Необычные гидроэлектростанции

Есть несколько видов электростанций, использующих энергию воды. Помимо привычных больших и малых ГЭС, расположенных на реках, существуют, например, установки, работающие от морского прилива.

Самая известная в мире приливная электростанция – ПЭС «Ранс» во Франции. В нашей стране разрабатывались проекты нескольких гигантских ПЭС на северных и восточных морях, однако реальную жизнь обрела только небольшая экспериментальная станция – Кислогубская. Есть также проекты станций, работающих от морских волн. В нашей газете мы рассказывали об идее уникальной электростанции, использующей перепады температур в глубинах океана.

Однако и энергию речной воды можно добывать по‑разному. По крайней мере, в этом до сих пор уверены изобретатели. Вот примеры некоторых необычных разработок отечественных изобретателей.



Речная кумулятивная пьезоэлектростанция

Речная кумулятивная электростанция состоит из двух основных узлов: кумулятивного преобразователя и энергетического узла. В кумулятивный преобразователь входят водоточная труба определенной длины, собственно преобразователь энергии с подвижным кумулятивным элементом и управляемый отсекатель потока в трубе, в качестве которого может быть использована управляемая механически шаровая задвижка.

Энергетический узел содержит блоки динамических пьезопреобразователей, кинематически соединенных между собой и с кумулятивным преобразователем.

Водоточная труба кумулятивного преобразователя устанавливается на опорах по дну реки вдоль ее русла. Энергетический узел монтируется на берегу реки.

Работает такая электростанция следующим образом. По водоточной трубе протекает постоянно и практически беспрепятственно поток речной воды. Особенность тока воды в такой трубе – отсутствие воздушных пазух, полостей и пузырей. Это весьма важно для обеспечения надежной работы кумулятивного преобразователя.

Движение воды в водоточной трубе периодически искусственно останавливают при помощи механической задвижки. После перекрытия задвижки в трубе незначительно на короткое время повышается давление тока воды, которое тут же воспринимается кумулятивным преобразователем и за счет кумулятивного эффекта увеличивается в сотни-тысячи раз.

Повышенное давление воды из кумулятивного преобразователя передается блокам энергетического узла, пьезоэлементы которого и вырабатывают электроэнергию, подаваемую затем в сеть.



Кумулятивная гидроэлектростанция с плотиной вдоль реки

Данный вид электростанции предназначен для отвода низкопотенциальной энергии свободного потока воды в реке даже на самых малых скоростях течения воды (менее 1 м/с) без строительства перегораживающих реку плотин.

Речная кумулятивная гидроэлектростанция состоит из плотинного трубопровода, кумулятивного преобразователя и энергетического узла.

Плотина размещена вдоль реки и оснащена серией водоточных труб, по которым свободно протекает речная вода. Длина труб зависит от расчетной эффективной мощности гидроэлектростанции. Обычно она составляет от 300 до 1500 м.

Кумулятивный преобразователь содержит ряд переходных элементов и совместно с элементами водоточных труб обеспечивает высокопотенциальный пик энергии водного потока в трубах гидроэлектростанции.

Электрический узел состоит из набора стандартных энергетических машин и механизмов.

По водоточным трубам постоянно протекает поток речной воды. Ее движение периодически дискретно затормаживают механическими устройствами, отчего в трубах повышается давление тока воды, которое воспринимается кумулятивным преобразователем. После преобразования энергия потока воды с повышенным давлением реализуется в гидротурбине.



Русловая ГЭС

Этот вид электростанции содержит вертикальные силовые опоры с элементами крепления, электрогенераторы и связанный с ними посредством передачи гидродвигатель. Двигатель выполнен в виде лопастного цилиндрического ротора и придонной перемычки. Передача от гидродвигателя происходит с помощью редукторов. Придонная перемычка имеет вид плиты.

Силовые опоры закреплены в грунте русла реки. Подшипниковые подушки размещены между силовыми опорами с возможностью ограниченного перемещения вниз и свободного вверх. Ротор выполнен плавающим, его лопасти установлены горизонтально или косо, или с шевронным расположением и согнуты так, что образуют в поперечном сечении тупой угол, причем ротор установлен в подшипниковых подушках посредством расположенных внутри него полых полуосей. На этих осях совокупно и шарнирно подвешены редуктор, противовесы и электрогенератор, силовой кабель которого для выхода из ротора к потребителю протянут через отверстие в полой оси.

Конструкция гидроэлектростанции позволяет при любом уровне воды использовать значительную часть кинетической и потенциальной энергии движущейся воды на участке русла реки.

Источник: http://www.eprussia.ru