Войти
Гидроэнергетика с низким напором относится к развитию гидроэнергетики, где напор обычно составляет менее 20 метров, хотя точные определения различаются. Напор - это высота по вертикали, измеренная между уровнем воды на водозаборе и уровнем воды в точке сброса. Использование только небольшого напора в реке или приливных потоках для производства электроэнергии может обеспечить возобновляемый источник энергии, который окажет минимальное воздействие на окружающую среду. Поскольку вырабатываемая мощность (рассчитывается так же, как и для общей гидроэнергетики ) является функцией напора, эти системы обычно классифицируются как малые гидроэлектростанции с установленной мощностью менее 5 МВт.
В большинстве современных гидроэлектростанций используется большой гидравлический напор для приведения в действие турбин для выработки электроэнергии. Гидравлический напор либо возникает естественным образом, например, водопад, либо создается путем строительства плотины в речной долине, создавая водохранилище. Использование контролируемого выпуска воды из резервуара приводит в движение турбины. Затраты и воздействие на окружающую среду строительства плотины могут сделать традиционные гидроэнергетические проекты непопулярными в некоторых странах. С 2010 года появились новые инновационные экологически безопасные технологии, которые стали экономически выгодными.
В гидроэнергетике с низким напором существует несколько стандартных ситуаций:
Русло реки : Малые гидроэлектростанции с низким напором могут вырабатываться из рек, которые часто описываются как русловые или русловые проекты. Подходящие места включают плотины, ручьи, шлюзы, реки и водостоки. Плотины распространены в реках по всей Европе, а также в реках с канализацией или волнами. Для выработки значительной мощности из мест с низким напором с использованием традиционных технологий обычно требуется большой объем воды. Из-за низкой скорости вращения требуются редукторы для эффективного привода генераторов, что может привести к созданию большого и дорогостоящего оборудования и гражданской инфраструктуры.
Приливная сила : в сочетании с лагуной или плотиной приливы можно использовать для создания перепада высоты. Самый большой диапазон приливов и отливов находится в заливе Фанди, между канадскими провинциями Нью-Брансуик и Новая Шотландия, Канада, который может достигать 13,6 м. Первая установка прилива была открыта в 1966 году в ЛеРанс, Франция.
Накачивание морской воды с низким напором: в настоящее время очень низкие уровни TRL, но в ближайшее десятилетие эти технологии могут стать частью энергетической системы.
Динамическая приливная энергия: Другой потенциально многообещающий тип гидроэнергетики с низким напором - это динамическая приливная энергия, новый и неприменимый метод извлечения энергии из приливных движений. Несмотря на то, что требуется плотиноподобная структура, никакая территория не огорожена, и поэтому большинство преимуществ «бесплотинной гидроэнергетики» сохраняется, обеспечивая при этом огромное количество выработки электроэнергии.
Гидравлическую систему с низким напором не следует путать с технологиями «свободного потока» или «потока», которые работают исключительно с кинетической энергией и скоростью воды.
Турбины, подходящие для использования в приложениях с очень низким напором, отличаются от турбин Фрэнсиса, пропеллера, Каплана или Пелтона, используемых в более обычных крупных гидроэлектростанциях. Различные типы низконапорных турбин:
Был поднят ряд опасений по поводу воздействия на окружающую среду речных и приливных устройств. Среди наиболее важных из них:
Плотины и набережные исторически использовались для управления водными ресурсами и для транспортировки вверх по течению реки. Плотины и гребни могут иметь негативное влияние на батиметрию реки и препятствовать миграции рыб вверх по течению, что повлияет на местную экологию и уровень воды. Путем установки гидроэнергетических турбин с низким напором на исторические сооружения можно увеличить перенос наносов вместе с новыми путями миграции рыбы либо через саму турбину, либо путем установки рыбных трапов.
Там, где не очищаются большие участки, «растительность, подавленная подъемом воды, разлагается с образованием метана - парникового газа гораздо хуже, чем углекислый газ», особенно в тропиках. Низконапорные плотины и плотины не выделяют вредный метан. Волны, а также плотины препятствуют переносу ила (наносов) вниз по течению для удобрения полей и перемещения наносов в океаны.
Низконапорные гидроэлектростанции обычно устанавливаются рядом с местами, где необходима энергия, что исключает необходимость в крупных линиях электропередачи.
Большая часть государственного регулирования связана с использованием водных путей. Большинство систем водяных турбин с низким напором представляют собой меньшие инженерные проекты, чем традиционные водяные турбины. Тем не менее, перед внедрением этих систем необходимо получить разрешение от государственных и федеральных правительственных учреждений [1]. Некоторые из ограничений, с которыми сталкиваются эти системы на более крупных водных путях, - это обеспечение того, чтобы водные пути по-прежнему могли использоваться для лодок, и обеспечение того, чтобы не нарушались маршруты миграции рыбы.
Субсидии правительства США для реализации малых гидроэнергетических объектов легче всего получить через федеральные гранты, а именно гранты на зеленую энергию [2]. Конкретным примером является налоговая скидка на производство возобновляемой электроэнергии. Это федеральный налоговый кредит, направленный на продвижение возобновляемых источников энергии. Для этого гидроисточник должен иметь минимальную мощность 150 кВт. Эта субсидия предоставляется на первые десять лет производства. Организации получают 0,011 доллара США за кВтч. [3]. Для гидроэнергетических проектов срок действия этой субсидии истек 31 декабря 2017 г. [4].
Поскольку они являются устойчивыми источниками энергии, не наносят вреда источникам воды, которые они используют, и визуально не вызывают раздражения, они хорошо известны в общественной сфере [5]. Тем не менее, об этих системах мало известно общественности и промышленности, поскольку они все еще проходят испытания, чтобы «ответить на вопросы реального мира». Таким образом, сторонники и производители этих систем пытались сделать их достоянием общественности [6]
Лам, Тина
Фэрли, Питер
