Преимущества и недостатки гидроэлектростанций | Энергия
Преимущества гидроэлектростанций
- Работа ГЭС не сопровождается выделением угарного газа и углекислоты, окислов азота и серы, пылевых загрязнителей и других вредных отходов, не загрязняет почву. Некоторое количество тепла, образующегося из-за трения движущихся частей турбины, передается протекающей воде, но это количество редко бывает большим.
- Вода — возобновляемый источник энергии. По крайней мере до тех пор, пока ручьи и реки не пересохнут. Гидрологический цикл (круговорот воды в природе) пополняет источники потенциальной энергии за счет дождей, снегопадов и водостока.
- Производительность ГЭС легко контролировать, изменяя скорость водяного потока (объем воды, подводимый к турбинам).
- Водохранилища, сооружаемые для гидростанций, можно использовать в качестве зон отдыха, порой вокруг них складывается поистине захватывающий пейзаж.
- Вода в искусственных водохранилищах, как правило, чистая, так как примеси осаждаются на дне.

Эту воду можно использовать для питья, мытья, купания и ирригации.
Недостатки гидроэлектростанций
- Большие водохранилища затопляют значительные участки земли, которые могли бы использоваться с другими целями. Целые города становились жертвами водохранилищ, что вызывало массовые переселения, недовольство и экономические трудности.
- Разрушение или авария плотины большой ГЭС практически неминуемо вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки.
- Сооружение ГЭС неэффективно в равнинных районах.
- Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии. ГЭС.
- Уровень воды в искусственных водохранилищах постоянно и резко меняется. На их берегах строить загородные дома не стоит!
- Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода, поскольку нормальное течение реки практически останавливается. Это может привести к гибели рыбы в искусственном водохранилище и поставить под угрозу растительную жизнь в самом водохранилище и вокруг него.

- Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы. С этой проблемой можно бороться, сооружая рыбоходы и рыбоподъемники в плотине или перемещая рыбу в места нереста с помощью ловушек и сетей. Однако это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации ГЭС.
С учетом всех проблем использования природного топлива и ядерной энергии для производства электричества почему бы не сооружать больше гидроэлектростанций? В мире огромное количество рек. Разве не стоит строить как можно больше гидростанций?
Ответ
Большинство мест для строительства гидроэлектростанций уже используются. Количество плотин и водохранилищ, которые можно построить на реке, ограниченно. Энергия, отбираемая электростанцией у реки, уже не может использоваться ниже по течению. Если на реке построить слишком много электростанций, неминуемы экономические конфликты, связанные с распределением энергии.
Гидроэнергетика: плюсы и минусы – «Поли-слов»
Главная » Энергетика
Энергетика
Автор Андрей Королев На чтение 5 мин
Содержание
Гидроэлектроэнергия является результатом преобразования движущей силы воды в энергию.
Поэтому, чтобы точно понять, что такое гидроэлектроэнергия, надо ответить на вопрос: как вода превращается в энергию?
Вода преобразуется в энергию за счет механической силы, собираемой на крупных предприятиях, называемых гидроэлектростанциями.
Хотя существуют разные виды гидроэлектростанций, принцип везде один и тот же: На гидроэлектростанции движущаяся масса воды приводит в движение вращающиеся машины, называемые турбинами. Затем эти турбины вращаются все быстрее и быстрее. Они подключены к генераторам переменного тока, отвечающим за преобразование всей механической энергии в электричество. Затем электричество вводится в сеть для транспортировки потребителям. Это и называется гидроэнергетика.
Как работает гидроэлектростанция?
3 компонента станции
Схема работы ГЭСГидроэлектростанция представляет собой своего рода завод, который содержит установку, использующую силу воды для выработки электроэнергии. Он состоит из 3 основных частей: плотины, электростанции и трансформатора.
- Плотина: неотъемлемая часть электростанции, она позволяет удерживать поток воды и управлять им, чтобы затем преобразовывать его в электричество.
- Электростанция: расположена под плотиной, внизу, она содержит турбину, которая будет активирована при контакте с силой воды. Затем эта турбина будет управлять генератором. Последний производит переменный ток, подаваемый на трансформатор.
- Трансформатор: именно он, в конце концов, вырабатывает электричество благодаря силе воды. Затем электричество будет транспортироваться по линиям высокого напряжения.
Преимущества гидроэнергетики
Гидроэнергетика имеет много преимуществ:
- Чистая и возобновляемая энергия: самым большим преимуществом гидроэнергетики является ее чистая и возобновляемая природа.
- Способность к энергетической независимости: использование силы воды увеличивает способность самоудовлетворения стран-производителей. Действительно, страны, имеющие много гидроэлектростанций, обеспечивают энергетическую независимость.

- Эффективная отдача: электростанции способны производить большое количество энергии, поскольку они размещаются в правильных географических районах с рельефом и значительными водопадами.
- Срок службы гидроэлектростанций: особенно велик.
- Низкий уровень выбросов парниковых газов: при работе гидроэлектростанций выбрасывается очень мало парниковых газов. Единственный источник выбросов углерода связан с использованием цемента.
- Мощность и гибкость гидроэлектростанций для хранения воды: они позволяют регулировать распределение энергии в электрических сетях для поддержания баланса спроса и предложения.
Массовое использование не проходит без последствий для окружающей среды.
- Разрушение экосистем: основным недостатком гидроэнергетики является ее воздействие на экосистемы, окружающие электростанции. Действительно, построенные человеком плотины задерживают не только воду, но и виды животных. Они затем выбрасываются в отводы и нарушают окружающие экосистемы.

- Исчезновение сельскохозяйственных угодий: в рамках проекта по установке гидроэлектростанций население должно быть перемещено, и многие сельскохозяйственные угодья обречены на исчезновение.
- Ограничения и стоимость установки: спецификации, которые должны быть соблюдены в случае установки гидроэлектростанции, очень ограничены. Проект должен быть, в частности, обеспечен устойчивостью к стихийным бедствиям (землетрясениям, наводнениям).
Как работает ГЭС — интересное видео
Андрей Королев
Постоянный автор научно-популярного журнала «Техник». Сотрудник НИИ Точных Приборов. Технический эксперт.
Задать вопрос
Вода в ГЭС попадает в турбину напрямую?
Перед тем, как попасть на турбину ГЭС, вода закручивается с помощью огромной стальной улитки – спиральной камеры.
Оцените автора
Плюсы и минусы гидроэнергетики
Возобновляемая энергия | Гидроэнергетика | Плюсы и минусы гидроэнергетики
Последнее обновление 28.04.2022
Гидроэнергетика – это любая полезная энергия, вырабатываемая из воды, будь то турбины, плотины или любой другой источник. Как и любой источник энергии, возобновляемый или невозобновляемый, гидроэнергетика имеет как плюсы, так и минусы, связанные с ее использованием. Мы рассмотрим некоторые из основных преимуществ и недостатков гидроэнергетических технологий.
Основные плюсы и минусы гидроэнергетики
Гидроэнергетика уже много лет является наиболее широко используемым возобновляемым источником электроэнергии, и, как и любой другой вид энергии, она имеет ряд преимуществ и недостатков. Вот несколько основных, о которых следует помнить:
Плюсы и минусы гидроэнергетики
| Минусы гидроэнергетики | |
|---|---|
| Возобновляемый источник энергии | Некоторое негативное воздействие на окружающую среду |
| Хорошо сочетается с другими возобновляемыми источниками энергии | Дорогой аванс |
| Может удовлетворить пиковый спрос на электроэнергию | Отсутствие доступных резервуаров |
| Недорого в долгосрочной перспективе | Объекты зависят от местной гидрологии |
| Отечественного производства | |
| Может использоваться для орошения |
С другой стороны, гидроэнергетика является чистым и возобновляемым источником энергии, который хорошо сочетается с другими технологиями возобновляемой энергии, а в некоторых случаях может использоваться для удовлетворения пикового спроса на электроэнергию.
Ниже мы более подробно рассмотрим эти плюсы и минусы.
Преимущества гидроэнергетики
1. Гидроэнергетика в долгосрочной перспективе недорога
Несмотря на высокие первоначальные затраты, связанные с гидроэнергетикой, со временем она стала одной из самых недорогих форм возобновляемой энергии. После того, как необходимая инфраструктура построена, для обслуживания требуется меньше обслуживания, чем для других форм энергии, и вносятся улучшения для повышения эффективности работы гидроэнергетики.
2. Гидроэнергетика производится внутри страны
В отличие от ископаемого топлива и большинства доступных солнечных батарей, гидроэнергетика полностью производится в Соединенных Штатах. Это важно из-за связанного с этим роста рабочих мест, и нет необходимости полагаться на импорт товаров из других стран.
3. Гидроэнергия может использоваться для орошения
Помимо выработки энергии, гидроэнергетические сооружения также имеют важное преимущество, заключающееся в том, что они могут служить источником для орошения сельскохозяйственных культур в близлежащих районах. Водохранилища гидроэлектростанций могут использоваться в качестве чистого и надежного источника пресной воды, особенно в районах, где мало дождей и часты засухи.
4. Гидроэнергетика экологически чистая и возобновляемая
В отличие от традиционных источников энергии из ископаемого топлива, использование воды для производства электроэнергии не приводит к выбросу вредных загрязняющих веществ в воздух или воду. Хотя при строительстве крупных гидроэлектростанций, таких как плотины и водохранилища, возникают некоторые экологические проблемы, после ввода в эксплуатацию сами гидроэлектростанции не требуют сжигания ископаемого топлива.
Кроме того, гидроэлектростанции не расходуют воду во время работы, что делает гидроэнергетику полностью возобновляемым источником электроэнергии.
Поскольку круговорот воды происходит естественным образом, гидроэнергетика всегда будет жизнеспособным способом производства электроэнергии. Ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, должны сжигаться для выработки электроэнергии и восполняться очень медленно, и поэтому они не являются долгосрочным энергетическим решением.
5. Гидроэнергетика хорошо сочетается с другими возобновляемыми источниками энергии
Большинство гидроэлектростанций представляют собой аккумулирующие или гидроаккумулирующие сооружения, которые хранят большое количество воды в резервуарах и почти всегда имеют запасы воды, из которых можно брать энергию для выработки электроэнергии. Зависимость гидроэнергетики от воды, хранящейся в водохранилищах, означает, что она, как правило, является надежным источником энергии в том смысле, что гидроэлектростанции могут быть стабильным источником поддерживающей энергии для более прерывистых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия.
Энергия ветра и солнечная энергия зависят от естественного наличия ветра и солнечного света; точно так же, как система накопления энергии, во время слабого ветра или ночью, когда солнце не светит, гидроэнергетика обеспечивает электричество, когда солнце и ветер не могут, что делает их более экономичными и практичными источниками электроэнергии.
6. Некоторые конструкции гидроэлектростанций удовлетворяют пиковый спрос
Часто упоминаемым недостатком многих возобновляемых источников энергии (включая ветер и солнце) является то, что они являются недиспетчерскими источниками энергии . Это означает, что их нельзя использовать для выработки электроэнергии круглосуточно и без выходных; вместо этого возобновляемые источники, такие как ветер и солнце, полагаются на ветер, который дует, или солнце, которое светит соответственно. Однако как аккумулирующие гидроэлектростанции, так и гидроаккумулирующие гидроэлектростанции могут вырабатывать электроэнергию по запросу (за счет сброса запрудной воды через турбины), что делает многие гидроэлектростанции диспетчерские ресурсы .
Это позволяет гидроэлектростанциям заменить традиционные методы диспетчерского производства, такие как пиковые электростанции на угле и газе.
Недостатки гидроэнергетики
1. Гидроэлектростанции могут неблагоприятно воздействовать на окружающую среду
Хотя гидроэнергетика является возобновляемым источником энергии, строительство гидроэлектростанций сопряжено с некоторыми важными воздействиями на окружающую среду, о которых следует помнить. Самое главное, аккумулирующие гидроэлектростанции или гидроаккумулирующие гидроэлектростанции прерывают естественный сток речной системы. Это приводит к нарушению путей миграции животных, проблемам с качеством воды и перемещению людей или диких животных.
Эти негативные воздействия гидроэнергетики на окружающую среду обычно ниже при использовании русловых, волновых или приливных установок, но подавляющее большинство существующих гидроэнергетических систем представляют собой аккумулирующие или насосные аккумулирующие системы, которые блокируют речной сток.
2. Строительство гидроэлектростанций стоит дорого
Многие гидроэлектростанции представляют собой крупные инфраструктурные проекты, которые включают строительство плотины, водохранилища и турбин для выработки электроэнергии. требует значительных денежных вложений. Хотя крупные гидроэлектростанции часто могут обеспечивать дешевую электроэнергию в течение 50–100 лет после постройки, первоначальные затраты на строительство могут быть большими. Это, в сочетании с тем фактом, что подходящие места для водохранилищ с течением времени становятся все более редкими, означает, что затраты на строительство крупных гидроэлектростанций могут продолжать расти.
3. Гидроэнергетические объекты зависят от местной гидрологии
Гидроэнергетика является надежным источником энергии, но в конечном итоге она все еще контролируется погодой и тенденциями осадков. Поскольку производство большей части гидроэлектроэнергии зависит от речной воды, засухи, вызывающие уменьшение стока воды, влияют на мощность гидроэлектростанций.
Из месяца в месяц и из года в год количество воды, доступной для гидроэнергетических систем, может меняться, поэтому производство электроэнергии на гидроэлектростанции также может варьироваться.
Независимо от того, насколько полезная энергия вырабатывается из воды, важно учитывать различные факторы, влияющие на ее использование, как хорошие, так и плохие. Гидроэнергетика, как и любой другой источник энергии, требует некоторых первоначальных затрат и изменений в местной среде для создания необходимой инфраструктуры, но она также является чистой, возобновляемой и хорошо сочетается с другими формами энергии.
Плюсы и минусы гидроэлектроэнергии
Перейти к содержимому Мы пьем ее, плаваем в ней и нуждаемся в ней для поддержания жизни, но знаете ли вы, что вода составляет 16,6% от общего объема производства электроэнергии в мире? В мире тысячи и тысячи плотин, но лишь немногие из них производят гидроэлектроэнергию для питания наших домов и предприятий. Хотя это, безусловно, богатый источник доступной энергии, у гидроэлектроэнергии есть как плюсы, так и минусы.
Ознакомьтесь с некоторыми преимуществами и недостатками гидроэнергетики.
Плюсы гидроэлектроэнергии
Гидроэлектроэнергия обладает многими преимуществами, включая возобновляемость, отсутствие выбросов и даже возможности для отдыха. Гидроэнергетика может быть даже интересной и увлекательной темой для изучения. Взгляните на некоторые из 90 134 преимуществ гидроэлектроэнергии ниже.
1. Это хорошо для окружающей среды
Хотя гидроэлектроэнергия имеет некоторые недостатки, это один из самых экологически чистых видов производства энергии, доступных нам сегодня. Он не использует ископаемое топливо и не производит вредных выбросов, а также обеспечивает стабильную поставку чистой энергии. Ну что не любить? Хотя плотины могут оказывать сильное воздействие на окружающую среду, единственное загрязнение, создаваемое этими плотинами, связано с первоначальным строительством. Фактическое производство энергии не приводит к выбросам углерода.
2.
Это возобновляемый ресурс
«Вода, вода повсюду, но ни капли для питья». Хотя в ближайшее время вы не будете пить прямо из реки (или океана), одним из основных преимуществ гидроэнергетики является то, что вода есть почти везде и может использоваться для производства гидроэлектроэнергии. Из-за круговорота воды это возобновляемый ресурс, который не иссякает, что позволяет нам сохранять ограниченные и невозобновляемые ресурсы для других целей.
Гидроэлектроэнергия также является ценным ресурсом, поскольку обеспечивает большую энергетическую независимость стран. Снижение спроса на внешние источники топлива может помочь уменьшить конфликты и улучшить экономические проблемы стран, которые изо всех сил пытаются получить топливо из международных источников. Вместо этого они могут обеспечивать чистую бытовую электроэнергию с помощью гидроэнергии.
3. Это надежно и высокоэффективно
Одним из самых больших преимуществ гидроэнергетики является то, что это один из самых эффективных источников энергии в мире.
Учтите, что солнечная энергия имеет КПД не более 30–36%, энергия ветра — только 25–45%, а угольная энергия — только 33–40%. Все эти методы меркнут по сравнению с гидроэнергетикой, эффективность которой составляет до 90% при преобразовании воды в электричество.
Гидроэнергетика также имеет то преимущество, что время простоя практически отсутствует, поскольку поток воды останавливается только для общего ремонта, технического обслуживания и модернизации. С другой стороны, производство солнечной энергии уменьшается каждую ночь, когда солнце садится, а энергия ветра хороша только до тех пор, пока дует устойчивый ветер.
4. Гибкость
В отличие от других форм энергии, таких как солнечная, ветровая или угольная, гидроэлектроэнергия постоянна. Поток воды для производства энергии можно легко изменить в соответствии с потребностями в подаче. Это означает, что электричество может быть доступно, когда оно необходимо, что снижает потери энергии.
5.
Это безопасно
По сравнению со многими другими формами производства энергии, плотины, производящие гидроэнергию, на протяжении многих лет были довольно безопасными. Большинство возникших вопросов или проблем являются результатом некачественного строительства и низких стандартов безопасности старых плотин. Еще одно преимущество гидроэнергетики в этой ситуации заключается в том, что не используется горючее топливо, что снижает риски, связанные с ископаемым топливом или ядерной энергией.
6. Это экономично
Несмотря на то, что первоначальные расходы могут быть значительными, после того, как гидроэлектростанция будет запущена, стоимость обслуживания и заработная плата сотрудников будут относительно низкими. Кроме того, стоимость воды не колеблется так, как стоимость традиционного ископаемого топлива и импортного топлива. Страны, использующие гидроэлектроэнергию, могут сэкономить много денег, а некоторые страны, такие как Парагвай, могут получать почти всю свою энергию от плотин гидроэлектростанций.
7. Отлично подходит для отдыха
Наконец, плотины обычно создают резервуары. Если вы живете рядом с водохранилищем или когда-либо посещали его, вы знаете, что это, по сути, искусственное озеро, где люди любят ловить рыбу, кататься на лодках, плавать, заниматься виндсерфингом и многим другим. Есть даже некоторые известные водохранилища, о которых вы, возможно, слышали, такие как озеро Мид, созданное плотиной Гувера.
У гидроэлектроэнергии есть много больших преимуществ, включая энергетическую независимость и устойчивый источник энергии для будущего.
8. Это основной инструмент развития
Помимо того, что это богатый источник энергии, одним из преимуществ гидроэлектроэнергии является то, что она служит эффективным и основным средством для развития как новых, так и существующих сообществ.
Гидроэлектростанции могут делать это несколькими способами, первый из которых заключается в том, что они могут снабжать большим количеством энергии населенные пункты, даже отдаленные.
Они также могут дать повод для строительства шоссе, привлечь различные отрасли промышленности и дать общий импульс торговле. Все эти преимущества служат для улучшения общего качества жизни жителей, которые используют этот источник энергии.
Кроме того, гидроэнергетика обеспечивает устойчивое развитие, а это означает, что она не повлияет на способность будущих поколений удовлетворять свои уникальные потребности в будущем.
Минусы гидроэнергетики
Оборотной стороной всех этих преимуществ гидроэнергетики являются ее недостатки. Взвешивание плюсов и минусов гидроэнергетики важно, потому что мы также должны знать, какое влияние оказывают наши действия при создании устойчивых энергетических решений. Вот несколько основных недостатков гидроэнергетики.
1. Воздействие на окружающую среду
Возможно, самым большим недостатком гидроэлектроэнергии является ее воздействие на окружающую среду. Плотины могут повредить или иным образом воздействовать на окружающую среду как вверх, так и вниз по течению в процессе их строительства во время формирования плотины.
Чтобы построить плотину, необходимо проложить новые дороги и линии электропередач, которые нарушают экологию. Плотины также часто образуют водохранилища, которые затапливают большие территории и вытесняют естественную среду обитания. Когда дамбы затапливают районы, они создают участки стоячей или стоячей воды, которая убивает растительность, которая выделяет парниковые газы по мере гниения. Это особенно актуально во влажных и тропических условиях.
Блокирование потока воды также может серьезно повлиять на миграцию рыбы, особенно таких видов, как лосось, нерест которого зависит от рек. Плотины могут даже воздействовать на биологические триггеры, которые сообщают рыбе, куда идти, когда пришло время мигрировать. Некоторые плотины пытались решить этот недостаток гидроэлектроэнергии, создавая рыбоходы или рыбоподъемники, чтобы помочь мигрирующим рыбам добраться до своих нерестилищ.
Последним экологическим недостатком гидроэлектроэнергии в нашем списке является качество воды.
Когда создаются плотины, они ограничивают поток воды, что влияет на уровень кислорода в воде. Более низкий уровень кислорода за плотиной может привести к более низкому уровню кислорода ниже по течению. Когда в воде не так много кислорода, некоторым видам рыб труднее выжить, что влияет на речные среды обитания.
Увеличение выбросов двуокиси углерода и метана гидроэлектростанцией также может нанести вред всем формам водных растений. Повышенное загрязнение этими парниковыми газами может привести к гниению растений под водой, что может серьезно повлиять на окружающую экосистему.
2. Вытесняет людей
Водоемы не только вытесняют животных из мест их обитания, но и вытесняют людей. Этот недостаток гидроэнергетики может иметь довольно большое влияние на сообщества. Люди, которые прожили в этом районе всю свою жизнь, могут быть вынуждены переехать, и, хотя они обычно получают компенсацию за переезд, это не может компенсировать то, что они потеряли.
Города, поселки и деревни уничтожены плотинами, а местная культура перемещена.
В 1982 году один случай в Гватемале привел к гибели 369 майя, которые отказались покинуть свои дома для строительства плотины Чиксой. За прошедшие годы плотины вытеснили миллионы людей, вынудив их переместить свою жизнь и семьи в другое место.
Строительство гидроэлектростанции также увеличивает риск затопления в низинах. Если из плотины выйдет сильный поток воды, жизнь тех, кто живет на более низких высотах, может значительно измениться, возможно, навсегда.
3. Это дорого
Другим недостатком гидроэнергетики являются затраты, необходимые для строительства плотины. Хотя их эксплуатация не требует больших затрат, время, необходимое для того, чтобы плотина окупилась, может сильно различаться. Строительство некоторых плотин занимает от двух до пяти лет, в то время как строительство других, таких как плотина Итайпу в Бразилии и Парагвае, может занять значительно больше времени, что приведет к увеличению затрат.
С 1950-х годов на строительство плотин по всему миру было потрачено около 2000 миллиардов долларов, при этом средняя задержка строительства составила 44%, а завышение стоимости достигло в среднем 96%. Перерасход и задержки затрудняют возврат денег, вложенных в строительство плотины.
4. Резервуары ограничены
Хотя вода является неограниченным ресурсом, условия, необходимые для строительства плотины, ограничены. Это недостаток гидроэлектроэнергии, потому что это означает, что вы не можете просто построить плотину где угодно. Фактически, большинство мест, подходящих для строительства гидроэлектростанций, уже используются для этой цели. Еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, что даже если место может поддерживать плотину гидроэлектростанции, оно может не приносить достаточно прибыли, чтобы оправдать проект.
5. Бывают засухи
Взвешивая преимущества и недостатки гидроэнергетики, важно учитывать тот факт, что вода может проходить через циклы изобилия и засухи.
Более низкий, чем обычно, уровень воды может сильно повлиять на производство энергии и является недостатком гидроэнергетики.
Помимо воздействия засухи, производство гидроэнергии может вызвать засуху ниже по течению, если они не пропускают достаточное количество воды. Это может быть особенно пагубным, если плотина расположена вдоль реки или водохранилища, через которое вода проходит в другую страну. Страна вверх по течению потенциально может вызвать засуху в соседней стране намеренно или непреднамеренно.
6. Это не всегда безопасно
Несмотря на нехватку горючего топлива, плотины по-прежнему таят в себе опасность. Несчастные случаи на строительстве, а также прорыв плотины могут привести к травмам или гибели людей. Во время строительства плотины Гувера погибло 112 человек, а одна из самых страшных катастроф произошла, когда плотина водохранилища Баньцяо в Китае была разрушена тайфуном в 1975 году. оценивается в 171 000 человек. К счастью, плотины, которые строятся сегодня, строятся в соответствии с более высокими стандартами безопасности, чем в прошлом.

