Річки течуть на тисячі миль, зберігаючи величезну кількість енергії. Розвиток та використання природної енергії води в електроенергію називається гідроенергією. Двома основними елементами, що складають гідравлічну енергію, є потік та напір. Потік визначається самою річкою, а коефіцієнт використання кінетичної енергії безпосереднього використання річкової води буде дуже низьким, оскільки неможливо заповнити всю ділянку річки водними турбінами.
Гідравлічне використання переважно використовує потенційну енергію, і має бути зниження використання потенційної енергії. Однак природний схід річок зазвичай поступово формується вздовж річкової течії, і на відносно короткій відстані природний схід стоку води є відносно невеликим. Необхідно вжити відповідних інженерних заходів для штучного збільшення сходу, тобто концентрувати розсіяний природний схід для формування корисного водного напору.
Переваги гідроенергетики
1. Регенерація енергії води
Водна енергія походить від природного річкового стоку, який в основному утворюється за рахунок природного газу та циркуляції води. Циркуляція води дозволяє переробляти та повторно використовувати водну енергію, тому водну енергію називають «відновлюваною енергією». «Відновлювана енергія» займає особливе місце в енергетичному будівництві.
2. Водні ресурси можна використовувати комплексно
Гідроелектростанції використовують лише енергію водного потоку та не споживають воду. Тому водні ресурси можна використовувати комплексно, і, окрім виробництва електроенергії, вони можуть одночасно отримувати користь від боротьби з повенями, зрошення, судноплавства, водопостачання, аквакультури, туризму та інших аспектів, а також здійснювати багатоцільовий розвиток.
3. Регулювання енергії води
Електроенергію неможливо накопичувати, а виробництво та споживання здійснюються одночасно. Енергію води можна накопичувати в резервуарах, які виробляються відповідно до потреб енергосистеми. Резервуари діють як сховища енергії для енергосистеми. Регулювання резервуарів покращує здатність енергосистеми регулювати навантаження, підвищуючи надійність та гнучкість електропостачання.
4. Оборотність виробництва гідроенергії
Водяна турбіна, яка спрямовує воду з високого місця в низьке, може генерувати електроенергію та перетворювати енергію води на електричну енергію; У свою чергу, водойми, розташовані на нижчих рівнях, поглинаються електричними насосами та направляються до резервуарів на вищих рівнях для зберігання, перетворюючи електричну енергію на енергію води. Використання оборотності виробництва гідроенергії для будівництва гідроакумулюючих електростанцій відіграє унікальну роль у покращенні здатності енергосистеми регулювати навантаження.
5. Гнучкість роботи агрегату
Гідроелектростанції мають просте обладнання, гнучку та надійну роботу, а також дуже зручні для збільшення або зменшення навантаження. Їх можна швидко запускати або зупиняти відповідно до потреб користувачів, і вони легко автоматизуються. Вони найбільше підходять для виконання завдань з усунення пікових навантажень та модуляції частоти енергосистеми, а також для виконання аварійного режиму, регулювання навантаження та інших функцій. Вони можуть підвищити надійність енергосистеми, забезпечуючи видатні динамічні переваги. Гідроелектростанції є основними носіями динамічних навантажень в енергосистемі.
6. Низька вартість та висока ефективність виробництва гідроенергії
Гідроенергетика не споживає палива та не потребує великої кількості робочої сили та обладнання для видобутку та транспортування палива. Обладнання просте, з меншою кількістю операторів, меншою допоміжною потужністю, тривалим терміном служби та низькими витратами на експлуатацію та обслуговування. Тому собівартість виробництва електроенергії гідроелектростанцій низька, лише від 1/5 до 1/8 від собівартості електростанцій, що працюють на викопному паливі. Крім того, коефіцієнт використання енергії гідроелектростанцій високий і сягає понад 85%, тоді як для електростанцій, що працюють на викопному паливі, становить лише близько 40%.
7. Це сприяє покращенню екологічного середовища
Виробництво гідроелектростанцій не забруднює навколишнє середовище. Велика площа водної поверхні водосховища регулює мікроклімат регіону та часовий і просторовий розподіл водного потоку, що сприяє покращенню екологічного середовища навколишніх територій. Для вугільних електростанцій кожна тонна сирого вугілля повинна викидати близько 30 кг SO2, а також понад 30 кг пилових частинок. Згідно зі статистикою 50 великих і середніх вугільних електростанцій по всій країні, 90% електростанцій викидають SO2 з концентрацією понад 860 мг/м3, що є дуже серйозним забрудненням. У сучасному світі, де все більше уваги приділяється екологічним проблемам, прискорення будівництва гідроенергетики та збільшення частки гідроенергетики в Китаї мають велике значення для зменшення забруднення навколишнього середовища.
Недоліки гідроенергетики
Великі одноразові інвестиції – величезні земляні та бетонні роботи для будівництва гідроелектростанцій; Крім того, це спричинить значні збитки від повеней та вимагатиме величезних витрат на переселення; Термін будівництва також довший, ніж будівництво теплових електростанцій, що впливає на оборотність будівельних коштів. Навіть якщо частина інвестицій у проекти з охорони водних ресурсів розподіляється між різними відомствами-бенефіціарами, інвестиції на кіловат гідроенергетики набагато вищі, ніж на теплоенергетику. Однак у майбутній експлуатації економія на щорічних експлуатаційних витратах буде компенсуватися рік за роком. Максимально допустимий період компенсації пов'язаний з рівнем розвитку країни та енергетичною політикою. Якщо період компенсації менший за допустиме значення, вважається доцільним збільшити встановлену потужність гідроелектростанції.
Ризик аварії – Через повені дамби блокують велику кількість води, стихійні лиха, техногенні пошкодження та якість будівництва, що може мати катастрофічні наслідки для районів, що знаходяться нижче за течією, та інфраструктури. Такі аварії можуть вплинути на електропостачання, тварин і рослини, а також можуть спричинити значні втрати та жертви.
Шкода для екосистеми – Великі водосховища спричиняють значні повені вище за течією від дамб, іноді знищуючи низовини, долинні ліси та луки. Водночас це також впливає на водну екосистему навколо електростанції. Це має значний вплив на риб, водоплавних птахів та інших тварин.
Час публікації: 03 квітня 2023 р.
