Значительно более высоким КПД обладают гидроэлектростанции (ГЭС) ввиду отсутствия на них термодинамического цикла (преобразо­вания тепловой энергии в механическую). На ГЭС используется энер­гия рек . Путем сооружения плотины создается разность уровней воды. Вода, перетекая с верхнего уровня на нижний либо по специ­альным трубам – турбинным трубопроводам, либо по выполненным в теле плотины каналам, приобретает большую скорость. Струя воды поступает далее на лопасти гидротурбины. Ротор гидротурбины при­водится во вращение под воздействием центробежной силы струи воды. Таким образом, на ГЭС осуществляется преобразование:

Поэтому теоретически их КПД может достигать 90%. Кроме того, ГЭС являются маневренными станциями, время пуска их агрегатов ис­числяется минутами. Гидроэнергетика представляет отрасль науки и техники по использова­нию энергии движущийся воды (как правило, рек) для производства электрической, а иногда и механической энергии. Это наиболее развитая область энергетики на возобновляемых ресурсах. Важно отметить, что в конечном итоге возобновляемость гидроэнергетических ресурсов также обеспечивается энергией Солнца. Действительно, реки представляют собой поток воды, движущийся под действием силы тяжести с более высоких на поверхности Земли мест в более низкие, и, в конце концов, впадают в Мировой океан. Под действием солнечного излучения вода испаряется с поверхности Миро­вого океана, пар ее поднимается в верхние слоя атмосферы, конденсируется в облака, выпадает в виде дождя, пополняя истощаемые водные запасы рек. Таким образом, используемая энергия рек является преобразованной меха­нической энергией Солнца . Часто бывает, что в силу тех или иных изменений атмосферных условий этот кругооборот нарушается, реки мелеют или даже полностью высыхают. Другим крайним случаем является нарушение этого кругооборота, приво­дящее к наводнениям. Для исключения этих обстоятельств на реках перед гидроэлектростанциями строят плотины, формируются водохранилища, с помощью которых регулируется постоянный напор и расход воды. В странах, расположен­ных на берегах морей и океанов, возможно строительство приливных ГЭС, которые используют энергию приливов, возникающих за счет сил гравитационного взаимодействия Земли, Луны и Солнца. Опыт строительства и эксплуатации приливных ГЭС имеется, например, во Франции (1985 г.) и в бывшем СССР на Баренцовом море. В XX в. строились также ГЭС небольшой мощности, где в качестве преобразо­вателя кинетической энергии воды в механическую энер­гию для вращения электрогенератора использовались водя­ные турбины. Энергия, заключенная в текущей воде, многие тысячелетия вер­но служит человеку. Огромным аккумулятором энергии является мировой океан, по­глощающий большую ее часть, поступающую от Солнца. В нем плещут волны, происходят приливы и отливы, возникают могучие океанские тече­ния. На земле рождаются многочисленные реки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. И люди раньше всего научились использовать энер­гию рек в качестве путей сообщения. Когда наступил золотой век электричества, произошло возрождение во­дяного колеса в виде водяной турбины. Считают, что современная гидро­энергетика родилась в 1891 г.

В нашей стране гидроэлектростанции начали строить в 30-х годах про­шлого века. Первенцем была Чигиринская ГРЭС на реке Друть в Могилевской области. В довоенные годы был построен ряд небольших гидроэлек­тростанций на малых реках. Большинство из них в годы войны были разру­шены, а в первые послевоенные годы восстановлены и построены новые. К концу 1956 г. в нашей республики насчитывалось 162 ГЭС общей установ­ленной мощностью 11854 кВт. Однако, начиная с 60-х годов, они начали за­крываться, не выдержав конкуренции с большой энергетикой. В последние годы во многих странах мира, особенно в Японии, Англии, странах Скандинавии, возрастающий интерес проявляется к получению энергии от морских волн, в результате чего эксперименты переросли в стадию реализации проектов. Создано большое количество различных центров, поглощающих и преобразовывающих волновую энергию. В результате воздействия сил притяжения Луны и Солнца происходят периодические колебания уровня моря и атмосферного давления, что при­водит к образованию приливных волн, которые и используются для выра­ботки электроэнергии на приливных электростанциях (ПЭС). Из современных приливных электростанций наиболее хорошо известны крупномасштабная электростанция Ране мощностью 240 МВт (Бретань, Франция), построенная в 1967 году на приливах высотой до 13 м, и небольшая, но принципиально важная опытная станция мощностью 400 кВт в Ки­слой Губе на побережье Баренцева моря (Россия) . Блоки этой ПЭС буксиро­вались на плаву в нужные места для включения ее в местные энергосети в часы максимальной нагрузки электроэнергии потребителями. Неожиданной возможностью океанской энергетики оказалось выращи­вание с плотов в океане быстрорастущих гигантских водорослей, легко перерабатываемых в метан для энергетической замены при­родного газа. Большое распространению получает использование биомассы для получения электроэнергии. Большое внимание приобрела «океанотермическая энер­гоконверсия» (ОТЭК), то есть получение электроэнергии за счет разности температур между поверхностными и засасываемыми насосами глубинными океанскими водами, например, при использовании в замкнутом цикле турбины таких легко испаряющихся жидкостей, как пропан, фреон или аммоний.

Большие запасы энергии содержаться в местах впадения пресноводных рек в моря и соленые водоемы. При наличии перепадов солености возникает осмотическое давление, которое может быть использовано для производства энергии, например, с помощью мембранных установок и другими способами. Остается заманчивой идея использования потока теплой воды Гольфстрима, несущего ее вблизи берегов Флориды со ско­ростью 5 миль в час. Наконец, не следует забывать, что химическая формула воды НОН (Н 2 О) содержит газ водород, который после извлечения из воды может использо­ваться в качестве горючего для самолетов, автомобилей, автобусов, как ис­пользуется в настоящее время для этих целей сжиженный газ, газ метан. И опыт использования водорода в качестве топлива уже есть. На базе кузова и шасси автобуса MERSEDES-BENZ создан электробус на топливных элемен­тах, получивший название NEBUS. В качестве топлива для него использует­ся водород, который размещается в баллонах, установленных на крыше ав­тобуса. NEBUS тяжелее базового автобуса на 3500 кг. При этом масса бал­лонов с водородом составляет 1900 кг. Силовая установка машины разрабо­тана канадской компанией Ballard. По габаритам она примерно соответству­ет дизелю, применяемому на автобусе этого типа. Мощность батареи топ­ливных элементов – 250 кВт, пробег – 200 км. Для приведения в движение автобуса, рассчитанного на 42 места, применяются асинхронные двигатели мощностью 75 кВт. Количество вредных выхлопных газов, уровень шума у него меньше, чем у автобусов аналогичного класса 1. Гидроэнергетика базируется на использовании возобно­вляемых гидроэнергетических ресурсов, представляющих собой преобразованную энергию Солнца. Напри­мер, в Норвегии более 90 % электроэнергии вырабатывает­ся на ГЭС. Стоимость 1 кВт-ч этой энергии обычно не более 0,04 доллара США, и она легко регулируется по мощности. Наряду с преимуществами у ГЭС имеются и недостатки, которые в ряде случаев ограничивают возможности их строительства и использования. Прежде всего это экологи­ческий ущерб, связанный с заполнением водой больших площадей при создании водохранилищ. В процессе эксплу­атации станций происходит заиливание водохранилищ и плотин, изменяется климат, нарушаются условия для мигра­ции рыб и др. Для ГЭС также характерны большие капи­тальные затраты на строительство .

Наша республика – преимущественно равнинная страна. В Государственной программе отмечается, что потен­циальная мощность всех водотоков Беларуси равна 850 МВт. Технически возможно использовать около 520 МВт, эконо­мически целесообразно – 250 МВт. В качестве основ­ных направлений гидроэнергетики в Беларуси определены реконструкция и восстановление существующих ГЭС и со­оружение новых различной мощности. Гидроэлектростанции подразделяются: в конструктивном отношении по схеме и составу основных гидротехнических сооруже­ний на приплотинные и деривационные, сооружаемые на крупных, сред­них и малых реках; в народнохозяйственном отношении на крупные, средние и малые; по величине напора на низконапорные, средненапорные и высо­конапорные. Различают также гидроэлектростанции по характеру регулирования речного стока их водохрани­лищами: с длительным (многолетним, годовым и сезонным), краткосроч­ным (суточным или недельным) регулированием и совсем без регулирования. В приплотинных ГЭС водосток регулируется посредством пло­тин. В деривационных ГЭС большая или существенная часть напора создается посредством безнапорных или напорных деривационных водоводов. В качестве безнапорного деривационного водовода могут быть использованы каналы, лотки, безнапорные туннели или сочетание этих типов водоводов. С самого начала (примерно с 80-х годов прошлого столетия) для произ­водства электроэнергии в гидроэнергетике использовались в основном гид­равлические турбины. Энергетическая программа Республики Беларусь до 2010 г. в качестве основных направ­лений развития малой гидроэнергетики в стране предусматривает:

– восстановление ранее действовавших малых гидроэлектростанций на существующих водохранилищах путем капитального ремонта и частичной замены оборудования;

– строительство новых малых ГЭС на водохранилищах неэнергетического назначения без затопления;

– создание малых ГЭС на промышленных водосбросах;

– сооружение бесплотинных (русловых) ГЭС на реках со значительными расходами воды.

Общую мощность малых ГЭС в республике предполагается довести к 2010 г. до 100 МВт. Бассейны рек Западная Двина и Неман, протекающих по территории Беларуси, относятся к зонам высокого гидроэнергетического потенциала, и использование его еще в 40-х годах XX в. намечалось путем строительства многоступенчатых каскадов ГЭС. Гидроресурсы Беларуси оцениваются в 850-1000 МВт.

1 М 3 воды обладает потенциальной энергией На высоте 124 м – 1000*9,8*124= Дж (Красноярская ГЭС – Россия)

Крупнейшие гидроэлектростанции России Наименова ние Мощ- ность, ГВт Среднегодовая выработка, млрд кВт·ч Геогра- фия Саяно- Шушенская 6,4023,50р. Енисей (г. Саяногорск) Красноярская 6,0020,40р. Енисей (г. Дивногорск) Братская 4,5022,60р. Ангара (г. Братск) Усть-Илимская 4,3221,70р. Ангара (г. Усть-Илимск)

Ветряная электростанция несколько ветрогенераторов, собранных в одном, или нескольких местах. Крупные ветряные электростанции могут состоять из 100 и более ветрогенераторов. Иногда ветряные электростанции называют ветряными фермами (от англ. Wind farm). ветрогенераторов.

Прили́вная электроста́нция (ПЭС) особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 13 метров. Крупнейшая в мире приливная электростанция Ля Ранс, Франция

Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующая электростанция

В России c 1968 года действует экспери- ментальная ПЭС в Кислой губе на побе- режье Баренцева мо- ря мощностью 0,4 МВт. ПЭС в Мезенской губе (мощность МВт) на Белом море. Высота её плотины 6м длина 93 м.9 Макет приливной электростанции

Гидроэнергия -- это энергия, сосредоточенная в потоках водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. Для повышения разности уровней воды, особенно в нижних течениях рек, сооружаются плотины. Первый широко используемый для технологических целей вид энергии. До середины XIX века для этого применялись водяные колёса, преобразующие энергию движущейся воды в механическую энергию вращающегося вала. Позднее появились более быстроходные и эффективные гидротурбины. До конца XIX века энергия вращающегося вала использовалась непосредственно, например для размола зерна на водяных мельницах или для приведения в действие кузнечных мехов и молота. Сейчас практически вся механическая энергия, создаваемая гидротурбинами, преобразуется в электроэнергию.

Преобразование потенциальной энергии воды, накопленной в водоемах в механическую энергию вращения с целью приведения в действие мельниц и других механизмов применяется со времен Римской империи. Преобразование гидроэнергии в электрическую энергию стало возможным в конце XIX в. благодаря открытиям физики и техническому прогрессу. Крупные гидроэлектростанции начали появляться на рубеже XIX и XX вв.

Гидроэнергетические ресурсы на Земле оцениваются величиной в 32900 ТВтч в год, из них около 25% по техническим и экономическим условиям оказываются пригодными для использования. В таблице 1 содержатся данные о гидроэнергоресурсах в различных странах.

Гидроэнергетический потенциал рек бывшего СССР велик - 4000 ТВтч (450 млн. кВт среднегодовой мощности), или 12% от потенциала рек земного шара.

гидроэнергетика авария физический

Таблица 1

Физические принципы процесса преобразования энергии падающей воды в электроэнергию довольно просты, однако техническое их воплощение достаточно трудоемко. Вода под напором, создаваемым плотиной, направляется в водовод, который заканчивается турбиной. Турбина вращает вал, к которому присоединен ротор генератора. Выработка электроэнергии зависит от потенциальной энергии воды, запасенной в водоеме, и КПД ее преобразования в электроэнергию. Мощность ГЭС зависит как от количества воды, так и от перепада между водной поверхностью водохранилища и уровнем установки гидроагрегатов; этот перепад называется напором. Вода поступающая на турбину под высоким напором, имеет большую потенциальную энергию, чем при малом напоре, поэтому на высоконапорной ГЭС требуется меньший расход воды для получения одинаковой мощности. Чем выше напор, тем меньше необходимые габариты турбины, что удешевляет стоимость всего сооружения. В СНГ насчитывается около 775 тыс. рек общей протяженностью более 5 млн. километров. Общий объем среднемноголетнего речного стока составляет 4720 км3. К числу крупнейших рек относят Енисей - среднемноголетний сток 623 км3, Лена - 508; Обь - 397, Амур -373, Волга - 251, Печора - 131, Нева - 78, Амударья - 72, Днепр -52, Сырдарья - 36 км3. Распределение гидроэнергетических ресурсов по территории страны и данные об их использовании по состоянию, на конец 1980 г. приводятся в таблице 2.

Таблица 2

Другой путь использования водной энергии - приливные гидроэлектростанции (ПЭС). В некоторых районах мирового океана наблюдаётся очень большая амплитуда приливной волны и разность между верхней и нижней отметками прилива достигает 10 м. Если открыть шлюз в дамбе в то время, когда приливная волна набирает высоту, дать возможность заполниться водохранилищу и затем в высшей точке прилива шлюз закрыть, то накопленную воду можно во время отлива пропустить через турбины и таким образом выработать электроэнергию. Более эффективно, если турбины сделать реверсивными, в этом случае они будут работать как при заполнении водохранилища, так и при его опорожнении. Однако выработка электроэнергии на ПЭС возможна лишь в определенные промежутки времени суток, что затрудняет, использование приливной энергии в крупных энергосистемах. Значение суммарного энергетического потенциала, по оценкам специалистов, составляет 13000 МВт. Во Франции построены две ПЭС: одна мощностью 9 МВт, другая мощностью 240 МВт. В РФ эксплуатируется опытная ПЭС; на Кольском полуострове мощностью 7 МВт.

Свойства воды всегда были окутаны тайной. Человек не может жить без воды, в воде заключена энергия жизни.

Эта энергия была известна людям с древнейших времен и с того же времени использовалась ее целительная сила. Среди сказок, мифов и легенд каждого народа обязательно найдутся такие, в которых рассказывается о ее целительных и омолаживающих свойствах, и даже свойствах – побеждающих смерть, воскрешающих и дающих бессмертие.

Вода используется в различных культовых, духовных и религиозных церемониях, обрядах и ритуалах.

То, что вода прекрасное очищающее средство – также известно с незапамятных времен, так как это ее природное свойство.

Воду мы находим повсюду: это и реки с озерами, и моря с океанами, и снег, который покрывает высочайшие вершины гор, и дождь, орошающий нашу Землю из облаков, и даже наши тела, которые на 80% состоят из той же воды. И это объединяет нас со всей природой.

Человек – не может жить без воды, человек получает удовольствие от воды, потому что вода – создана природой с уже заложенными свойствами для очищения, обновления и возрождения. И эта ее способность – лечить, очищать и омолаживать – используется не только человеком, но и представителями всей многочисленной флоры и фауны Земли.

И конечно же, для человека – вода является лучшим естественным лекарем , прекрасным способом вернуть свое здоровье и жизненную силу .

Самый простой и замечательный способ – это купания: в море, озере, речке. Взаимодействие всего нашего тела с водной стихией снимает стресс, очищает, закаляет. Но важно не превратить доброго друга во врага. Купаться лучше всего в достаточно теплой воде – от 20 до 27 градусов тепла. Перед тем, как войти в воду – дать своему телу немного подышать воздухом – разденьтесь и подставьте свое тело солнышку и свежему воздуху. Не бросайтесь в воду если вы вспотели – дайте своему телу немного остыть. И не нужно купаться на полный желудок. Длительность одного купания, в зависимости от вашего самочувствия – от 3 до 20 минут.

Особенную пользу приносят морские купания, которые оказывают оздоровительное действие практически на всех, особенно на страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, заболеваниями дыхательных путей и многих других. Единственное ограничение – это все болезни, находящиеся в стадии обострения, значительное повышение кровяного давления, а также детский возраст до двух лет.

Во время купания – помогите своему организму получить от воды как можно больше энергии. Причем, абсолютно все равно, где вы принимаете водные процедуры – в море или реке, а может быть в бассейне или у себя в ванне.

Как же наполнить себя энергией воды?

Вода не должна быть сильно холодной или горячей. Пусть она будет прохладной или слегка теплой.

Как всегда, когда мы хотим получить энергию, обращаемся за помощью к дыханию .

Начинаем делать полное дыхание, дышим ритмично. Во время вдоха представляем себе, как вода посылает нам энергию, которая впитывается нашими порами, а при выдохе – эта энергия распространяется по всему телу до самых кончиков пальцев на наших руках и ногах. Энергия воды становится энергией нашего тела.

В силу природных условий, мы не можем круглогодично купаться в открытых водоемах, но мы можем принимать водные процедуры, оздоравливающие наше тело, даже не выходя из своего дома.

Есть в водолечении закон, являющийся одним из основных, который гласит: чем сильнее раздражение, тем сильнее прилив крови к месту раздражения.

Вода может быть мощнейшим раздражающим фактором при условии – если она горячая, или наоборот – холодная, или если горячую и холодную воду чередовать. А раз такая вода раздражающе действует на нашу кожу и наше тело, значит, она вызывает прилив крови к местам раздражения и этим стимулирует циркуляцию крови. А усиление циркуляции крови усиливает очистительные процессы в нашем организме, а следовательно усиливаются и процессы обновления тканей и жидкостей. Кроме того, это прекрасная тренировка для эластичности наших сосудов.

Еще Авиценна писал о пользе такого воздействия воды:

«купание в холодной воде сразу же осаживает прирожденную теплоту вовнутрь тела, затем она заново приливает к поверхности тела, усиленная в несколько раз» .

Основные средства водолечения - это ванна, душ, компрессы и обертывания.

Начинать контрастные водные процедуры нужно с комфортной температуры: для холодной воды – 16 -18 градусов, а для горячей – 39-40 градусов. Но наилучший эффект от такой процедуры получиться, если температура холодной воды будет 11-15 градусов, а горячей 41-43.

Если вы никогда не принимали контрастных ванн – нужно начинать с ванн для ног и рук, постепенно переходить к контрастному душу, и только после этого, возможно делать полные контрастные ванны (в домашних условиях это практически не возможно, так как для этого нужны 2 ванны – одна с холодной, а другая с горячей водой).

Благодаря такому чередованию температур, очищению клеток кожи, усилится кожное дыхание, сосуды, подвергнутые такой «гимнастике», вернут свою эластичность, в организме начнется мощная перестройка. Все это усилит циркуляцию крови, обогащая ее кислородом, который разнесет с кровью к каждой клетке, наполняя их жизненной силой. Одновременно происходит своеобразный внутренний массаж сосудов, а значит, их очищение.

Это фонтан на набережной города Геленджика. Посмотрите, сколько энергии несет вода!

Если вам была интересна информация или вы хотите высказать свое мнение - оставьте комментарий и поделитесь с друзьями. Буду благодарна за твит.