На ГЭС — гидроэлектростанциях — чтобы получить электричество, используется энергия потоков воды. Для этого могут использоваться водопады, реки и другие проточные водоёмы. В число стран, где построены и функционируют крупнейшие в мире ГЭС, входят Бразилия, США, Канада, Китай и Российская Федерация.
Бразильская Итайпу
Вплоть до 1997 года крупнейшей гидроэлектростанцией мира была бразильская Итайпу. Её начали строить в 1979 году, и по первоначальному плану всё должно было обойтись в 4,5 миллиардов долларов США.
На практике строительство заняло 5 лет, но обошлось в трёхкратно большую сумму, а со всеми доделками и текущим ремонтом и вовсе потянуло на 15,4 миллиарда.
Для того, чтобы построить станцию, пришлось извлечь 65 миллионов кубов земли и скалы, заложить 15 миллионов кубометров земли и 12,7 — бетона.
Сейчас гидроэлектростанция представляет сложное сооружение с 20 генераторами, каждый по 700 МВт мощности, что в совокупности даёт 14 гигаватт и среднегодовую генерацию в 96 миллиардов киловатт-часов.
Чтобы понимать объёмы: самая крупная в России Саяно-Шушенская ГЭС обладает установленной мощностью 7,4 ГВт и генерирует 27 миллиардов кВтч.
Длина бразильской плотины — более 7 км, при ширине 400 м и высоте в 200 м. Для сравнения, Саяно-Шушенская имеет длину в 1070 метров при высоте 246 м.
«Три ущелья» в Китае
Начиная с 1997 года золотой медалист нашего неформального топ-листа сменился — китайцы вырвали у Бразилии пальму первенства. Впрочем, лишь отчасти: если по установленной мощности китайская станция мощнее бразильской, то Итайпу за счёт более регулярного режима речного течения Параны по сравнению с Янцзы выигрывает по среднегодовой генерации.
Так что, пожалуй, можно разделить первую строчку на двоих!
Итак, «Три ущелья». Всего здесь установлено 32 генератора, из них 30 обладают мощностью по 700 мегаватт каждый, а ещё два — по 500. Генераторы приводятся в действие за счёт специальных турбин Френсиса (автором их конструкции стал в 1847 году американский учёный Джеймс Френсис).
Особая форма лопаток турбины и специфическое распределение водного потока в рабочем теле позволяет турбине такого типа выдавать колоссальную мощь и давать энергию с коэффициентом полезного действия около 90-95%; роторы установленных на станции турбин дают 75 оборотов каждую минуту.
Усилие вращения через передаточный вал поступает на ротор электрического генератора колоссальный размеров — крупнейшего в мире (один статор здесь представляет собой кольцо толщиной более 3 м и диаметром 20,4 метра).
Агрегаты станции вводили в действие постепенно, на полную мощность станция вышла 6 июля 2012 года — тогда общая установленная мощность достигла 22,5 миллионов кВт. 10 лет работы дали Китаю более 700 ТВт-часов электрической энергии.
Выше по течению образовалось огромное водохранилище; чтобы создать его и обеспечить необходимый напор, пришлось отселить полтора миллиона человек из прилегающих к плотине районов.
Российское трио
Если говорить о российских станциях, то крупнейшими среди них считаются три — Красноярская, Братская и Саяно-Шушенская.
Саяно-Шушенская ГЭС
Выдаёт 5,4 миллиона киловатт. Географически находится на границе Хакасской Республики и Красноярского края, на Енисее. Одна из наиболее крупных плотин в мире — 246 м высоты при километровой ширине. Занесена в книгу рекордов Гиннеса в качестве наиболее прочного сооружения по классу арочных плотин.
Полтора десятилетия назад авария на Саяно-Шушенской ГЭС едва не стала причиной страшной катастрофы (если бы плотина рухнула, ниже по течению прошла бы смертоносная волна колоссальной высоты и разрушительной силы) и стала причиной кратковременной дискуссии о целесообразности строительства подобных сооружений в принципе.
Напомним: в 2009 на станции в результате техногенной аварии был разрушен второй гидроагрегат, ещё два получили серьёзные разрушения. Также вода унесла жизни 75 рабочих и серьёзно разрушила машинный зал.
Восстановление заняло несколько лет, попутно на объекте была проведена глубокая модернизация, оборудование заменили на современное, а с 2012-го станцию включили в единую энергосистему и стали использовать для регулирования нагрузки.
Красноярская гидроэлектростанция
Также стоит на Енисее, в 40 км от Красноярска, поблизости от Дивногорска. Это колоссальное сооружение, спроектированное Ленгидропроектом, начали строить в 1956-м и сдали в 1972-м, хотя первый блок запустили 3 ноября 1967 года. В комплексе сооружений гидроэлектростанции входит единственный на территории Российской Федерации судоподъёмник.
Установленная мощность объекта — 6 ГВт, а в среднем станция выдаёт от 19 до 21 миллиарда кВт/ч (колебания обусловлены неравномерным притоком воды, из-за которого выработка может меняться в диапазоне до 30% в каждую сторону).
Здесь применяют радиально-осевые гидротехнические агрегаты, каждый мощностью до половины гигаватта; они работают при напоре воды 93 метра, имеют диаметр 8,66 метров каждый и весят по 240 тонн.
После сооружения плотины выше по течению образовалось огромное Красноярское водохранилище, чей полный объём достигает 73 куб. км, а полезный превышает 30,4 куб. км при площади более 2000 км.
Под затопление попали 14 000 построек, десятки тысяч человек пришлось отселить (иной раз с переносом домов на новое место), затопленными оказались 120 тысяч га земель сельхозназначения.
Кроме того, на этапе проектирования были допущены серьёзные ошибки. Например, по расчётам учёных, при постройке станции возникнет незамерзающая полынья 20-километровой длины.
На деле же она достигает 200-220 км («хвост» заметно дальше Красноярска) и оказывает значительное влияние на экологическую обстановку в регионе. С одной стороны, благодаря станции и плотине климатические условия стали более мягкими, а воздух — менее сухим.
Кроме того, в районе Красноярска Енисей в принципе перестал замерзать зимой. С другой стороны, было утрачено огромное количество ценных земель, ушедших под затопление (а в Сибири плодородные земли на вес золота), а число вынужденных переселенцев сопоставимо с количеством беженцев какой-нибудь локальной войны на постсоветском пространстве.
Бурейская гидроэлектростанция
Ещё один суперпроект, расположенный у посёлка Талакан в Приамурье, на речке Бурея. Водохранилище располагается не только в Амурской области, но и в Хабаровском крае. Станция — первая ступенька в так называемом Бурейском каскаде.
Строить станцию начали ещё в 70-х, но затем забросили; эта особенность, в свою очередь, также стала причиной экологического бедствия местного значения. Дело в том, что при подготовке местности к затоплению леса были вырублены, а будущее дно водохранилища зачищено.
За 20 лет там вырос новый молодой лес. Тратить деньги на его повторную вырубку не стали, и после затопления древесина начала гнить на корню. Аналогичная история несколькими десятилетиями раньше произошла на Зейской ГЭС.
Как бы там ни было, установленная мощность станции превышает 2 ГВт, что делает её одной из наиболее крупных в стране. Выше плотины возникло горное водохранилище небольшой площади.
На сегодняшний день на станциях такого типа вырабатывается до 15% всей электрической энергии, однако дальнейшие перспективы не очень радужные.
Прежде всего это связано со специфическим размещением объектов: как правило, они либо расположены в горах, где до ближайших крупных потребителей весьма далековато, либо требуют затопления огромных территорий, что в плотно заселённых равнинных условиях следует расценивать как заметный аргумент против такого строительства.
Кроме того, ГЭС — вторые по объёмам необходимых капиталовложений после атомных, а возможный ущерб в случае аварий может быть сопоставимым или даже превышать ядерную энергетику. Тем не менее, проектные работы и возведение ГЭС в России продолжаются, хотя темпы и несопоставимы с такими же для Китая.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на наш YouTube канал!
Ставьте ПАЛЕЦ ВВЕРХ и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на Дзен канал
Читайте также:
✅Замбия: уникальная страна, где вместе с нищетой есть космическая программа
✅Самый страшный голод в СССР: 4 истории ошибок и страданий
✅ Ученые определили 4 места, где в Солнечной системе можно найти жизнь