У пастаянна зменлівым ландшафце энергетычнага сектара пошук эфектыўных тэхналогій вытворчасці энергіі стаў больш важным, чым калі-небудзь. Паколькі свет змагаецца з падвойнымі праблемамі задавальнення растучага попыту на энергію і скарачэння выкідаў вугляроду, аднаўляльныя крыніцы энергіі выйшлі на першы план. Сярод іх гідраэнергетыка вылучаецца як надзейны і ўстойлівы варыянт, забяспечваючы значную частку электраэнергіі ў свеце.
Турбіна Фрэнсіса, ключавы кампанент гідраэлектрастанцый, адыгрывае ключавую ролю ў гэтай рэвалюцыі чыстай энергіі. Вынайдзеная Джэймсам Б. Фрэнсісам у 1849 годзе, гэты тып турбін з тых часоў стаў адной з найбольш шырока выкарыстоўваных у свеце. Яе значэнне ў галіне гідраэнергетыкі цяжка пераацаніць, бо яна здольная эфектыўна пераўтвараць энергію патоку вады ў механічную энергію, якая затым пераўтвараецца ў электрычную энергію генератарам. Маючы шырокі спектр прымянення, ад дробных сельскіх гідраэлектрастанцый да буйных камерцыйных электрастанцый, турбіна Фрэнсіса даказала сваю ўніверсальнасць і надзейнасць як рашэнне для выкарыстання энергіі вады.
Высокая эфектыўнасць пераўтварэння энергіі
Турбіна Фрэнсіса вядомая сваёй высокай эфектыўнасцю пераўтварэння энергіі патоку вады ў механічную энергію, якая затым пераўтвараецца ў электрычную энергію генератарам. Гэтая высокая эфектыўнасць з'яўляецца вынікам яе ўнікальнай канструкцыі і прынцыпаў працы.
1. Выкарыстанне кінетычнай і патэнцыяльнай энергіі
Турбіны Фрэнсіса распрацаваны для поўнага выкарыстання як кінетычнай, так і патэнцыяльнай энергіі вады. Калі вада паступае ў турбіну, яна спачатку праходзіць праз спіральны корпус, які раўнамерна размяркоўвае ваду па рабочым коле. Лопасці рабочага кола маюць старанна прадуманую форму, каб забяспечыць плаўнае і эфектыўнае ўзаемадзеянне патоку вады з імі. Па меры руху вады ад вонкавага дыяметра рабочага кола да цэнтра (па радыяльна-восевай схеме патоку), патэнцыяльная энергія вады, выкліканая яе напорам (розніцай вышынь паміж крыніцай вады і турбінай), паступова пераўтвараецца ў кінетычную энергію. Затым гэтая кінетычная энергія перадаецца рабочаму колу, прымушаючы яго круціцца. Добра распрацаваны шлях патоку і форма лопасцяў рабочага кола дазваляюць турбіне здабываць вялікую колькасць энергіі з вады, дасягаючы высокаэфектыўнага пераўтварэння энергіі.
2. Параўнанне з іншымі тыпамі турбін
У параўнанні з іншымі тыпамі водных турбін, такімі як турбіна Пельтана і турбіна Каплана, турбіна Фрэнсіса мае відавочныя перавагі з пункту гледжання эфектыўнасці ў пэўным дыяпазоне ўмоў эксплуатацыі.
Турбіна Пелтана: Турбіна Пелтана ў асноўным падыходзіць для прымянення пры высокім напоры. Яна працуе, выкарыстоўваючы кінетычную энергію хуткаснага струменя вады для ўдару па каўшах на рабочым коле. Хоць яна высокаэфектыўная пры высокім напоры, яна не такая эфектыўная, як турбіна Фрэнсіса, пры выкарыстанні пры сярэднім напоры. Турбіна Фрэнсіса, дзякуючы сваёй здольнасці выкарыстоўваць як кінетычную, так і патэнцыяльную энергію, а таксама сваім больш прыдатным характарыстыкам патоку для крыніц вады са сярэднім напорам, можа дасягнуць больш высокай эфектыўнасці ў гэтым дыяпазоне. Напрыклад, на электрастанцыі з крыніцай вады са сярэднім напорам (скажам, 50-200 метраў), турбіна Фрэнсіса можа пераўтвараць энергію вады ў механічную энергію з эфектыўнасцю каля 90% або нават вышэй у некаторых добра спраектаваных выпадках, у той час як турбіна Пелтана, якая працуе пры тых жа ўмовах напору, можа мець адносна меншую эфектыўнасць.
Турбіна Каплана: Турбіна Каплана прызначана для выкарыстання як з нізкім напорам, так і з высокім расходам. Нягледзячы на тое, што яна вельмі эфектыўная ў сцэнарах нізкага напору, калі напор павялічваецца да сярэдняга дыяпазону напору, турбіна Фрэнсіса пераўзыходзіць яе па эфектыўнасці. Лапаткі рабочага кола турбіны Каплана рэгулююцца для аптымізацыі прадукцыйнасці ва ўмовах нізкага напору і высокага расходу, але яе канструкцыя не так спрыяе эфектыўнаму пераўтварэнню энергіі ў сітуацыях сярэдняга напору, як турбіна Фрэнсіса. На электрастанцыі з напорам 30-50 метраў турбіна Каплана можа быць найлепшым выбарам з пункту гледжання эфектыўнасці, але калі напор перавышае 50 метраў, турбіна Фрэнсіса пачынае дэманстраваць сваю перавагу ў эфектыўнасці пераўтварэння энергіі.
Карацей кажучы, канструкцыя турбіны Фрэнсіса дазваляе больш эфектыўна выкарыстоўваць энергію вады ў шырокім дыяпазоне прымянення з сярэднім напорам, што робіць яе пераважным выбарам у многіх гідраэнергетычных праектах па ўсім свеце.
Адаптыўнасць да розных умоў вады
Адной з выдатных асаблівасцей турбіны Фрэнсіса з'яўляецца яе высокая адаптыўнасць да шырокага дыяпазону водных умоў, што робіць яе універсальным выбарам для гідраэнергетычных праектаў па ўсім свеце. Гэтая адаптыўнасць мае вырашальнае значэнне, паколькі водныя рэсурсы значна адрозніваюцца па напору (вертыкальнай адлегласці падзення вады) і хуткасці патоку ў розных геаграфічных месцах.
1. Адаптыўнасць напору і хуткасці патоку
Дыяпазон напору: Турбіны Фрэнсіса могуць эфектыўна працаваць у адносна шырокім дыяпазоне напору. Яны часцей за ўсё выкарыстоўваюцца ў выпадках сярэдняга напору, звычайна з напорам ад 20 да 300 метраў. Аднак, пры адпаведных мадыфікацыях канструкцыі, іх можна выкарыстоўваць і ў сітуацыях з яшчэ больш нізкім або высокім напорам. Напрыклад, у выпадку нізкага напору, скажам, каля 20-50 метраў, турбіна Фрэнсіса можа быць распрацавана са спецыяльнымі формамі лапатак рабочага калонкі і геаметрыяй праточнага канала для аптымізацыі здабычы энергіі. Лапаці рабочага калонкі распрацаваны такім чынам, каб паток вады, які мае адносна меншую хуткасць з-за нізкага напору, усё яшчэ мог эфектыўна перадаваць сваю энергію рабочаму калонцы. Па меры павелічэння напору канструкцыю можна рэгуляваць для апрацоўкі патоку вады з больш высокай хуткасцю. У выпадках высокага напору, які набліжаецца да 300 метраў, кампаненты турбіны распрацаваны такім чынам, каб вытрымліваць высокі ціск вады і эфектыўна пераўтвараць вялікую колькасць патэнцыйнай энергіі ў механічную энергію.
Зменлівасць хуткасці патоку: Турбіна Фрэнсіса таксама можа апрацоўваць розныя хуткасці патоку. Яна можа добра працаваць як пры пастаянным, так і пры зменным патоку. У некаторых гідраэлектрастанцыях хуткасць патоку вады можа змяняцца ў залежнасці ад сезона з-за такіх фактараў, як колькасць ападкаў або раставанне снегу. Канструкцыя турбіны Фрэнсіса дазваляе ёй падтрымліваць адносна высокую эфектыўнасць нават пры змене хуткасці патоку. Напрыклад, калі хуткасць патоку высокая, турбіна можа прыстасавацца да павялічанага аб'ёму вады, эфектыўна накіроўваючы ваду праз свае кампаненты. Спіральны корпус і накіроўвальныя лапаткі прызначаны для раўнамернага размеркавання вады вакол рабочага калонкі, забяспечваючы эфектыўнае ўзаемадзеянне лопасцей рабочага калонкі з вадой, незалежна ад хуткасці патоку. Пры зніжэнні хуткасці патоку турбіна ўсё яшчэ можа працаваць стабільна, хоць выходная магутнасць, натуральна, будзе зніжацца прапарцыйна зніжэнню хуткасці патоку вады.
2. Прыклады прымянення ў розных геаграфічных асяроддзях
Горныя рэгіёны: У горных раёнах, такіх як Гімалаі ў Азіі або Анды ў Паўднёвай Амерыцы, існуе мноства гідраэнергетычных праектаў, якія выкарыстоўваюць турбіны Фрэнсіса. Гэтыя рэгіёны часта маюць крыніцы вады з высокім напорам з-за стромкага рэльефу. Напрыклад, Нурэцкая плаціна ў Таджыкістане, размешчаная ў гарах Паміра, мае крыніцу вады з высокім напорам. Турбіны Фрэнсіса, устаноўленыя на Нурэцкай ГЭС, прызначаны для апрацоўкі вялікага перападу напору (вышыня плаціны больш за 300 метраў). Турбіны эфектыўна пераўтвараюць высокапатэнцыйную энергію вады ў электрычную энергію, што значна спрыяе энергазабеспячэнню краіны. Крутыя перапады вышынь у гарах забяспечваюць неабходны напор для высокай эфектыўнасці працы турбін Фрэнсіса, а іх адаптацыя да ўмоў высокага напору робіць іх ідэальным выбарам для такіх праектаў.
Прырэчныя раўніны: На прырэчных раўнінах, дзе напор адносна нізкі, але хуткасць патоку можа быць значнай, таксама шырока выкарыстоўваюцца турбіны Фрэнсіса. Плаціна «Тры цясніны» ў Кітаі — выдатны прыклад. Размешчаная на рацэ Янцзы, плаціна мае напор, які знаходзіцца ў дыяпазоне, прыдатным для турбін Фрэнсіса. Турбіны на гідраэлектрастанцыі «Тры цясніны» павінны спраўляцца з вялікай хуткасцю патоку вады з ракі Янцзы. Турбіны Фрэнсіса прызначаны для эфектыўнага пераўтварэння энергіі вялікага аб'ёму і адносна нізкага напору ў электрычную энергію. Адаптыўнасць турбін Фрэнсіса да розных хуткасцей патоку дазваляе ім максімальна выкарыстоўваць водныя рэсурсы ракі, вырабляючы велізарную колькасць электраэнергіі для задавальнення энергетычных патрэб значнай часткі Кітая.
Астраўное асяроддзе: Астравы часта маюць унікальныя характарыстыкі водных рэсурсаў. Напрыклад, на некаторых астравах Ціхага акіяна, дзе ёсць малыя і сярэднія рэкі са зменнымі хуткасцямі патоку ў залежнасці ад сезонаў дажджоў і сухасці, турбіны Фрэнсіса выкарыстоўваюцца ў малых гідраэлектрастанцыях. Гэтыя турбіны могуць адаптавацца да зменлівых умоў вады, забяспечваючы надзейную крыніцу электраэнергіі для мясцовых супольнасцей. У сезон дажджоў, калі хуткасць патоку высокая, турбіны могуць працаваць з большай магутнасцю, а ў сухі сезон яны ўсё яшчэ могуць працаваць са зніжаным патокам вады, хоць і на меншым узроўні магутнасці, забяспечваючы бесперапыннае электразабеспячэнне.
Надзейнасць і працяглая эксплуатацыя
Турбіна Фрэнсіса высока цэніцца за сваю надзейнасць і працяглы тэрмін эксплуатацыі, што мае вырашальнае значэнне для энергагенерыруючых аб'ектаў, якім неабходна падтрымліваць стабільнае электразабеспячэнне на працягу доўгага часу.
1. Трывалая канструкцыя
Турбіна Фрэнсіса мае трывалую і добра распрацаваную канструкцыю. Рабочае кола, якое з'яўляецца цэнтральным круцільным кампанентам турбіны, звычайна вырабляюцца з высокатрывалых матэрыялаў, такіх як нержавеючая сталь або спецыяльныя сплавы. Гэтыя матэрыялы выбіраюцца дзякуючы іх выдатным механічным уласцівасцям, у тым ліку высокай трываласці на расцяжэнне, каразійнай устойлівасці і ўстойлівасці да стомленасці. Напрыклад, у буйных турбінах Фрэнсіса, якія выкарыстоўваюцца на буйных гідраэлектрастанцыях, лапаткі рабочага кола распрацаваны так, каб вытрымліваць паток вады пад высокім ціскам і механічныя нагрузкі, якія ўзнікаюць падчас кручэння. Канструкцыя рабочага кола аптымізавана для забеспячэння раўнамернага размеркавання напружанняў, што зніжае рызыку кропак канцэнтрацыі напружанняў, якія могуць прывесці да расколін або структурных разбурэнняў.
Спіральны корпус, які накіроўвае ваду да рабочага калонкі, таксама распрацаваны з улікам трываласці. Звычайна ён вырабляецца з тоўстасценных сталёвых пласцін, якія могуць вытрымліваць паток вады пад высокім ціскам, які паступае ў турбіну. Злучэнне паміж спіральным корпусам і іншымі кампанентамі, такімі як разпорныя лапаткі і накіроўвальныя лапаткі, распрацавана трывалым і надзейным, што забяспечвае бесперабойную працу ўсёй канструкцыі ў розных умовах эксплуатацыі.
2. Нізкія патрабаванні да тэхнічнага абслугоўвання
Адной з істотных пераваг турбіны Фрэнсіса з'яўляюцца яе адносна нізкія патрабаванні да тэхнічнага абслугоўвання. Дзякуючы простай і эфектыўнай канструкцыі, у ёй менш рухомых частак у параўнанні з некаторымі іншымі тыпамі турбін, што зніжае верагоднасць паломак кампанентаў. Напрыклад, накіроўвальныя лапаткі, якія рэгулююць паток вады ў рабочае кола, маюць простую механічную сістэму злучэння. Да гэтай сістэмы лёгка дабрацца для праверкі і тэхнічнага абслугоўвання. Рэгулярныя задачы па тэхнічным абслугоўванні ў асноўным уключаюць змазку рухомых частак, праверку ўшчыльненняў для прадухілення ўцечкі вады і маніторынг агульнага механічнага стану турбіны.
Матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў канструкцыі турбіны, таксама спрыяюць яе нізкім патрэбам у абслугоўванні. Каразійна-ўстойлівыя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца для рабочага кола і іншых кампанентаў, якія падвяргаюцца ўздзеянню вады, памяншаюць неабходнасць частай замены з-за карозіі. Акрамя таго, сучасныя турбіны Фрэнсіса абсталяваны перадавымі сістэмамі маніторынгу. Гэтыя сістэмы могуць пастаянна кантраляваць такія параметры, як вібрацыя, тэмпература і ціск. Аналізуючы гэтыя дадзеныя, аператары могуць загадзя выявіць патэнцыйныя праблемы і правесці прафілактычнае абслугоўванне, што яшчэ больш памяншае неабходнасць нечаканых адключэнняў для капітальнага рамонту.
3. Працяглы тэрмін службы
Турбіны Фрэнсіса маюць працяглы тэрмін службы, які часта складае некалькі дзесяцігоддзяў. На многіх гідраэлектрастанцыях па ўсім свеце турбіны Фрэнсіса, устаноўленыя некалькі дзесяцігоддзяў таму, дагэтуль працуюць і эфектыўна выпрацоўваюць электраэнергію. Напрыклад, некаторыя з раней устаноўленых турбін Фрэнсіса ў ЗША і Еўропе працуюць больш за 50 гадоў. Пры належным абслугоўванні і перыядычнай мадэрнізацыі гэтыя турбіны могуць працягваць надзейна працаваць.
Доўгі тэрмін службы турбіны Фрэнсіса карысны не толькі для энергетычнай галіны з пункту гледжання эканамічнай эфектыўнасці, але і для агульнай стабільнасці энергазабеспячэння. Даўгавечная турбіна азначае, што электрастанцыі могуць пазбегнуць высокіх выдаткаў і перабояў, звязаных з частай заменай турбін. Гэта таксама спрыяе доўгатэрміновай жыццяздольнасці гідраэнергетыкі як надзейнай і ўстойлівай крыніцы энергіі, гарантуючы бесперапынную выпрацоўку чыстай электраэнергіі на працягу многіх гадоў.
Эфектыўнасць выдаткаў у доўгатэрміновай перспектыве
Калі ўлічваць эканамічную эфектыўнасць тэхналогій вытворчасці электраэнергіі, турбіна Фрэнсіса аказваецца спрыяльным варыянтам для доўгатэрміновай эксплуатацыі гідраэлектрастанцый.
1. Пачатковыя інвестыцыі і доўгатэрміновыя эксплуатацыйныя выдаткі
Пачатковыя інвестыцыі: Нягледзячы на тое, што пачатковыя інвестыцыі ў гідраэнергетычны праект на аснове турбіны Фрэнсіса могуць быць адносна высокімі, важна ўлічваць доўгатэрміновую перспектыву. Выдаткі, звязаныя з купляй, устаноўкай і пачатковай наладкай турбіны Фрэнсіса, уключаючы рабочае кола, спіральны корпус і іншыя кампаненты, а таксама будаўніцтва інфраструктуры электрастанцыі, з'яўляюцца значнымі. Аднак гэтыя пачатковыя выдаткі кампенсуюцца доўгатэрміновымі выгодамі. Напрыклад, на сярэдняй гідраэлектрастанцыі магутнасцю 50-100 МВт пачатковыя інвестыцыі ў камплект турбін Фрэнсіса і звязанае з імі абсталяванне могуць складаць дзясяткі мільёнаў долараў. Але ў параўнанні з некаторымі іншымі тэхналогіямі вытворчасці электраэнергіі, такімі як будаўніцтва новай вугальнай электрастанцыі, якая патрабуе пастаянных інвестыцый у закупку вугалю і складанае абсталяванне для аховы навакольнага асяроддзя для выканання стандартаў выкідаў, доўгатэрміновая структура выдаткаў гідраэнергетычнага праекта на аснове турбіны Фрэнсіса больш стабільная.
Доўгатэрміновыя эксплуатацыйныя выдаткі: эксплуатацыйныя выдаткі турбіны Фрэнсіса адносна нізкія. Пасля ўстаноўкі турбіны і ўводу электрастанцыі ў эксплуатацыю асноўныя бягучыя выдаткі звязаны з персаналам для маніторынгу і тэхнічнага абслугоўвання, а таксама з выдаткамі на замену некаторых другарадных кампанентаў з цягам часу. Высокаэфектыўная праца турбіны Фрэнсіса азначае, што яна можа выпрацоўваць вялікую колькасць электраэнергіі з адносна невялікай колькасцю спажыванай вады. Гэта зніжае кошт на адзінку выпрацаванай электраэнергіі. Наадварот, цеплавыя электрастанцыі, такія як вугальныя або газавыя, маюць значныя выдаткі на паліва, якія з цягам часу павялічваюцца з-за такіх фактараў, як рост цэн на паліва і ваганні на сусветным рынку энергіі. Напрыклад, на вугальнай электрастанцыі выдаткі на паліва могуць павялічвацца на пэўны працэнт штогод, паколькі цэны на вугаль залежаць ад дынамікі попыту і прапановы, выдаткаў на здабычу карысных выкапняў і транспартных выдаткаў. На гідраэлектрастанцыі з турбінай Фрэнсіса кошт вады, якая з'яўляецца «палівам» для турбіны, практычна бясплатны, за выключэннем любых выдаткаў, звязаных з кіраваннем воднымі рэсурсамі і патэнцыйнымі зборамі за правы на ваду, якія звычайна значна ніжэйшыя за выдаткі на паліва цеплавых электрастанцый.
2. Зніжэнне агульных выдаткаў на вытворчасць электраэнергіі за кошт высокаэфектыўнай эксплуатацыі і нізкіх эксплуатацыйных выдаткаў
Высокаэфектыўная праца: Высокаэфектыўная здольнасць турбіны Фрэнсіса да пераўтварэння энергіі непасрэдна спрыяе зніжэнню выдаткаў. Больш эфектыўная турбіна можа выпрацоўваць больш электраэнергіі з той жа колькасці водных рэсурсаў. Напрыклад, калі турбіна Фрэнсіса мае ККД 90% пры пераўтварэнні энергіі вады ў механічную энергію (якая затым пераўтвараецца ў электрычную энергію), у параўнанні з менш эфектыўнай турбінай з ККД 80%, пры зададзеным патоку вады і напоры турбіна Фрэнсіса з ККД 90% будзе вырабляць на 12,5% больш электраэнергіі. Гэта павелічэнне выходнай магутнасці азначае, што пастаянныя выдаткі, звязаныя з эксплуатацыяй электрастанцыі, такія як выдаткі на інфраструктуру, кіраванне і персанал, размеркаваны на большы аб'ём вытворчасці электраэнергіі. У выніку зніжаецца кошт адзінкі электраэнергіі (прыведзены кошт электраэнергіі, LCOE).
Нізкія эксплуатацыйныя выдаткі: Нізкія эксплуатацыйныя выдаткі турбіны Фрэнсіса таксама адыгрываюць вырашальную ролю ў эканамічнай эфектыўнасці. Дзякуючы меншай колькасці рухомых частак і выкарыстанню трывалых матэрыялаў, частата буйнога тэхнічнага абслугоўвання і замены кампанентаў невялікая. Рэгулярныя задачы па тэхнічным абслугоўванні, такія як змазка і праверкі, адносна нядорага каштуюць. Наадварот, некаторыя іншыя тыпы турбін або абсталявання для вытворчасці электраэнергіі могуць патрабаваць больш частага і дарагога тэхнічнага абслугоўвання. Напрыклад, ветравая турбіна, хоць і з'яўляецца аднаўляльнай крыніцай энергіі, мае такія кампаненты, як рэдуктар, якія схільныя да зносу і могуць патрабаваць дарагога капітальнага рамонту або замены кожныя некалькі гадоў. У гідраэлектрастанцыі на базе турбіны Фрэнсіса доўгія інтэрвалы паміж буйнымі тэхнічнымі работамі азначаюць, што агульныя выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне на працягу тэрміну службы турбіны значна ніжэйшыя. Гэта, у спалучэнні з доўгім тэрмінам службы, яшчэ больш зніжае агульныя выдаткі на вытворчасць электраэнергіі з цягам часу, што робіць турбіну Фрэнсіса эканамічна эфектыўным выбарам для доўгатэрміновай вытворчасці электраэнергіі.
Экалагічнасць
Вытворчасць гідраэнергіі на аснове турбіны Фрэнсіса прапануе значныя экалагічныя перавагі ў параўнанні з многімі іншымі метадамі вытворчасці электраэнергіі, што робіць яе найважнейшым кампанентам у пераходзе да больш устойлівай энергетычнай будучыні.
1. Зніжэнне выкідаў вугляроду
Адной з найбольш прыкметных экалагічных пераваг турбін Фрэнсіса з'яўляецца іх мінімальны вугляродны след. У адрозненне ад вытворчасці электраэнергіі на аснове выкапнёвага паліва, напрыклад, вугальных і газавых электрастанцый, гідраэлектрастанцыі, якія выкарыстоўваюць турбіны Фрэнсіса, не спальваюць выкапнёвае паліва падчас працы. Вугальныя электрастанцыі з'яўляюцца асноўнымі выкідальнікамі вуглякіслага газу (CO2), прычым тыповая буйная вугальная электрастанцыя выкідвае мільёны тон CO2 у год. Напрыклад, вугальная электрастанцыя магутнасцю 500 МВт можа выкідваць каля 3 мільёнаў тон CO2 у год. Для параўнання, гідраэлектрастанцыя падобнай магутнасці, абсталяваная турбінамі Фрэнсіса, практычна не вырабляе прамых выкідаў CO2 падчас працы. Гэтая характарыстыка нулявога ўзроўню выкідаў гідраэлектрастанцый з турбінамі Фрэнсіса адыгрывае жыццёва важную ролю ў глабальных намаганнях па скарачэнні выкідаў парніковых газаў і змякчэнні наступстваў змены клімату. Замяняючы вытворчасць электраэнергіі на аснове выкапнёвага паліва гідраэлектрастанцыяй, краіны могуць значна ўнесці свой уклад у дасягненне сваіх мэтаў па скарачэнні выкідаў вугляроду. Напрыклад, такія краіны, як Нарвегія, якія ў значнай ступені залежаць ад гідраэнергетыкі (шырока выкарыстоўваюцца турбіны Фрэнсіса), маюць адносна нізкія выкіды вугляроду на душу насельніцтва ў параўнанні з краінамі, якія больш залежаць ад крыніц энергіі на аснове выкапнёвага паліва.
2. Нізкі ўзровень забруджвальных рэчываў у атмасферы
Акрамя выкідаў вугляроду, электрастанцыі, якія працуюць на выкапнёвым паліве, таксама выкідваюць розныя забруджвальнікі паветра, такія як дыяксід серы (\(SO_2\)), аксіды азоту (\(NO_x\)) і цвёрдыя часціцы. Гэтыя забруджвальнікі аказваюць сур'ёзны негатыўны ўплыў на якасць паветра і здароўе чалавека. \(SO_2\) можа выклікаць кіслотныя дажджы, якія шкодзяць лясам, азёрам і будынкам. \(NO_x\) спрыяе ўтварэнню смогу і можа выклікаць праблемы з дыханнем. Цвёрдыя часціцы, асабліва дробныя часціцы (PM2.5), звязаны з шэрагам праблем са здароўем, у тым ліку з сардэчна-сасудзістымі і лёгкімі захворваннямі.
Гідраэлектрастанцыі з турбінамі Фрэнсіса, наадварот, не выкідваюць гэтыя шкодныя забруджвальнікі паветра падчас працы. Гэта азначае, што рэгіёны з гідраэлектрастанцыямі могуць атрымліваць асалоду ад чысцейшага паветра, што прыводзіць да паляпшэння здароўя насельніцтва. У раёнах, дзе гідраэнергетыка замяніла значную частку вытворчасці электраэнергіі на аснове выкапнёвага паліва, назіраецца прыкметнае паляпшэнне якасці паветра. Напрыклад, у некаторых рэгіёнах Кітая, дзе былі рэалізаваны буйныя гідраэнергетычныя праекты з турбінамі Фрэнсіса, узровень SO2, NOx і цвёрдых часціц у паветры знізіўся, што прывяло да зніжэння колькасці выпадкаў рэспіраторных і сардэчна-сасудзістых захворванняў сярод мясцовага насельніцтва.
3. Мінімальны ўплыў на экасістэму
Пры правільным праектаванні і кіраванні гідраэлектрастанцыі на аснове турбін тыпу Фрэнсіса могуць аказваць адносна невялікі ўплыў на навакольную экасістэму ў параўнанні з некаторымі іншымі праектамі развіцця энергетыкі.
Праход рыбы: Многія сучасныя гідраэлектрастанцыі з турбінамі Фрэнсіса спраектаваны з збудаваннямі для праходу рыбы. Гэтыя збудаванні, такія як рыбныя трапы і рыбныя элеватары, пабудаваны для таго, каб дапамагчы рыбе міграваць уверх і ўніз па цячэнні. Напрыклад, на рацэ Калумбія ў Паўночнай Амерыцы гідраэлектрастанцыі ўсталявалі складаныя сістэмы праходу рыбы. Гэтыя сістэмы дазваляюць ласосю і іншым мігруючым відам рыб абыходзіць плаціны і турбіны, што дазваляе ім дасягаць месцаў нерасту. Пры праектаванні гэтых збудаванняў для праходу рыбы ўлічваюцца паводзіны і здольнасці розных відаў рыб да плавання, што забяспечвае максімальны ўзровень выжывальнасці мігруючых рыб.
Падтрыманне якасці вады: праца турбін Фрэнсіса звычайна не выклікае істотных змен якасці вады. У адрозненне ад некаторых відаў прамысловай дзейнасці або вытворчасці электраэнергіі, якія могуць забруджваць крыніцы вады, гідраэлектрастанцыі, якія выкарыстоўваюць турбіны Фрэнсіса, звычайна падтрымліваюць натуральную якасць вады. Вада, якая праходзіць праз турбіны, не змяняецца хімічна, а змены тэмпературы звычайна мінімальныя. Гэта важна для падтрымання здароўя водных экасістэм, бо многія водныя арганізмы адчувальныя да змен якасці і тэмпературы вады. У рэках, дзе размешчаны гідраэлектрастанцыі з турбінамі Фрэнсіса, якасць вады застаецца прыдатнай для разнастайных водных арганізмаў, у тым ліку рыб, беспазваночных і раслін.
Час публікацыі: 21 лютага 2025 г.
