ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ (ГЭС)
Гидроэлектрическая станция (ГЭС) представляет собой совокупность сооружений, создающих напор воды, подводящих воду к турбинам и отводящих отработанную воду из здания станции. Технологическая схема работы ГЭС (рис. 1.) выгодно отличается от схем работы всех других электростанций простотой процессов и надёжностью элементов.
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема ГЭС:
1 – верхний бьеф; 2 – нижний бьеф; 3 – турбина; ЛЭП – линия электропередачи; Т – трансформатор; Г – генератор; СН – собственные нужды.
На ГЭС водная энергия преобразуется в электрическую при помощи гидравлических турбин и соединенных с ними генераторов. Турбины располагаются на равнинных и горных реках. Для этого если по всему сечению (створу) реки установить плотину (рис. 1.), то уровень воды перед плотиной (верхний бьеф 1) окажется выше уровня после плотины (нижний бьеф 2). Разность уровней между верхним и нижним бьефами называется напором. Мощность электростанции определяется значением напора и количеством воды (расходом), проходящей через турбины в единицу времени. Гидравлические турбины 3 устанавливаются на уровне нижнего бьефа 2, где по проводящему каналу вода направляется в спиральную камеру и из нее — на лопасти ротора гидротурбины, на который насажен ротор электрического генератора. Таким образом, энергия воды в гидротурбине превращается сначала в механическую, а затем в электрическую энергию.
Различают ГЭС плотинного и деривационного типов. Плотинные ГЭС применяют на равнинных реках с небольшими напорами, деривационные (с обходными каналами) — на горных реках с большими уклонами и при небольшом расходе воды. Следует отметить. Что работа ГЭС зависит от уровня воды, определяемого природными условиями.
Достоинствами гидростанций являются их высокий КПД и низкая себестоимость выработанной электроэнергии. Однако следует учитывать большую стоимость капитальных затрат при сооружении ГЭС и значительные сроки их сооружения, что определяет большой срок их окупаемости.