Малая гидроэнергетика. Требования к установке и основные параметры

Гидроэлектростанции отличаются высоким уровнем надежности энергоснабжения, ГЭС малого типа к которым можно отнести малые, мини и микро ГЭС, в зависимости от мощности. ГЭС этих типов способны накапливать энергию и обеспечивать быструю подачу электроэнергии, создавая стабильную работу электросетей.

Разработка таких объектов выполняется для стабильного экологического состояния окружающей среды, для избежания вреда, приносимого крупными ГЭС, а также для снабжения электроэнергией отдаленных районов, куда затруднено строительство централизованных линий электропередач с целью достижения эффективной экономической окупаемости и небольших затрат на строительство ЛЭП.

Наиболее распространённым типом ГЭС является: русловая или речная электростанция, которая использует энергию течения реки.

Мощность электростанции рассчитывается по скорости потока и уровню воды. Вода может накапливаться в периоды низкого энергопотребления с последующим использованием в периоды повышенного энергопотребления. Особым типом русловой ГЭС является деривационная или плотинная электростанция, в этом случае вода перекрывается плотиной по отдельному каналу отводится для подачи в турбины. Такая электростанция работает с большим перепадом высот (или большим напором), создаваемом плотиной.

Микро ГЭС применяются на небольших водотоках. Такие электростанции можно поставить практически на любых небольших речках, ручьях, в любых районах. Станция может вырабатывать мощность до 100 кВт. Используются для применения в электроснабжении небольших населенных пунктов, сельскохозяйственных объектов.

Экологическая безопасность — вот главное достоинство малой гидроэнергетики.

Отсутствует вредное влияние на окружающую среду как в процессе строительства, так и эксплуатации. Водоемы имеют многоцелевое назначение кроме выработки электроэнергии могут применяться для рыбного хозяйства и для водоснабжения населения водой.

К достоинствам можно отнести:

• Простоту конструкции;
• Автоматическое управление;
• Отсутствие дежурного персонала;
• Получаемый в процессе работы переменный электрический ток полностью соответствует качественным характеристикам, по ГОСТу.
• МГЭС могут функционировать как независимо от централизованного энергохозяйства, так и составе энергосистемы.
• Станция рассчитана на срок работы до 40 лет.
• Для работы ГЭС не требуются создание водохранилищ, которые могу привести к затоплению местностей.

Малые ГЭС, благодаря различным природным условиям и разным уровням развития энергетического хозяйства, имеют многообразную классификацию.

Они классифицируются по типу турбины:

1. Радиально-осевая гидротурбина, пригодна, для использования для низких напоров воды и средних норм стока;
2. Турбины на основе архимедовой винтопропеллерной турбины;
3. Двукратная гидравлическая турбина типа (банки), содержащая водоподвод, направляющий аппарат и рабочее колесо с лопастями, применяются при низких напорах и высоких нормах воды;
4. Прямоточные турбины, применяемые при низком напоре и малых нормах стока, относятся к маломощным.

Такие агрегаты способны выдавать до 1000 кВт.

Применительно к различным природным условиям установки подразделяются на реализующие:

1. потенциальную энергию водостока;
2. кинетическую энергию водостока.

Это русловые и деривационные микро ГЭС и рукавные ГЭС.

По напору воды:

1. низконапорные — до 20 м напора.
2. средненапорные – напор достигает до 75 м.
3. высоконапорные — до 80 м.

МГЭС могут работать как параллельно с энергосистемой, так и быть, независимыми, а также могут использоваться в параллели с другими источниками (к примеру, с дизельными или ветровыми электростанциями).

Могут классифицироваться по разным уровням автоматизации:

• полуавтоматизированные, с дежурным персоналом;
• полностью автоматическими, без дежурных.

Оптимизация и модернизация существующих гидроэлектростанций открывает потенциальные возможности для эксплуатации гидроэлектростанций без вредного влияния на окружающую среду. Происходит улучшение экологического состояния водоемов, при создании отдельных каналов и структурного улучшения водохранилищ, изменение формы речного берега, контроль за качеством воды.