Бесплотинная ГЭС
Из всего количества вырабатываемой электроэнергии в мире, больше 80%, дает топливная энергетика, а чтобы уменьшить вредные выбросы от сжигания топлива, снижение этой цифры, должно происходить в основном за счет развития малой и большой гидроэнергетики. Именно гидроэнергетика, во всех ее видах и новых направлениях, должна составлять более 80% (на наш взгляд) из всего набора существующей альтернативной энергии. За счет реконструкции старых плотинных ГЭС (их около 3500) энергетический «голод» не погасить. Ремонт гигантских и средних ГЭС, это очень дорогое мероприятие, и прибавки мощности почти не дает, удлиняются только сроки их службы, а скорее всего агония старения. Пока нет новых и дешевых видов альтернативной энергии, существующие ГЭС необходимо содержать в должной и безопасной форме, хотя это требует больших затрат.
Массовая энергетика должна прирастать в основном за счет строительства бесплотинных Малых ГЭС (МГЭС), Микро-ГЭС, ГЭС- «нового поколения» морского базирования и особенно энергетики индивидуального назначения, без плотин, без затопления территорий, без ЛЭП и др. дорогих и вредных надстроек. Ведь наша планета в основном состоит из воды, так надо её использовать как можно рациональней, эффективней и полней. А Ветро Энергетика и гелио-энергетика должны быть подспорьем и дополнением к большой и малой гидроэнергетики нового поколения (или нового направления) всех видов и типов. Прирост энергии должен быть, в основном, за счет внедрения широкой сети автономной (часто её называют локальной энергетики, в т.ч. индивидуальной), малой гидроэнергетики, на новых принципах отбора мощности у потока (особенно малых рек, речек и, искусственно созданных, быстротоков). Это и поможет резко уменьшить использование привозного топлива при любой отдаленности жилья, предприятий и хозяйств.
Бесплотинная ГЭС у поселка, водозабор выше по реке.
«Традиционная гигантская Гидроэнергетика загубила себя и окружающую природу тем, что стала применять только потенциальную – гравитационную энергию воды, а не динамическую, с расчётами присоединённой массы, на что очень большое внимание обращал австрийский изобретатель В.Шаубергер , там показано, что пропеллер в свободном потоке воды ведёт себя совсем иначе чем в воздухе – сжимаемой среде и требует раз в 5…20 менее расхода воды на одну и ту же мощность, чем в плотинных ГЭС, гравитационных, а если применить не пропеллер». (см. « Кое что о в етряках и гидряках…»
С.А Лисняк, гидротехник, изобретатель, д.т.н.
Пример расположения турбины с тихоходными генераторами.
При индивидуальной энергетике, решается и проблемы с ЛЭП. Современные сети передачи энергии – абсолютный бич энергетики, так как требуют затрат на их развитие более чем в 2 раза в сравнении с затратами на строительство самих генерирующих станций! .А оплачивают их возведение и эксплуатацию потребители. Автономные, ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЭС (в т.ч. и ГЭС) для каждого потребителя, абсолютный выход из энергетического кризиса.
Большинство на гидроэлектростанциях (ГЭС), напор создается концентрацией падения потока воды, который зависит от высоты плотин. При использовании дериваций, когда вода в начале используемого участка реки отводится из речного русла водоводом с уклоном, значительно меньшим, чем средний уклон реки за счет спрямления изгибов и поворотов русла. Помимо «сбрасывания» воды на гидротурбины, можно и нужно использовать динамику потока, как можно эффективней. Для этого нужны новые, оригинальные турбины и тихоходные генераторы (и то, и другое уже есть). Отработанная вода либо возвращается в реку, либо подводится к следующей деривационной ГЭС. Недостатком аналогов, является увеличенные строительные конструкции и системы подводных каналов, обязательное сооружение сбросной плотины или другого какого либо сооружения, а так же создание небольшого, но необходимого водохранилища.
Задача предложения заключается в определении основных конструктивных соотношений параметров, обеспечивающих экономическую эффективность строительства и эксплуатации деривационных ГЭС и обеспечивается тем, что бесплотинная ГЭС содержит водозабор в самой реке, но выше по течению, а от него уже тянется питающий напорный водовод до стабилизирующего резервуара, он может быть в виде башни, с гасителем во внутренней полости, или специальных ёмкостей, например ж\д систерны, при этом длина питающего напорного водовода, определяется отношением проектной высоты напора воды в башне (Н), к среднему уклону на используемом участке реки( i-выше течения).
Пропускная способность питающего напорного водовода или всех водоводов. рассчитана из условия пропуска воды на лопатки всех турбин. На прилагаемой фигуре 1 показан вариант общей компоновки бесплотинной ГЭС с башенным резервуаром, где 1 – водозабор в реке, 2 – питающий напорный водовод от водозабора 1 до промежуточного резервуара 3 с гасителем 4 во внутренней полости. (п. ru2381329С2)
Работает устройство следующим образом. Вода, поступающая по питающему напорному водоводу 2 (или нескольким водоводам) от водозабора 1, расположенного выше по реке, в промежуточный резервуар-башню 3 (по варианту 1), выходит из него в устойчивом режиме, благодаря гасителям 4, а по трубчатым водовыпускам 5 попадает на лопасти гидротурбин 6.
Заявленное предложение имеет следующие новые технические результаты: при значительно меньшей стоимости, по сравнению с плотинными ГЭС, обеспечивается стабилизация, с одной стороны, колебания уровней воды в реке, при меньших расходах и, с другой стороны, выравнивание потоков воды, поступающих на лопасти гидротурбины (турбин может быть несколько) из промежуточного резервуара-башни. Отпадает необходимость в строительстве котлованов и плотин, а также шлюзов и рыбопропускников, а главное нет надобности в затоплении территории и неожиданных сбросов, что необходимо, из перечисленного, при возведении плотин. По второму варианту, вместо башни, резервуаром могут служить, например, железно-дорожные цистерны, причем не одна. Вся система водоподачи замкнута и обеспечивает все турбины расположенные вокруг резервуаров.
Подобные ГЭС могут размещаться, где угодно вдоль рек по обеим берегам, или в дали от них, но ближе к потребителю, в ущельях горных потоков или на берегах морей и даже на искусственных островах, лишь бы удобно и не дорого была прокладка напорных водоводов к зданиям ГЭС, чаще всего необходимо напорные водоводы прокладывать непосредственно в русле рек, если они не судоходны. Для подобных ГЭС, разработаны свои импульсные гидротурбины, которые в отличии традиционных гораздо производительней на единицу обьема «рабочей» воды, дешевле и просты в изготовлении, даже в условиях местных мастерских. Деривация может быть и безнапорной, в отводных каналах или в безнапорных трубах, от реки непосредственно на спиральный или кольцевой лоток, над которым и размещена турбина с отбором мощности на генератор. «ГЭС на спиральном потоке» и «ГЭС на кольцевом потоке» (п.RU2395001С2, RU 2396392С1).
Новые технологии строительства Микро и Малой гидроэнергетики снизят стоимость кВта и сроки строительства и окупаемости вдвое, в т.ч. за счет сокращения ЛЭП.
Пример размещения Импульной ГЭС в устье реки Туапсинка, водозабор, размешен выше по реке, в 1,5-2 км., а напорная деривация проложена по руслу реки. Водонапорный резервуар размещении в центре здания ГЭС.
Ниже, показан пример расположения ГЭС, с регулирующим резервуаром (башней) и отдельно стоящей зданием ГЭС, в горном ущелье, а водозабор расположен выше по реке с защитой от селевых потоков. Турбины с генераторами размещены по внутренней окружности здания в количестве до шести.
Такой ручеёк у дома, уже 1-2кВт энергии. Турбина горизонтального вращения с тихоходным генератором.
Например, так может выглядеть Импульсная ГЭС на энергии
водопада в Норвегии.
Вариант турбины на спиральном потоке, прямоточным воздействием на лопатки турбины, безнапорной деривации, если позволяет расход реки.Фиг1. Отработанная вода может быть направлена на следующую станцию в составе каскада. (п.RU 2395001 С2, RU 2396392 С1,)
Напорно-импульсная ГЭС на реке. Водозабор, выше по течению.
Богаче
Даниил Владимирович
Казимиров Николай Юрьевич Тарасенко Вадим Жигуленко Иван Владимирович Таран Дмитрий Григорьевич Соколовский Станислав Олегович Яковенко Александр Леонидович Кутьин Андрей Олегович МТК «Изобретатель» МГУП |
