Загальні відомості. Гідравлічна електростанція (ГЕС) - комплекс споруд і устаткування, за допомогою яких енергія потоку води перетвориться в електричну енергію

Гідравлічна електростанція (ГЕС) - комплекс споруд і устаткування, за допомогою яких енергія потоку води перетвориться в електричну енергію. ГЕС складається з послідовного кола гідротехнічних споруд, що забезпечують необхідну концентрацію потоку води і створення тиску, та енергетичного устаткування, що перетворює енергію рухомої під натиском води в механічну енергію обертання яка, у свою чергу, перетвориться в електричну енергію.

ГЕС у наш час виробляють, як було зазначено раніше, близько 20% електроенергії в світі, при цьому використовується тільки третина економічно ефективного гідроенергетичного потенціалу. Деякі країни з гірським рельєфом, швидкими ріками (Норвегія, Таджикистан, Киргизстан) в основному забезпечують свої потреби в електроенергії за рахунок ГЕС.

Найбільші ГЕС, що експлуатуються, мають встановлену потужність: «Три ущелини» (Китай) – 18, 2 млн. кВт, Ітайпу (Бразилія – Парагвай) – 12, 6 (14, 0) млн.кВт, Guri (Венесуела) – 10, 3 млн.кВт, Тукуру (Бразилія) – 7, 2 млн.кВт, Гренд Кулі (США) – 6, 5 млн.кВт, Саяно-Шушенська – 6, 4 млн.кВт і Красноярська (Росія) – 6 млн.кВт, Черчилл-Фолс – 5, 4 млн.кВт і Ла Гранд (Канада) – 5, 3 млн.кВт.

Аналізуючи світовий досвід розвитку енергетики, слід зазначити, що практично всі найбільш розвинені країни в першу чергу інтенсивно освоювали свої гідроенергетичні ресурси та досягли високого рівня їх використання. Так, гідроенергетичні ресурси в США використані на 82%, в Японії – на 90%, в Італії, у Франції, у Швейцарії – на 95–98%. В Україні економічно ефективний гідроенергетичний потенціал використаний на 60%, а у Росії – на 20%.

Гідроенергетика України розпочалась зі спорудження найбільшої в Європі Дніпровської ГЕС - 560МВт (1927 р. - початок будівництва, 1932 р. - введена в експлуатацію). До складу споруди входили будівлі ГЕС з дев'ятьма агрегатами. На сьогоднішній день в Україні працює 12 потужних ГЕС, які входять до Об’єднаної енер­­госисте­­ми України, а також є ще близько 150 малих ГЕС на малих річках (Найбільші ГЕС в Україні - Київська, Канівська, Кременчуцька, Дніпродзержинська, Дніпрогес (Запоріжжя) і Каховська.).

Гідроелектричні станції залежно від потужності поділяють на:

- потужні - виробляють від 25МВт до 250МВт і вище;

- середні - до 25МВт;

- малі гідроелектростанції - до 5МВт (в деяких країнах (в тому числі і Україні) малими визнаються гідроелектростанції із потужністю до 10МВт. (примітка: встановлено Законом України " Про електроенергетику")). За прийнятою класифікацією до малих форм гідроенергетики належать піко (до 5кВт), мікро- (від 5 до 100кВт), міні- (від 100 до 1000кВт) гідроелектростанції.

Потужність ГЕС безпосередньо залежить від тиску води, розходу води, а також від ККД використовуваного генератора (більше 90%). Через те, що за природними законами рівень води постійно змінюється, в залежності від сезону, а також ще від інших причин, в якості вираження потужності гідроелектричної станції прийнято брати циклічну потужність. Наприклад, розрізняють річний, місячний, тижневий або добовий цикли роботи гідроелектростанції.

Гідроелектростанції також діляться в залежності від максимального використання напору води:

- високонапірні - понад 60м;

- середньонапірні - від 25м;

- низьконапірні - від 3 до 25м.

За участю у покритті графіку навантаження енергосистеми: (пікові, напівпікові і базисні); за ступенем регулювання стоку річки (з виробленням тільки сезонної енергії, з внутрішньо - річним регулюванням, з багаторічним регулюванням); за схемою створення напору (руслові і дериваційні); за родом джерела енергії (річкові і приливні).

Класифікація гідроелектростанцій по капітальності регулюється ГОСТ і систематично вдосконалюється і змінюється в міру технічного прогресу в енергетичній галузі будівництва.