Гидроэнергетика — это процесс преобразования энергии природных вод в электрическую энергию с использованием инженерных решений. Это основной способ использования энергии воды. Преимуществами являются отсутствие расхода топлива, отсутствие загрязнения окружающей среды, возможность непрерывного пополнения водной энергии за счет осадков, простота механического и электрического оборудования, а также гибкость и удобство эксплуатации. Однако, как правило, инвестиции велики, сроки строительства длительны, и иногда возникают потери от наводнений. Для комплексного использования гидроэнергетику часто комбинируют с противопаводковыми мероприятиями, ирригацией, судоходством и т.д.
Существует три типа гидроэлектроэнергетических установок:
1. Традиционная гидроэнергетика
То есть, речь идет о гидроэнергетике плотинного типа, также известной как гидроэнергетика водохранилищного типа. Водохранилище образуется путем хранения воды в плотине, а его максимальная выходная мощность определяется разностью между объемом водохранилища и положением водосброса, а также высотой уровня воды. Эта разница высот называется напором, также называемым перепадом высот, и потенциальная энергия воды пропорциональна напору.
2. Гидроэлектростанции руслового типа (ROR)
То есть, гидроэнергетика на основе речного потока, также известная как гидроэнергетика руслового типа, — это форма гидроэнергетики, использующая энергию воды, но требующая лишь небольшого количества воды или не нуждающаяся в хранении большого количества воды для выработки электроэнергии. Для гидроэлектроэнергии на основе речного потока практически не требуется водохранилище или требуется лишь очень небольшое водохранилище, которое называется водоподготовительным бассейном или причалом, если построено небольшое водохранилище. Из-за отсутствия крупномасштабных водохранилищ выработка электроэнергии на основе речного потока очень чувствительна к сезонным изменениям количества воды, используемой в водоисточниках, поэтому такие электростанции обычно определяются как источники энергии с прерывистым режимом работы. А если на электростанции Чуаньлю будет построен регулирующий бассейн, позволяющий регулировать поток воды в любое время, она будет использоваться как электростанция для сглаживания пиковых нагрузок или как электростанция базовой нагрузки.
3. Сила прилива
Приливная энергетика основана на колебаниях уровня океанской воды, вызванных приливами и отливами. Как правило, для хранения электроэнергии строятся водохранилища, но также существует прямое использование потока воды, создаваемого приливами, для выработки электроэнергии. В мире не так много мест, пригодных для приливной энергетики, но, по оценкам, восемь таких мест в Великобритании обладают потенциалом для удовлетворения 20% потребностей страны в электроэнергии.
Конечно, существует три типа гидроэнергетики: традиционные гидроэлектростанции и гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), которые, как правило, используют избыточную электроэнергию в энергосистеме (в сезон паводков, праздничные дни или при низком уровне электроэнергии во второй половине ночи). Вода из нижнего водохранилища перекачивается в верхнее для хранения; когда нагрузка системы достигает пика, уровень воды в верхнем водохранилище понижается, и турбина приводится в движение для выработки электроэнергии. Она выполняет двойную функцию: сглаживания пиков и заполнения провалов, и является наиболее идеальным источником электроэнергии для сглаживания пиков в энергосистеме. Кроме того, она может регулировать частоту, фазу, напряжение и служить резервным источником, что играет важную роль в обеспечении безопасной и качественной работы энергосистемы и повышении экономической эффективности системы.
Гидроаккумулирующая электростанция сама по себе не вырабатывает электроэнергию, но играет роль в координации противоречия между выработкой и подачей электроэнергии в энергосистеме; она играет огромную роль в регулировании пиковых нагрузок в краткосрочной перспективе; запуск и выходная мощность быстро меняются, что обеспечивает надежность электроснабжения энергосистемы и улучшает ее качество. Сейчас она классифицируется не как гидроэнергетика, а как система хранения электроэнергии.
На данный момент во всех странах мира действуют 193 гидроэлектростанции с установленной мощностью более 1000 МВт, а 21 находятся в стадии строительства. Из них 55 гидроэлектростанций с установленной мощностью более 1000 МВт находятся в эксплуатации в Китае, а 5 — в стадии строительства, что ставит Китай на первое место в мире.
Дата публикации: 14 сентября 2022 г.
