Энергетика секторунун ар дайым өнүгүп жаткан ландшафтында эффективдүү электр энергиясын өндүрүү технологияларына умтулуу болуп көрбөгөндөй маанилүү болуп калды. Дүйнө өсүп жаткан энергияга болгон суроо-талаптарды канааттандыруу жана көмүртектин эмиссиясын азайтуу боюнча эгиз көйгөйлөр менен күрөшүп жаткандыктан, энергиянын кайра жаралуучу булактары биринчи планга чыкты. Алардын ичинен гидроэнергетика дүйнөдөгү электр энергиясынын олуттуу бөлүгүн камсыз кылуучу ишенимдүү жана туруктуу вариант катары өзгөчөлөнөт.
Фрэнсис турбинасы, ГЭСтердин негизги компоненти, бул таза - энергетикалык революцияда чечүүчү ролду ойнойт. 1849-жылы Джеймс Б. Фрэнсис тарабынан ойлоп табылган турбинанын бул түрү ошондон бери дүйнөдөгү эң кеңири колдонулгандардын бири болуп калды. Анын гидроэнергетика тармагындагы маанисин айтып коюуга болбойт, анткени ал аккан суунун энергиясын механикалык энергияга эффективдүү айландырууга жөндөмдүү, андан кийин генератор аркылуу электр энергиясына айландырылат. Колдонуулардын кеңири спектри менен, чакан масштабдуу айылдык ГЭСтерден баштап ири масштабдуу коммерциялык электр станцияларына чейин, Фрэнсис турбинасы суунун күчүн колдонуу үчүн ар тараптуу жана ишенимдүү чечим экенин далилдеди.
Энергияны кайра иштетүүдө жогорку натыйжалуулук
Фрэнсис турбинасы аккан суунун энергиясын механикалык энергияга айландыруудагы жогорку натыйжалуулугу менен белгилүү, ал андан кийин генератор аркылуу электр энергиясына айландырылат. Бул жогорку эффективдүүлүк анын уникалдуу дизайнынын жана иштөө принциптеринин натыйжасы.
1. Кинетикалык жана потенциалдык энергияны колдонуу
Francis турбиналары суунун кинетикалык жана потенциалдык энергиясын толук пайдалануу үчүн иштелип чыккан. Турбинага суу киргенде алгач спиралдык корпустан өтөт, ал сууну күлүктүн айланасына тегиз бөлүштүрөт. Суунун агымы алар менен жылмакай жана эффективдүү иштешин камсыз кылуу үчүн жөө күлүктөр кылдат калыптанган. Суу жөө күлүктүн сырткы диаметринен борборду көздөй жылыган сайын (радиалдык – октук агым боюнча) суунун башы менен болгон потенциалдык энергиясы (суу булагы менен турбинанын бийиктигинин айырмасы) акырындык менен кинетикалык энергияга айланат. Бул кинетикалык энергия андан кийин жөө күлүккө өткөрүлүп, анын айлануусуна себеп болот. Скважинанын агымынын жолу жана жөө күлүктөрүнүн формасы турбинага суудан энергиянын чоң көлөмүн бөлүп алууга мүмкүндүк берип, энергиянын жогорку эффективдүү конверсиясына жетишет.
2. Турбинанын башка түрлөрү менен салыштыруу
Пельтон турбинасы жана Каплан турбинасы сыяктуу суу турбиналарынын башка түрлөрүнө салыштырмалуу Фрэнсис турбинасы иштөө шарттарынын белгилүү бир диапазонунда натыйжалуулугу жагынан өзгөчө артыкчылыктарга ээ.
Pelton турбинасы: Pelton турбинасы, негизинен, жогорку баштык колдонмолор үчүн ылайыктуу. Ал жөө күлүккө чакаларды сүзүү үчүн жогорку ылдамдыктагы суу агымынын кинетикалык энергиясын колдонуу менен иштейт. Ал жогорку деңгээлдеги кырдаалдарда эффективдүү болгону менен, орто баштык колдонмолордо Фрэнсис турбинасы сыяктуу эффективдүү эмес. Фрэнсис турбинасы, кинетикалык жана потенциалдык энергияны тең колдонуу жөндөмдүүлүгү жана орто суу булактары үчүн жакшыраак ылайыктуу агым мүнөздөмөлөрү менен бул диапазондо жогорку эффективдүүлүккө жетише алат. Мисалы, орточо суунун булагы бар электр станциясында (мисалы, 50 - 200 метр), Фрэнсис турбинасы суу энергиясын механикалык энергияга 90% же андан да жогору эффективдүүлүк менен айландыра алат, ал эми кээ бир жакшы иштелип чыккан учурларда, Пельтон турбинасы бир эле баштык шарттарда иштеген бир кыйла төмөн натыйжалуулукка ээ болушу мүмкүн.
Каплан турбинасы: Каплан турбинасы төмөн - башы жана жогорку агымы үчүн иштелип чыккан. Төмөн - баш сценарийлерде абдан натыйжалуу болсо да, башы орто - баш диапазонуна көтөрүлгөндө, Фрэнсис турбинасы натыйжалуулугу боюнча андан ашып кетет. Каплан турбинасынын жөө күлүктөрү төмөн башы, жогорку агым шарттарында өндүрүмдүүлүктү оптималдаштыруу үчүн жөнгө салынышы мүмкүн, бирок анын дизайны Фрэнсис турбинасындай орточо баштык кырдаалда энергияны эффективдүү конверсиялоого ыңгайлуу эмес. Башы 30 – 50 метр болгон электр станциясында Каплан турбинасы эффективдүүлүк үчүн эң жакшы тандоо болушу мүмкүн, бирок башы 50 метрден ашкан сайын Фрэнсис турбинасы энергия боюнча өзүнүн артыкчылыгын көрсөтө баштайт - конверсиянын эффективдүүлүгү.
Жыйынтыктап айтканда, Фрэнсис турбинанын конструкциясы суу энергиясын ар кандай чөйрөдө натыйжалуу пайдаланууга мүмкүндүк берет, бул дүйнө жүзү боюнча көптөгөн гидроэнергетикалык долбоорлордо артыкчылыктуу тандоо болуп саналат.
Ар кандай суу шарттарына көнүү
Francis турбинасынын көрүнүктүү өзгөчөлүктөрүнүн бири анын суу шарттарынын кеңири спектрине жогорку ыңгайлашуусу болуп саналат, бул аны бүткүл дүйнө боюнча гидроэнергетикалык долбоорлор үчүн ар тараптуу тандоо болуп саналат. Бул көнүү жөндөмдүүлүгү өтө маанилүү, анткени ар кандай географиялык жерлерде суу ресурстары башы (суу түшүүчү вертикалдуу аралык) жана агымдын ылдамдыгы боюнча олуттуу айырмаланат.
1. Баш жана агым ылдамдыгына ыңгайлашуу
Head Range: Francis турбиналары салыштырмалуу кенен баш диапазондо натыйжалуу иштей алат. Алар көбүнчө орто-баштык колдонмолордо колдонулат, адатта баштары болжол менен 20дан 300 метрге чейин. Бирок, тиешелүү дизайн өзгөртүүлөр менен, алар да төмөн - баш же жогору - баш жагдайларда колдонсо болот. Мисалы, төмөнкү баш сценарийде, айталы, 20 - 50 метрге жакын, Фрэнсис турбинасы энергияны бөлүп алууну оптималдаштыруу үчүн атайын жөө күлүктөрдүн формалары жана агымы - өтүүчү геометриялар менен иштелип чыгышы мүмкүн. Жөө күлүктөр башынын төмөндүгүнө байланыштуу ылдамдыгы салыштырмалуу төмөн болгон суунун агымы дагы деле өзүнүн энергиясын күлүккө эффективдүү өткөрүп бере аларын камсыздоо үчүн иштелип чыккан. Башы чоңойгон сайын дизайн жогорку ылдамдыктагы суунун агымын жөнгө салуу үчүн жөнгө салынышы мүмкүн. 300 метрге жакындаган бийик баштык колдонмолордо турбинанын тетиктери жогорку басымдагы сууга туруштук берүү жана потенциалдык энергиянын чоң көлөмүн механикалык энергияга эффективдүү айландыруу үчүн иштелип чыккан.
Агым ылдамдыгынын өзгөрмөлүүлүгү: Фрэнсис турбинасы ар кандай агымдын ылдамдыгын да көтөрө алат. Ал туруктуу - агым жана өзгөрмө - агым шарттарында жакшы иштей алат. Кээ бир ГЭСтерде суунун агымынын ылдамдыгы жаан-чачындар же кардын эриши сыяктуу факторлорго байланыштуу мезгилге жараша өзгөрүшү мүмкүн. Фрэнсис турбинасынын конструкциясы агымдын ылдамдыгы өзгөргөн учурда да салыштырмалуу жогорку натыйжалуулукту сактоого мүмкүндүк берет. Мисалы, агымдын ылдамдыгы жогору болгондо, турбина сууну анын компоненттери аркылуу натыйжалуу багыттоо менен суунун көбөйгөн көлөмүнө ыңгайлаша алат. Спиралдык корпус жана жетектөөчү канаттар агымдын ылдамдыгына карабастан, жөө күлүктөрдүн суу менен эффективдүү өз ара аракеттенүүсүн камсыз кылып, сууну күлүктүн тегерегине бирдей бөлүштүрүү үчүн иштелип чыккан. Агымдын ылдамдыгы азайганда, турбина дагы эле туруктуу иштей алат, бирок энергиянын чыгышы суунун агымынын азайышына пропорционалдуу түрдө азаят.
2. Ар кандай географиялык чөйрөлөрдө колдонуу мисалдары
Тоолуу аймактар: Азиядагы Гималай же Түштүк Америкадагы Анд тоолору сыяктуу тоолуу аймактарда Фрэнсис турбиналарын колдонгон көптөгөн гидроэнергетикалык долбоорлор бар. Бул аймактарда тик рельефтен улам көбүнчө бийик суу булактары бар. Маселен, Памир тоолорунда жайгашкан Тажикстандын Нурек плотинасынын бийик башындагы суу булагы бар. Нурек ГЭСинде орнотулган Фрэнсис турбиналары чоң баштык айырманы (плотина 300 метрден ашык бийиктикте) чечүүгө ылайыкталган. Турбиналар суунун жогорку потенциалдуу энергиясын эффективдүү түрдө электр энергиясына айландырып, өлкөнүн электр менен камсыз болушуна олуттуу салым кошот. Тоодогу тик бийиктиктин өзгөрүшү Фрэнсис турбиналарынын жогорку эффективдүү иштеши үчүн керектүү башты камсыз кылат жана алардын бийик баш шарттарына ыңгайлашуусу аларды мындай долбоорлор үчүн идеалдуу тандоо кылат.
Дарыя түздүктөрүндө: башы салыштырмалуу төмөн, бирок агымынын ылдамдыгы олуттуу болушу мүмкүн болгон дарыя түздүгүндө Фрэнсис турбиналары да кеңири колдонулат. Кытайдагы Үч капчыгай дамбасы эң сонун мисал. Янцзы дарыясынын жээгинде жайгашкан дамба Фрэнсис турбиналары үчүн ылайыктуу диапазонго туура келген башы бар. Үч капчыгай ГЭСинин турбиналары Янцзы дарыясынан келген суунун чоң агымын иштетүүгө тийиш. Фрэнсис турбиналары чоң көлөмдөгү, салыштырмалуу төмөн суунун агымынын энергиясын натыйжалуу электр энергиясына айландыруу үчүн иштелип чыккан. Фрэнсис турбиналарынын ар кандай агымдын ылдамдыгына ыңгайлашуусу аларга дарыянын суу ресурстарын максималдуу түрдө пайдаланууга мүмкүндүк берип, Кытайдын бир топ бөлүгүнүн энергетикалык керектөөлөрүн канааттандыруу үчүн электр энергиясын көп өндүрөт.
Аралдар чөйрөсү: Аралдар көбүнчө суу ресурстарынын уникалдуу өзгөчөлүктөрүнө ээ. Мисалы, Тынч океандын кээ бир аралдарында, жаан-чачындуу жана кургак мезгилдерге жараша өзгөрүлмө агымы бар чакан жана орто көлөмдөгү дарыялар бар, Фрэнсис турбиналары чакан ГЭСтерде колдонулат. Бул турбиналар өзгөрүп жаткан суунун шарттарына ыңгайлашып, жергиликтүү жамааттарды электр энергиясынын ишенимдүү булагы менен камсыздай алат. Жаан-чачындуу мезгилде, агымдын ылдамдыгы жогору болгондо, турбиналар жогорку кубаттуулукта иштей алышат, ал эми кургак мезгилде алар дагы эле азыраак кубаттуулук деңгээлинде болсо да, үзгүлтүксүз электр менен камсыздоону камсыз кылуу менен, кыскарган суунун агымы менен иштей алышат.
Ишенимдүүлүк жана узак мөөнөттүү иштөө
Фрэнсис турбинасы өзүнүн ишенимдүүлүгү жана узак мөөнөттүү эксплуатациялоо мүмкүнчүлүктөрү үчүн жогору бааланат, алар узак убакыт бою туруктуу энергия менен камсыз кылууну талап кылган электр энергиясын өндүрүүчү объектилер үчүн өтө маанилүү.
1. Күчтүү структуралык дизайн
Francis турбинасы бекем жана жакшы инженердик түзүлүшкө ээ. Турбинанын борбордук айлануучу компоненти болуп саналат жөө күлүк, адатта, дат баспас болоттон же атайын эритмелер сыяктуу жогорку күч материалдардан жасалган. Бул материалдар мыкты механикалык касиеттери, анын ичинде жогорку чыңалуу күчү, коррозияга туруктуулугу жана чарчоого туруктуулугу үчүн тандалат. Мисалы, ири ГЭСтерде колдонулган чоң масштабдуу Фрэнсис турбиналарында жөө күлүктөр жогорку басымдагы суунун агымына жана айлануу учурунда пайда болгон механикалык чыңалууларга туруштук берүү үчүн иштелип чыккан. Жөө күлүктүн дизайны стресстин бирдей бөлүштүрүлүшүн камсыз кылуу үчүн оптималдаштырылган, ал жаракалар же структуралык бузулууларга алып келиши мүмкүн болгон стресс топтолуу чекиттеринин коркунучун азайтат.
Сууну чуркоого алып баруучу спиралдык корпус да туруктуулукту эске алуу менен курулган. Ал, адатта, турбинага кирген жогорку басымдуу суунун агымына туруштук бере турган калың дубалдуу болот плиталардан жасалат. Спиралдык корпус менен башка тетиктердин ортосундагы байланыш, мисалы, туруучу канаттар жана жетектөөчү канаттар, бүт структуранын ар кандай эксплуатация шарттарында үзгүлтүксүз иштешин камсыз кылуу үчүн бекем жана ишенимдүү болуп иштелип чыккан.
2. Төмөн тейлөө талаптары
Francis турбинанын маанилүү артыкчылыктарынын бири анын салыштырмалуу төмөн тейлөө талаптары болуп саналат. Жөнөкөй жана эффективдүү конструкциясынын аркасында турбинанын башка түрлөрүнө салыштырмалуу кыймылдуу бөлүктөрү азыраак, бул тетиктердин бузулуу ыктымалдыгын азайтат. Мисалы, жөө жүрүүчүгө суунун агымын башкарган жетектөөчү канаттар түз механикалык байланыш системасы бар. Бул системаны текшерүү жана тейлөө үчүн оңой жетүү. Үзгүлтүксүз тейлөө милдеттери негизинен кыймылдуу бөлүктөрүн майлоо, суунун агып кетпеши үчүн пломбаларды текшерүү жана турбинанын жалпы механикалык абалына мониторинг жүргүзүү кирет.
Турбинанын курулушунда колдонулуучу материалдар да анын техникалык тейлөөгө муктаждыгынын аз болушуна өбөлгө түзөт. Коррозияга - чуркоочу үчүн колдонулган туруктуу материалдар жана сууга дуушар болгон башка компоненттер коррозиядан улам тез-тез алмаштыруунун зарылдыгын азайтат. Мындан тышкары, заманбап Francis турбиналары өнүккөн мониторинг системалары менен жабдылган. Бул системалар титирөө, температура жана басым сыяктуу параметрлерди үзгүлтүксүз көзөмөлдөй алат. Бул маалыматтарды талдоо менен операторлор мүмкүн болуучу көйгөйлөрдү алдын ала аныктап, профилактикалык тейлөө иштерин жүргүзө алышат, бул дагы капиталдык оңдоодо күтүүсүз өчүрүүлөрдүн зарылдыгын азайтат.
3. Узак кызмат мөөнөтү
Francis турбиналары көп учурда бир нече ондогон жылдарды камтыган узак кызмат мөөнөтү бар. Дүйнө жүзүндөгү көптөгөн ГЭСтерде бир нече ондогон жылдар мурда орнотулган Фрэнсис турбиналары дагы эле иштеп, электр энергиясын эффективдүү иштеп чыгууда. Мисалы, Америка Кошмо Штаттарында жана Европада алгачкы орнотулган Фрэнсис турбиналары 50 жылдан ашык убакыттан бери иштеп келе жатат. Тиешелүү тейлөө жана мезгил-мезгили менен жаңыртуу менен бул турбиналар ишенимдүү иштей алат.
Francis турбинасынын узак кызмат мөөнөтү электр энергиясын өндүрүүчү тармагы үчүн гана эмес, экономикалык жактан эффективдүү, ошондой эле электр менен камсыздоонун жалпы туруктуулугу үчүн да пайдалуу. Узак мөөнөттүү турбина электр станциялары турбиналарды тез-тез алмаштыруу менен байланышкан чоң чыгымдарды жана үзгүлтүктөрдү болтурбай турганын билдирет. Ал ошондой эле таза электр энергиясын көп жылдар бою үзгүлтүксүз өндүрүүнү камсыз кылуу менен ишенимдүү жана туруктуу энергия булагы катары гидроэнергетиканын узак мөөнөттүү жашоого жөндөмдүүлүгүнө өбөлгө түзөт.
Наркы – Узак мөөнөттө натыйжалуулук
Электр энергиясын өндүрүү технологияларынын өздүк наркын жана эффективдүүлүгүн эске алганда, Фрэнсис турбинасы ГЭСтерди узак мөөнөттүү эксплуатациялоодо ыңгайлуу вариант болуп саналат.
1. Баштапкы инвестиция жана узак мөөнөттүү операциялык чыгымдар
Баштапкы инвестиция: Фрэнсис турбинасына негизделген гидроэнергетика долбооруна алгачкы инвестиция салыштырмалуу жогору болушу мүмкүн, бирок узак мөөнөттүү келечекти эске алуу маанилүү. Фрэнсис турбинасын сатып алууга, орнотууга жана баштапкы орнотууга, анын ичинде жөө күлүктү, спиралдык корпусту жана башка компоненттерди, ошондой эле электр станциясынын инфраструктурасын курууга байланышкан чыгымдар олуттуу. Бирок, бул баштапкы чыгаша узак мөөнөттүү пайда менен жабылат. Мисалы, кубаттуулугу 50 – 100 МВт болгон орто көлөмдөгү ГЭСте Фрэнсис турбиналарынын жана ага тиешелүү жабдуулардын комплекси үчүн баштапкы инвестиция он миллиондогон доллардын чегинде болушу мүмкүн. Бирок кээ бир башка электр энергиясын өндүрүү технологияларына салыштырмалуу, мисалы, көмүр сатып алууга үзгүлтүксүз инвестицияны жана айлана-чөйрөнү коргоонун комплекстүү жабдууларын талап кылган жаңы көмүр менен иштеген электр станциясын куруу, Френсис-турбинага негизделген гидроэнергетика долбоорунун узак мөөнөттүү наркынын структурасы кыйла туруктуу.
Узак мөөнөттүү эксплуатациянын баасы: Фрэнсис турбинасын иштетүү баасы салыштырмалуу төмөн. Турбина орнотулуп, электр станциясы ишке киргенден кийин, негизги чыгашалар мониторинг жана техникалык тейлөө боюнча персоналга жана убакыттын өтүшү менен айрым майда тетиктерди алмаштырууга кеткен чыгымдарга байланыштуу. Francis турбинасынын жогорку эффективдүү иштеши анын салыштырмалуу аз өлчөмдөгү суунун кириши менен көп сандагы электр энергиясын өндүрө аларын билдирет. Бул өндүрүлгөн электр энергиясынын бирдигине кеткен чыгымды азайтат. Ал эми жылуулук электр станциялары, мисалы, көмүр менен күйүүчү же газ менен иштеген станциялар күйүүчү майга болгон баанын өсүшү жана дүйнөлүк энергетика рыногундагы олку-солку сыяктуу факторлордон улам убакыттын өтүшү менен көбөйүүчү отунга олуттуу чыгымдарга ээ. Мисалы, көмүр менен иштеген электр станциясы көмүрдүн баасы сунуштун жана суроо-талаптын динамикасына, тоо-кен казып алуу чыгымдарына жана транспорттук чыгымдарга жараша жыл сайын белгилүү бир пайызга көбөйүшү мүмкүн. Фрэнсис – турбиналык – кубатталган ГЭСте турбинанын «отун» болгон суунун баасы суу менен байланышкан ар кандай чыгымдардан – ресурстарды башкаруудан жана потенциалдуу суудан – укук акыларынан тышкары, негизинен бекер, алар адатта ТЭЦтин отундун чыгымдарынан бир топ төмөн.
2. Жогорку натыйжалуу иштетүү жана төмөн техникалык тейлөө аркылуу электр энергиясын өндүрүүгө кеткен чыгымдарды азайтуу
Жогорку эффективдүүлүк: Фрэнсис турбинанын жогорку эффективдүү энергияны конверсиялоо жөндөмдүүлүгү чыгымдарды төмөндөтүүгө түздөн-түз өбөлгө түзөт. Эффективдүү турбина ошол эле көлөмдөгү суу ресурстарынан көбүрөөк электр энергиясын өндүрө алат. Мисалы, эгерде Фрэнсис турбинасы суу энергиясын механикалык энергияга айландыруу боюнча 90% эффективдүүлүккө ээ болсо (андан кийин ал электр энергиясына айландырылат), натыйжалуулугу 80% болгон азыраак эффективдүү турбинага салыштырмалуу, берилген суунун агымы жана башы үчүн 90% - эффективдүү Фрэнсис турбинасы 12,5% көбүрөөк электр энергиясын өндүрөт. Бул электр энергиясын өндүрүүнүн жогорулашы инфраструктуранын, башкаруунун жана персоналдын чыгымдары сыяктуу электр станциясын эксплуатациялоого байланыштуу туруктуу чыгымдар электр энергиясын өндүрүүнүн көбүрөөк көлөмүнө тараганын билдирет. Натыйжада, электр энергиясынын бирдигинин өздүк наркы (электр энергиясынын теңдештирилген өздүк наркы, LCOE) төмөндөйт.
Төмөн Тейлөө: Фрэнсис турбинанын аз тейлөө мүнөзү, ошондой эле чыгымдардын натыйжалуулугунда чечүүчү ролду ойнойт. Кыймылдуу бөлүктөрдүн азайышы жана бышык материалдарды колдонуу менен негизги тейлөө жана тетиктерди алмаштыруу жыштыгы төмөн. Майлоо жана текшерүү сыяктуу үзгүлтүксүз тейлөө иштери салыштырмалуу арзан. Ал эми, турбинанын кээ бир башка түрлөрү же электр энергиясын өндүрүүчү жабдуулар тез-тез жана кымбатыраак тейлөөнү талап кылышы мүмкүн. Мисалы, шамал турбинасы кайра жаралуучу энергия булагы болсо да, редуктор сыяктуу компоненттери эскирип, эскирип, бир нече жылда бир кымбат оңдоону же алмаштырууну талап кылышы мүмкүн. Фрэнсис - турбинага негизделген ГЭСте, негизги тейлөө иш-чараларынын ортосундагы узак аралыктар турбинанын иштөө мөөнөтү боюнча жалпы тейлөөгө кеткен чыгымдын кыйла төмөн экендигин билдирет. Бул, анын узак кызмат мөөнөтү менен бирге, убакыттын өтүшү менен электр энергиясын өндүрүүнүн жалпы баасын төмөндөтүп, Фрэнсис турбинасын узак мөөнөттүү электр энергиясын өндүрүү үчүн эффективдүү тандоого айлантат.
Экологиялык достук
Фрэнсис турбинасына негизделген гидроэнергияны өндүрүү көптөгөн башка электр энергиясын өндүрүү ыкмаларына салыштырмалуу олуттуу экологиялык артыкчылыктарды сунуштайт, бул аны туруктуу энергетикалык келечекке өтүүдө чечүүчү компонент болуп саналат.
1. Көмүртектин эмиссиясынын кыскарышы
Francis турбиналарынын эң көрүнүктүү экологиялык артыкчылыктарынын бири - алардын минималдуу көмүртек изи. Көмүр – күйүүчү жана газ – күйүүчү электр станциялары сыяктуу казылып алынган отунга негизделген электр энергиясын өндүрүүдөн айырмаланып, Фрэнсис турбинасын колдонгон ГЭСтер эксплуатация учурунда казылып алынган отундарды күйгүзбөйт. Көмүр менен иштеген электр станциялары көмүр кычкыл газынын (\(CO_2\)) негизги чыгаруучулары болуп саналат, типтүү ири масштабдуу көмүр менен иштеген станция жылына миллиондогон тонна \(CO_2\) бөлүп чыгарат. Мисалы, 500 – МВт көмүр менен иштеген электр станциясы жылына болжол менен 3 миллион тонна \(CO_2\) бөлүп чыгарышы мүмкүн. Салыштыруу үчүн, Фрэнсис турбиналары менен жабдылган ушундай кубаттуулуктагы ГЭС эксплуатация учурунда иш жүзүндө түз \(CO_2\) чыгарбайт. Бул нөл – Фрэнсис – турбиналык – электр станцияларынын эмиссиясынын мүнөздөмөсү парник газдарынын эмиссиясын азайтуу жана климаттын өзгөрүшүн жумшартуу боюнча глобалдык аракеттерде маанилүү роль ойнойт. Фоссилдик отунга негизделген электр энергиясын гидроэнергетикага алмаштыруу менен өлкөлөр көмүртектин көлөмүн азайтуу боюнча максаттарына жетишүүгө олуттуу салым кошо алышат. Мисалы, Норвегия сыяктуу гидроэнергетикага (Френсис турбиналары кеңири колдонулат) таянган өлкөлөр, казылып алынган отунга негизделген энергия булактарына көбүрөөк көз каранды болгон өлкөлөргө салыштырмалуу киши башына көмүртектин эмиссиясы салыштырмалуу төмөн.
2. Аз аба – булгоочу заттардын эмиссиясы
Көмүртектин эмиссиясынан тышкары, фоссил – отунга негизделген электр станциялары ошондой эле күкүрттүн диоксиди (\(SO_2\)), азот оксиддери (\(NO_x\)) жана бөлүкчөлөр сыяктуу абаны булгоочу заттарды бөлүп чыгарат. Бул булгоочу заттар абанын сапатына жана адамдын ден соолугуна олуттуу терс таасирин тийгизет. \(SO_2\) токойлорду, көлдөрдү жана имараттарды зыянга учураткан кислота жамгырына алып келиши мүмкүн. \(NO_x\) түтүндүн пайда болушуна өбөлгө түзөт жана дем алуу органдарынын көйгөйлөрүн жаратышы мүмкүн. Бөлчөкчөлөр, өзгөчө майда бөлүкчөлөр (PM2.5), жүрөк жана өпкө ооруларын камтыган бир катар саламаттык сактоо маселелери менен байланышкан.
Фрэнсис – турбиналык ГЭСтер болсо, эксплуатация учурунда бул зыяндуу абаны булгоочу заттарды чыгарбайт. Бул ГЭСтери бар аймактардын абасы таза болуп, калктын ден соолугун жакшыртат дегенди билдирет. Гидроэнергетика казылып алынган - отунга негизделген электр энергиясын өндүрүүнүн олуттуу бөлүгүн алмаштырган аймактарда абанын сапаты байкаларлык жакшырган. Мисалы, Фрэнсис турбиналары менен ири масштабдуу гидроэнергетика долбоорлору иштелип чыккан Кытайдын айрым аймактарында абадагы \(SO_2\), \(NO_x\) жана бөлүкчөлөрдүн деңгээли азайып, натыйжада жергиликтүү калк арасында дем алуу жана жүрөк-кан тамыр оорулары азайган.
3. Экосистемага минималдуу таасир
Туура долбоорлонуп жана башкарылса, Фрэнсис - турбинага негизделген ГЭСтер башка энергетикалык долбоорлорго салыштырмалуу курчап турган экосистемага салыштырмалуу азыраак таасир этиши мүмкүн.
Fish Passage: Francis турбиналары менен көптөгөн заманбап ГЭСтер балык өтүүчү жайлары менен иштелип чыккан. Бул балык тепкичтери жана балык лифттери сыяктуу объекттер балыктардын агымдын өйдө жана төмөн жагына миграциясына жардам берүү үчүн курулган. Мисалы, Түндүк Америкадагы Колумбия дарыясында ГЭСтер татаал балык – өтүү системалары орнотулган. Бул системалар лосось жана башка мигрант балык түрлөрүнө дамбаларды жана турбиналарды айланып өтүүгө мүмкүндүк берип, алардын урук таштоочу жерлерине жетүүгө мүмкүндүк берет. Бул балык-өткөөл жайларды долбоорлоодо балыктын ар кандай түрлөрүнүн жүрүм-туруму жана сүзүү жөндөмдүүлүгү эске алынып, мигрант балыктардын жашоо көрсөткүчүнүн максималдуу болушун камсыз кылат.
Суунун сапатын тейлөө: Фрэнсис турбиналарынын иштеши адатта суунун сапатында олуттуу өзгөрүүлөргө алып келбейт. Суу булактарын булгашы мүмкүн болгон кээ бир өнөр жай иш-аракеттеринен же электр энергиясын өндүрүүнүн айрым түрлөрүнөн айырмаланып, Фрэнсис турбиналарын колдонгон ГЭСтер негизинен суунун табигый сапатын сактайт. Турбиналардан өткөн суу химиялык жактан өзгөртүлбөйт, температуранын өзгөрүшү адатта минималдуу болот. Бул суу экосистемаларынын ден соолугун сактоо үчүн маанилүү, анткени көптөгөн суу организмдери суунун сапатынын жана температурасынын өзгөрүшүнө сезгич болушат. Фрэнсис турбиналары бар ГЭСтер жайгашкан дарыяларда суунун сапаты балыктарды, омурткасыздарды жана өсүмдүктөрдү камтыган ар кандай суу жашоосу үчүн ылайыктуу бойдон калууда.
Посттун убактысы: 21-февраль 2025-жыл
