЭС составляла примерно 500 000 МВт и большая часть станций имела мощность более 10 МВт.