Визначення
Безгреблева гідроелектростанція на основі занурених гідротурбін (ЗГЕС) — це комплекс споруд та обладнання, що складається з секційних занурених гідротурбін різних конструкцій, які кріпляться у водяному потоці та дозволяють перетворювати енергію протічної води на електричну енергію. На відміну від традиційних ГЕС, ЗГЕС не використовують греблі, завдяки чому зберігається вільний стік води, прохідність суден та міграція риби, а також запобігається забрудненню водних екосистем.
Конструкція
Занурені гідротурбіни зазвичай розташовуються на дні або в товщі водяного потоку і закріплюються за допомогою різноманітних кріплень, таких як:
- Фундаменти: Турбіни встановлюються на бетонні або гравійні основи на дні річки.
- Затиснуті палі: Турбіни закріплюються між забитими в дно палями.
- Вільні стоячі палі: Турбіни встановлюються на палях, що не торкаються дна.
- Рейкові системи: Турбіни кріпляться на рейках, встановлених на уступах берега.
Принцип дії
Занурені гідротурбіни використовують кінетичну енергію протічної води, яка обертає лопаті турбін. Існують різні типи занурених гідротурбін з різними конструкціями та розмірами, але загальний принцип дії полягає у використанні енергії руху води для виробництва електричної енергії.
Переваги ЗГЕС
- Відсутність греблі: Усунення греблі зберігає природний гідрологічний режим річки, дозволяє вільно текти воді, пропливати суднам та мігрувати рибі.
- Низький екологічний вплив: Відсутність затоплення територій та порушення водного режиму запобігає негативному впливу на екосистеми.
- Гнучкість та адаптованість: Занурені гідротурбіни можна встановлювати в різних водних середовищах з різними характеристиками потоку.
- Енергоефективність: Сучасні занурені гідротурбіни відзначаються високою енергоефективністю, що дозволяє максимально використовувати потенціал водяного потоку.
- Знижені витрати на будівництво: Відсутність необхідності зведення греблі значно знижує витрати на будівництво ЗГЕС.
Обмеження ЗГЕС
- Залежність від водного потоку: Виробництво електричної енергії ЗГЕС безпосередньо залежить від обсягу та швидкості протікання води, що може бути нестабільним у деяких місцях.
- Більш низька потужність: Зазвичай ЗГЕС мають нижчу потужність, ніж традиційні ГЕС із греблями через менший обсяг води, який використовується.
- Технічне обслуговування: Занурені гідротурбіни потребують регулярного інспектування та технічного обслуговування, що може бути складним і дорогим.
- Конфлікти із землеволодінням: Встановлення ЗГЕС може вимагати придбання або оренди прав землеволодіння в зоні розташування.
- Вплив на рибне господарство: Неправильне розміщення або експлуатація ЗГЕС може негативно вплинути на популяції риб, особливо на стадії міграції та нересту.
Безгреблеві гідроелектростанції на основі занурених гідротурбін представляють собою перспективну технологію виробництва чистої та відновлюваної енергії. Вони забезпечують ряд екологічних та економічних переваг, але мають певні обмеження, які необхідно враховувати при проектуванні та експлуатації таких станцій.
Часті запитання
- Які переваги використання ЗГЕС без гребель?
Відсутність греблі зберігає природний режим річки, не перешкоджає міграції риби та проходженню суден, знижує екологічний вплив та витрати на будівництво. - Як працюють занурені гідротурбіни?
Вони використовують кінетичну енергію протічної води для обертання лопатей турбін, виробляючи електричну енергію. - Які існують різні конструкції занурених гідротурбін?
Існують різні типи, включаючи турбіни з вертикальною та горизонтальною віссю, турбіни Дар'є та турбіни Рора. - Які основні обмеження ЗГЕС?
Залежність від водного потоку, нижча потужність, необхідність технічного обслуговування та можливі конфлікти із землеволодінням. - Чи можуть ЗГЕС негативно впливати на рибне господарство?
Неправильне розміщення або експлуатація ЗГЕС може перешкоджати міграції та нересту риби, що призводить до негативних наслідків для популяцій риб.