Гидроэлектростанции сейчас используются также активно, как и остальные элементы промышленного прогресса. Их работа настолько ценится, что изображения этих установок появляются на деньгах, марках, даже составляются списки самых крупных предприятий.
Что такое ГЭС
Для начала стоит рассмотреть, как расшифровывается эта аббревиатура. ГЭС — это место, где с помощью водного потока получают электроэнергию. Человечество стало использовать воду в качестве источника задолго до появления первых станций. Раньше реки и водоемы использовались для работы мельниц, транспортировки тяжелых деревьев или товаров.
Электрофикация началась в XIX веке. Сначала с помощью движущей силы воды работала только одна дуговая лампа, но всего через 10 лет после этого появилось более 200 гидроэлектростанций.
В сравнении с другими способами получения энергии, есть определенные особенности ГЭС:
- стоимость энергии выходит в 2 раза ниже, чем получаемое сырье на тепловых установках;
- природные источники являются возобновляемым ресурсом;
- для постройки гидроэлектростанции требуется больше времени, чем для создания остальных установок;
- мощность турбин регулируется, поэтому человек может контролировать количество вырабатываемой энергии;
- для развития оборотов и работы на полной мощности ГЭС требуется не более 2 минут;
- для эффективной работы станции располагают максимально удаленно от потребителей;
- ГЭС занимают много места, поэтому при их сооружении стали использовать защитные установки, которые ограничивают размер затопляемой поверхности.
Несмотря на свои преимущества, в мировых масштабах размер получаемой таким образом электроэнергии не превышает 20%, поскольку установки влияют на экосистему, русло реки и сказываются на состоянии прилегающих территорий. Гидроузел вместе с водохранилищем достигает 100 тысяч гектар, при этом комплексного метода для оценки влияния ГЭС на местность так и не выявлено.
Как работает гидроэлектростанция?
Станции ставят возле рек или крупных искусственных водоемов, которые способны обеспечить достаточное давление. Также для этого используется энергия падающей воды, но возле водопадов трудно разместить все оборудование. Для решения этой проблемы используют установки для контролируемого сброса воды.
Из водной энергии получается механическая после того, как источник контактирует с лопастями. Идущая под наклоном вода направляется к основному элементу системы. Количество получаемой энергии на этом этапе зависит от напора и образованного перепада высот.
После вращения турбин включается гидрогенератор, который является основным элементом установки. Пропущенная через него жидкость идет на нижний бьеф (часть реки, примыкающую к станции). Полученная энергия переводится с помощью трансформаторов, затем она поступает в сеть, ее протяженность составляет сотни километров.
Виды ГЭС в России
Установки отличаются по принципу использования ресурсов и концентрации источника:
- Плотинные. Этот вид встречается чаще всего. В этом случае строят плотины, которые перегораживают реку или поднимают в ней уровень для создания напора. Их устанавливают в местах с узким руслом.
- Деривационные. Их ставят в местах с большим уклоном. Источник попадает в установку через водоотвод. Если этот способ не подходит, то устанавливают плотину, чтобы создать смешанный тип установки.
- Приплотинные. Устанавливаются только при наличии высокого напора. ГЭС при этом ставится за плотиной. Вода проходит к лопастям через туннели.
- Гидроаккумулирующие. Установки аккумулируют энергию и используют ее при сильных нагрузках. Такие станции работают как насосы, закачивая воду в один из бассейнов. При пиковой нагрузке жидкость из этих участков идет в трубу и поступает к турбинам.
ГЭС классифицируют еще в зависимости от того, сколько мощности они выделяют. Самые слабые вырабатывают до 5 МВт, а сильные — более 25 МВт.
Список крупнейших ГЭС в России
После определения основных показателей в РФ выделили 15 крупнейших станций, про основные из них мы расскажем далее.
Саяно-Шушенская ГЭС
Она расположена возле реки Енисей, в высоту достигает почти 250 м и считается самой высокой плотиной России. На строительство станции ушло 37 лет, оно завершилось только в 2000 году. Из-за своих масштабов гидроэлектростанция вырабатывает самую дешевую энергию: 1 кВт⋅ч стоит всего 1,62 руб. Она обеспечивает энергией рудники, заводы и предприятия пищевой промышленности.
Долгое время станцию считали примером для остальных, но в 2009 году произошла техногенная катастрофа, из-за которой гидроагрегат выбросило со своего места под высоким напором. Вода попала внутрь здания, после чего автоматические системы сломались. Сотрудникам пришлось вручную закрывать затворы водоприемников. Из-за этого погибли 75 человек, на полное восстановление ГЭС потребовалось 5 лет.
Красноярская ГЭС
Расположена возле Енисея, в его состав входит единственный судоподъемник, который есть в РФ. ГЭС обеспечивает свой регион электричеством на 30%. Помимо этого, защищает местность от наводнений и налаживает работу речного транспорта.
В результате строительства станции большая зона оказалась затоплена. В нее вошли 132 населенных пункта, из которых пришлось переселить более 60 тыс. человек. Также из-за выхода теплой воды в одном и том же участке перестало происходить замерзание реки, это сказывается на экосистеме.
Братская ГЭС
Находится в Иркутской области возле реки Ангара. Сооружение известно не только благодаря масштабу, но и размещению крупнейшего водохранилища. Для его формирования пришлось затопить более 100 деревень. Это событие стало значимым для города, поскольку он превратился в промышленный центр.
Дамба, к которой изначально относились негативно, стала местной достопримечальностью. Внутрь туристов пускать перестали, но автобусы все еще подъезжают туда, чтобы посмотреть на масштабы постройки и километровую стену, которая сдерживает огромный поток воды.
Усть-Илимская ГЭС
Она стоит в Иркутской области, длина плотины превышает 1,4 км, а высота — всего 105 м. Для Сибири станция необходима, поскольку она обеспечивает электроэнергией крупнейшие производственные комплексы в этом регионе. В ближайшее время планируется постройка судоподъемника.
Богучанская ГЭС
Расположена в Краснодарском крае, входит в пятерку крупнейших станций. На возведение комплекса потребовалось более 30 лет, последний гидроагрет заработал в 2014 году. Станция состоит из нескольких плотин и производственного комплекса, который примыкает к ним. Суда через этот участок проходить не могут. Раньше для этого использовали шлюз, но позже забетонировали из-за обнаруженных нарушений.
Гидроэлектростанции используют природные ресурсы для получения энергии, поэтому в сравнении с остальными типами ее стоимость получается самой низкой. К тому же во время обработки исключаются выбросы в атмосферу. Однако, для работы ГЭС требуется большой напор воды и ее направление в соответствующее русло. Поэтому несмотря на простую схему работы станций, специалистам приходится учитывать много факторов, в том числе затопляемость ближайших территорий.
