Уверен, если обывателю задать вопрос о различиях гидравлических и тепловых электростанций, то он ответит: одна работает на гидравлике, другая – на топливе. Но я думаю, что ответ сложнее...

Виды электростанций

Сегодня различают три основных вида электростанций: гидравлическая, тепловая и атомная.

КПД атомных наибольший в соотношении к расходам на производство электричества. При правильном и разумном использовании атомная энергетика будет держать в ближайшее время лидирующие позиции.

Еще есть ветряные или солнечные электростанции, но их производительность сегодня ничтожно мала и способна обеспечить человека электричеством лишь на бытовом уровне.

Преимущества гидравлических электростанций

Среди плюсов гидравлических перед тепловыми электростанциями можно выделить следующее:

• более низкая стоимость электроэнергии;
• меньший вред, наносимый окружающей среде;
• восполняемый источник преобразования энергии.

Для производства электроэнергии с помощью потока воды нужны меньшие финансы, чем производство электричества способом сжигания топлива: нет необходимости вести затратную добычу полезных ископаемых и выстраивать логистику для их подвозки.

Гидравлическая электростанция в процессе эксплуатации наносит меньший ущерб окружающей среде. Отсутствуют выбросы в атмосферу и гидросферу побочных и вредных веществ от производства электроэнергии – газов, твердых токсичных отходов и тому подобного.

За счет природного круговорота воды, источник производства электроэнергии (воду) можно использовать многократно, в отличие от разового сжигания топлива.

Недостатки гидравлических электростанций

Есть у гидравлических электростанций и недостатки:

• низкий КПД по сравнению с топливными;
• затраты на возведение значительных по протяженности ЛЭП;
• размещаются в определённом месте на берегах больших рек, на удалении от промышленных центров, что усложняет проведение ремонтных работ агрегатов и доставку к ним громоздкого оборудования.

Таковы особенности производства этих двух видов электростанций.

Основные преимущества гидроэнергетики очевидны. Разумеется, главным преимуществом гидроресурсов является их возобновляемость: запас воды практически неисчерпаем. При этом гидроресурсы значительно опережают в развитии остальные виды возобновляемых источников энергии и способны обеспечивать энергией большие города и целые регионы.

Кроме того, пользоваться этим источником энергии можно достаточно просто, что подтверждается длительной историей гидроэнергетики. Например, генераторы гидроэлектростанций можно включать или выключать в зависимости от энергопотребления.

В то же время достаточно спорным является вопрос о влиянии гидроэнергетики на окружающую среду. С одной стороны, эксплуатация гидроэлектростанций не приводит к загрязнению природы вредными веществами, в отличии от выбросов СО 2 , производимыми ТЭС и возможными авариями на АЭС, которые могут понести за собой глобальные катастрофические последствия.

Но в то же время образование водохранилищ требует затопления значительных территорий, зачастую плодородных, а это становится причиной негативных изменений в природе. Плотины часто перекрывают рыбам путь к нерестилищам, нарушают естественное течение рек, приводят к развитию застойных процессов, снижают способность к «самоочищению», а следовательно резко изменяют качество воды.

Себестоимость производимой энергии на ГЭС гораздо ниже, чем на атомных и тепловых электростанциях, и они способны быстрее выходить на режим выдачи рабочей мощности после включения, однако их строительство обходится дороже.

Современные технологии производства гидроэлектроэнергии позволяют получать довольно высокий КПД. Иногда он в два раза превышает аналогичные показатели обычных теплоэлектростанций. Во многом такая эффективность обеспечивается особенностями оборудования гидроэлектростанций. Оно очень надёжно, да и пользоваться им просто.

Кроме того, всё используемое оборудование обладает ещё одним важным преимуществом. Это длительный срок службы, что объясняется отсутствием теплоты в процессе производства. И действительно часто менять оборудование не нужно, поломки случаются крайне редко. Минимальный срок службы ГЭС - около пятидесяти лет. А на просторах бывшего Советского Союза успешно функционируют станции, построенные в двадцатых или тридцатых годах прошлого века. Управление гидроэлектростанциями осуществляется через центральный узел, и вследствие этого в большинстве случаев там работает небольшой персонал.

Заключение

гидроэлектростанция турбина себестоимость энергия

Потенциал гидроэнергетики можно определить, суммировав все существующие на планете речные стоки. Расчёты показали, что мировой потенциал равен пятидесяти миллиардам киловатт в год. Но и эта весьма впечатляющая цифра составляет лишь четверть от количества осадков, ежегодно выпадающих во всём мире.

С учётом условий каждого конкретного региона и состояния мировых рек действительный потенциал водных ресурсов составляет от двух до трёх миллиардов киловатт. Эти цифры соответствуют годовой выработке энергии в 10000 - 20000 миллиардов киловатт в час.

Чтобы осознать потенциал гидроэнергетики, выраженный этими цифрами, следует сопоставить полученные данные с показателями нефтяных теплоэлектростанций. Чтобы получить такое количество электроэнергии, станциям, работающим на нефти, требовалось бы около сорока миллионов баррелей нефти каждый день.

Вне всяких сомнений, гидроэнергетика в перспективе не должна оказывать негативное воздействие на окружающую среду или свести его к минимуму. При этом необходимо добиться максимального использования гидроресурсов.

Это понимают многие специалисты и поэтому проблема сохранения природной среды при активном гидротехническом строительстве актуальна как никогда. В настоящее время особенно важен точный прогноз возможных последствий строительства гидротехнических объектов. Он должен дать ответ на многие вопросы, касающиеся возможности смягчения и преодоления нежелательных экологических ситуаций, которые могут возникнуть при строительстве. Кроме того, необходима сравнительная оценка экологической эффективности будущих гидроузлов. Правда, до реализации таких планов ещё далеко, так как сегодня разработка методов определения экологического энергопотенциала не производится.

Все гидроэлектростанции в качестве источника энергии применяют энергию водного потока. Чаще всего, гидроэлектростанции строят на реках, создавая плотины и водохранилища.

Все ГЭС можно разделить на нижеуказанные виды:
Русловые и плотинные. Такие виды являются самыми распространенными, напор воды создается за счет установки плотины, которая перегораживает реку или поднимает уровень воды к нужной отметке. Данные виды ГЭС строят на многоводных равнинных реках и горных реках.

1. Приплотинные. Их строят на местах максимального напора воды. Для этого, реку перегораживают плотиной, а здание ГЭС располагаются в нижней части этой плотины. Вода попадает в турбины через напорные тоннели.
2. Деривационные. Подобные электростанции строят в местах, где есть большой уклон реки. А концентрацию воды создают за счет деривации. Деривационные ГЭС могут быть с напорной деривацией и без нее.
3. Гидроаккумулирующие. Они аккумулируют электроэнергию, а используют ее только при пиковых нагрузках. В момент максимальной нагрузки, агрегаты ГЭС работают подобно насосам от внешних источников и закачивают воду в специальные бассейны, после вода поступает в трубопровод и заставляет работать турбины.

Преимущества ГЭС:

• Применение возобновляемой энергии.
• Дешевая электроэнергия.
• Отсутствие пагубных выбросов в атмосферу.
• Очень быстрый переход к режиму выдачи рабочей мощности после первого включения станции.
• Выгодно использовать в качестве аварийного резерва, поскольку генераторы станций можно легко включать/выключать в зависимости от потребностей.
• Менее негативное воздействие на воздушную среду, чем у других видов электростанций.
• Хорошо регулируется частота и покрываются растущие пиковые нагрузки.

Недостатки ГЭС:

• Затопление больших участков земель.
• Строительство возможно лишь в местах больших запасов энергии воды.
• На горных реках такие станции очень опасны по причине высокой сейсмичности районов.
• Нерегулируемые попуски воды из водохранилищ приводят к перестройке уникальных экосистем по руслу рек, поэтому реки загрязняются, уменьшается численность рыб, исчезают места гнездования перелетных птиц.
• Уменьшается поток биогенных веществ в океаны.
• Для постройки большой плотины требуется очень много материала и обходится это дорого.
• Строительство ГЭС, в сравнении с другими энергоисточниками более долгое и дорогое.
• Очень большая площадь водохранилищ.
• Большой вред плотины рыбному хозяйству, так как закрыт путь к нерестилищам.
• Крупные гидросооружения и плотины являются причиной пересыхания рек.
• Перспективы развития применения гидроэнергетических ресурсов минимальны, поскольку территории развитых стран практически исчерпали потенциал для развития данной сферы.

К примеру, Европа располагает только 25 процентами неохваченных территорий, которые подойдут для гидроэнергетических проектов, а северная часть США имеет лишь 30 процентов. Но у развивающихся стран перспектива лучше, например, Южная Америка и Африка имеют большие территории пригодные для освоения водных ресурсов. В Африке сейчас освоено только 7 процентов от водного ресурса, а в Южной Америке 33 процента.

Преимущества ГЭС:

Использование возобновляемой энергии.

Очень дешевая электроэнергия.

Работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу.

Быстрый (относительно ТЭЦ/ТЭС) выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции.

Недостатки ГЭС:

Затопление пахотных земель

Строительство ведется там, где есть большие запасы энергии воды

На горных реках опасны из-за высокой сейсмичности районов

С энергетической точки зрения имеют ряд преимуществ по сравнению со всеми типами ТЭС и АЭС.

Во-первых, они вообще не нуждаются в топливе, благодаря чему их энергия в 5-6 раз дешевле энергии ТЭС и 8-10 раз дешевле энергии АЭС. КПД гидроэлектростанций очень высок, 80-90%.

Во-вторых, ГЭС обладают исключительно высокими маневренными свойствами: работающий гидроагрегат может увеличить мощность практически мгновенно, а запуск остановленного гидроагрегата занимает всего 1-2 мин. Неравномерность графика нагрузки практически не влияет на экономичность работы ГЭС. Эти качества делают ГЭС незаменимыми для работы в пиковой части графика, при этом выравниваются нагрузки на ТЭС и снижается их расход топлива.

Бесопорные энергетические преимущества ГЭС не дают тем не менее основания противопоставлять их электростанциям других типов.

В ряде стран и экономических районов гидроэнергоресурсы либо недостаточны, либо отдалены от центров потребления энергии.

Выработка энергии на ГЭС резко колеблется в зависимости от водности года.

Начальные затраты на строительство ГЭС чаще всего выше, чем на ТЭС, а сроки строительства длиннее. Не всегда оправданы затраты, связанные с затоплениями при создании водохранилища. В то же время эксплуатация ГЭС значительно дешевле тепловых и атомных электростанций. Отсутствуют затраты на топливо, экологические платежи за выбросы, меньше расходы на ремонт, небольшая численность персонала.

Эти обстоятельства и определили место ГЭС в мировой энергетике. Доля участия ГЭС в энергетическом хозяйстве ряда стран различная, что связано с различной структурой топливно-энергетического баланса и различными традициями в развитии энергетики. Гидроэлектростанции обеспечивают порядка 20% российской и мировой выработки электроэнергии. Во многих странах доля гидроэнергетики существенно выше. Например, в наиболее близкой к России по природным условиям Канаде ГЭС производят 58% электроэнергии, в Бразилии - 86%, в Норвегии, известной жесткостью экологического законодательства, - 99%.

Гидроэнергетика является компонентом и другой важнейшей отрасли народного хозяйства - водного хозяйства.

Вода, особенно пресная, которая составляет всего 2,5% мировых запасав воды,- незаменимое природное богатство, одна из основ жизни на Земле. Доступные запасы пресной воды находятся в основном в реках, среднегодовой сток которых во всем мире составляет около 39000 км3.

Если в прошлые столетия в большинстве районов планеты вода казалась бесплатным и неисчерпаемым природным даром, то в XX веке стремительный рост промышленности и городского населения при-

вел к тому, что вода стала рассматриваться как недешевое и в ряде случаев дефицитное сырье.

Использование водных ресурсов неразрывно связано с мероприятиями по их охране, прежде всего для обеспечения необходимого качества воды. При осуществления гидротехнического строительства, вносящего значительные изменения в природные условия, должны тщательно учитываться все факторы его воздействия на окружающую среду.

Легко. 1. ТЭС. Тепловые Энерго (электро) Станции. Базируются на переработке (сжигании) твердых топливных носителей, таких, как например уголь. Плюсы: 1. Большой объем выработки электроэнергии. 2. Наиболее просты в эксплуатации. 3. Сам принцип работы и постройка их очень просты. 4. Дешевы, легкодоступны. 5. Дают рабочие места. Минусы: 1. Дают меньше электроэнергии, чем ГЭС и АЭС 2. Экологически опасны - загрязнение окружающей среды, парниковый эффект, требуют потребления невозобновляемых ресурсов (как уголь). 3. В силу своего примитивизма являются просто морально устаревшими. ГЭС - Гидро Электро Станция. Базируются на использовании водных ресурсов, реки, приливно-отливные циклы. Плюсы: 1. Относительно экологически безопасны. 2. Дают в разы больше электроэнергии, чем ТЭС. 3. Могут давать дополнительные подпроизведственные структуры. 4. Рабочие места. 5. Более просты в эксплуатации, чем АЭС. . Минусы: 1. Опять же, экологическая безопасность относительна (взрыв плотины, загрязнение воды при отсутствии очистительного цикла, нарушение баланса). 2. Большие затраты на строительство. 3. Дают меньше энергии, чем АЭС. АЭС - Атомные Электростанции. Самые совершенные на данный момент ЭС по уровню мощности. Используют урановые стержни изотопа урана -278 и энергию атомной реакции. Плюсы: 1. Относительно малое потребление ресурсов. Самый главный - уран. 2. Мощнейшие по выработке электроэнергии ЭС. Одна ЭС может обеспечивать целые города и мегаполисы, ближлежащие районы, вообщем, охватывают огромные территории. 3. Более современны, чем ТЭС. 4. Дают большое количство рабочих место. 5. Открывают пути к созданию более совершенных ЭС. Минусы: 1. Постоянное загрязнение окружающей среды. Смог, радиация. 2. Потребление редких ресурсов - уран. 3. Использование воды, загрязнение ее. 4. Вероятная угроза экологической суперкатастрофы. При потере контроля за ядерными реакциями, нарушениями цикла охлаждения (ярчайший пример обоих ошибок - Чернобыль; АЭС до сих пор закрыта саркофагом, самая страшная экологическая катастрофа в истории человечества) ,внешнем в воздействии (землетрясение, прмер - Фукусима), военной атаке или подрыве террористами - весьма вероятна (или - почти стопроцентна) экологическая катастрофа, а также весьма вероятна угроза взрыва АЭС, - это взрыв, ударная волна, и самое главное, радиоактивное заражение обширной территории, отзвуки такой катастрофы могут поразить весь мир. Потому АЭС является наравне с ОМП (Оружием Массового Поражения) одним из самых опасных достижений человечества, хотя АЭС - это Мирный атом. Впервые АЭС была создана в СССР. Энергетику необходимо развивать отнюдь не только в направлении использования возонбновляемых ресурсов, а еще также развивать более совершенные типы ЭС, которые будут принципиально новыми по своей основе и типу работы. Гипотетически, в скором времени начнется освоения космоса, также проникновение в другие тайны микромира и вообще, физики могут дать поразительные результаты. Доведение до максимального совершенства АЭС - также перспективный путь развития энергетики. На данном этапе конечно же, наиболее вероятным и реализуемым является вариант развития ветрогонных комплексов, солнечных батарей и ДОВЕДЕНИЕ до максимального совершенства ГЭС и АЭС.