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.
«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.
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.
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 |