Малая гидроэнергетика

Малая энергетика – это преобразование энергии движущееся под напором воды в электричество. Как правило, под малой энергетикой подразумевают использование небольших по мощности гидроэлектростанций различной конструкции.

Установки малой энергетики различают по мощности:

Микро гидроэлектростанция

Стоит понимать, что в разных странах классификация объектов малой энергетики может существенно отличаться от общепринятой. Это связано, прежде всего, с налогооблагаемой базой и необходимостью оформления лицензий на строительство и эксплуатацию ГЭС. Для развития малой энергетики многие страны существенно увеличивают верхний предел допустимой мощности, поэтому, например, в Китае малой считается ГЭС до 30 МВт.

Классическая конструкция объектов малой энергетики мало отличается от устройства обычной электростанции, поэтому они и работают по такому же принципу. Основа конструкции – турбина и электрогенератор. Энергия потока воды, попадая на лопасти турбины, преобразуется в механическую энергию, которая в свою очередь вращает ротор синхронного или асинхронного генератора. Чем выше скорость потока, больше диаметр турбины и эффективнее ее конструкция, тем большую мощность сможет развить такая гидроэлектростанция.

История развития малой энергетики тесно связана с индустриализацией Европы в средние века. Развитие промышленности в наиболее развитых странах потребовало использование различных силовых агрегатов, поэтому во многих европейских странах на протяжении нескольких веков работали десятки тысяч водяных колес. Изобретение парового двигателя привело к упадку малой гидроэнергетики. Хотя в ряде стран, например в Австрии и Швейцарии, еще в двадцатом веке большинство объектов малой энергетики были переоборудованы под малые ГЭС и эффективно работают до сих пор. Сейчас в Швейцарии работают несколько тысяч малых ГЭС общей мощностью более 760 Мвт, что позволяет генерировать свыше 3400 ГВт/ч электроэнергии в год. В Австрии активно эксплуатируются более 2600 малых гидроэлектростанций, что позволяет обеспечить собственной электроэнергией более 1.6 миллионов австрийских потребителей (более 50% домохозяйств) и соответственно обеспечить более 9% всей потребности страны в электроснабжении.

В зависимости от использования вида гидроресурсов, объекты малой энергетики подразделяются на несколько категорий:

  • Русловые или приплотинные гидроэлектростанции с естественными или искусственными водохранилищами.
  • Плавающие и стационарные ГЭС, использующие энергию свободного течения воды в реках.
  • Элекрогенераторы, использующие перепады уровней или давления воды на различных водных объектах.

Поскольку на мощность гидроэлектростанций влияет напор воды, оборудование малой энергетики различается на низконапорное – до 25 м, средненапорное – от 25 до 60 м, высоконапорное – свыше 60 м.

Эффективность работы любой ГЭС зависит от конструкции турбины. Наибольшее распространение получили осевые, радиально-осевые, ковшовые и поворотно-лопастные турбины. У разного типа турбины различная зависимость КПД от скорости потока воды, поэтому радиально-осевые и ковшовые турбины используются при высоких параметрах потока, радиально-осевые и поворотно-лопастные на средненапорных или малонапорных ГЭС.