Речная гидроэлектростанция ( ROR ) или русловая гидроэлектростанция — это тип гидроэлектростанции , в которой имеется небольшое количество воды или вообще ее не предусмотрено. Русловые электростанции могут вообще не иметь резервуаров для воды или иметь ограниченный объем резервуаров, и в этом случае водохранилище называется прудом . Установка без пруда подвержена сезонным речным стокам, поэтому станция будет работать как непостоянный источник энергии . Обычная гидроэнергетика использует водохранилища , которые регулируют воду для борьбы с наводнениями , распределения электроэнергии и обеспечения пресной водой для сельского хозяйства .
Русловая гидроэлектроэнергия, или ROR, считается идеальной для ручьев или рек, которые могут поддерживать минимальный сток, или для тех, которые регулируются озером или водохранилищем вверх по течению. [1] [2]
Небольшую плотину обычно строят для создания напорного пруда, обеспечивающего поступление достаточного количества воды в трубы водовода , ведущие к турбинам , которые находятся на более низкой высоте. [3] Проекты с прудом, в отличие от проектов без пруда, могут хранить воду для ежедневных потребностей. [1] Как правило, проекты отводят часть или большую часть речного стока (до 95% среднегодового расхода) [4] через трубу и/или туннель, ведущий к электрогенерирующим турбинам, а затем возвращают воду обратно в реку. ниже по течению. [3]
Проекты русловых гидроэлектростанций кардинально отличаются по дизайну и внешнему виду от проектов обычных гидроэлектростанций. Традиционные плотины гидроэлектростанций хранят огромное количество воды в водохранилищах , иногда затопляя большие участки земли. Напротив, проекты по руслу реки не имеют недостатков, связанных с водохранилищами, и поэтому вызывают меньшее воздействие на окружающую среду. [5]
Термин «русло реки» для энергетических проектов используется по-разному в разных странах мира. Некоторые могут рассматривать проект как русловой, если электроэнергия производится без хранения воды, но другие считают, что ограниченное хранилище находится в русле реки. Девелоперы могут ошибочно назвать проект руслом реки, чтобы успокоить общественное мнение о его экологических или социальных последствиях. Европейская сеть операторов систем передачи электроэнергии различает русловые и прудовые гидроэлектростанции , которые могут удерживать достаточно воды, чтобы обеспечить выработку электроэнергии в течение 24 часов (емкость водохранилища / генерирующая мощность ≤ 24 часов), от водохранилищных гидроэлектростанций . , которые выдерживают гораздо более 24 часов генерации без насосов. [6] Бюро индийских стандартов описывает русловую гидроэлектроэнергию как: [7]
Электростанция, использующая русло реки для выработки электроэнергии, с достаточным водоемом для подачи воды для удовлетворения суточных или еженедельных колебаний спроса. На таких станциях нормальное течение реки существенно не изменяется. [7]
Многие из более крупных проектов русла реки были спроектированы по масштабу и генерирующей мощности, конкурирующим с некоторыми традиционными плотинами гидроэлектростанций. [8] Например, мощность гидроэлектростанции Богарнуа в Квебеке составляет 1853 МВт. [9] Некоторые проекты русловых сооружений расположены ниже по течению от других плотин и водохранилищ. Водохранилище не было построено по проекту, но использует воду, поставляемую из него. Примером может служить электростанция La Grande-1 мощностью 1436 МВт 1995 года . Предыдущие плотины и водохранилища выше по течению были частью проекта залива Джеймс 1980-х годов .
Существуют также небольшие и малоподвижные формы русловых электростанций. Одним из примеров является так называемый электрический буй — небольшая плавучая гидроэлектростанция . Как и большинство буев, он крепится к земле, в данном случае к реке. Энергия движущейся воды приводит в движение генератор энергии и тем самым создает электричество. Прототипы коммерческих производителей вырабатывают электроэнергию на реке Средний Рейн в Германии и на реке Дунай в Австрии. [10]
Преимущества и недостатки русловых плотин зависят от типа. Следующие разделы обычно относятся к плотинам «Dam-Toe», если не указано иное. Они перечислены в порядке от наименьшего воздействия к наибольшему, а также (в среднем) необходимого размера проекта.
Плотина не имеет регулирования стока и использует естественный поток реки для вращения турбин. Производство электроэнергии во многом зависит от стока рек. [11]
У Diversion Weir очень мало регулирования расхода, которое обычно используется для покрытия исключительно краткосрочного спроса на электроэнергию в часы пик. Отводная плотина также сильно зависит от естественного речного стока. [11]
Подобно обычной плотине, вода сохраняется в периоды затишья для использования в часы пик. Это позволяет прудовым плотинам обеспечивать регулирование суточного и/или еженедельного стока в зависимости от местоположения. [11]
При разработке с учетом размера и местоположения русловых гидроэлектростанций можно создать устойчивую энергетику, сводя к минимуму воздействие на окружающую среду и близлежащие сообщества. [3] «Русс реки» использует потенциальную природную энергию воды, устраняя необходимость сжигать уголь или природный газ для производства электроэнергии, необходимой потребителям и промышленности. Преимущества включают в себя:
Как и все гидроэлектростанции, русловая энергия использует потенциальную природную энергию воды, устраняя необходимость сжигания угля или природного газа для производства электроэнергии, необходимой потребителям и промышленности. Кроме того, русловые ГЭС не имеют водохранилищ, что исключает выбросы метана и углекислого газа, вызванные разложением органического вещества в водохранилище обычной плотины ГЭС. [12] Это особое преимущество в тропических странах, где образование метана может быть проблемой.
Без водохранилища затопление верхней части реки не происходит. В результате люди продолжают жить на берегу реки или рядом с ней, а существующие места обитания не затопляются. Любая ранее существовавшая картина наводнений останется неизменной, что представляет риск наводнения для объекта и территорий, расположенных ниже по течению.
Из-за их низкого воздействия русловые плотины могут быть построены в существующих ирригационных плотинах практически без изменений в местной речной экосистеме. [13]
Энергия в русле реки считается «ненадежным» источником энергии: проект в русле реки имеет мало или совсем не имеет возможностей для хранения энергии [14] и поэтому не может координировать выработку электроэнергии для соответствовать потребительскому спросу. Таким образом, он генерирует гораздо больше энергии, когда сезонный речной сток высок (весенний паводок ) [15] и, в зависимости от местоположения, гораздо меньше в более засушливые летние месяцы или замерзшие зимние месяцы.
В зависимости от местоположения и типа станция, скорее всего, будет иметь меньший напор воды , чем плотина, и, следовательно, будет производить меньше электроэнергии. [13] [16]
.jpg/1280px-Raquette_(1).jpg)
Потенциальная мощность на участке определяется напором и потоком воды. Запрудив реку, можно получить напор для выработки электроэнергии на берегу плотины. Плотина может создать водохранилище длиной в сотни километров, но в русле реки напор обычно доставляется по каналу, трубе или туннелю, построенному выше по течению от электростанции. Стоимость строительства выше по течению делает желательным крутой спуск, например, водопады или пороги. [17]
Небольшие, хорошо расположенные проекты по руслу реки могут быть реализованы с минимальным воздействием на окружающую среду. [3] Более крупные проекты вызывают больше экологических проблем. Для рыбных рек может потребоваться лестница, а растворенные газы ниже по течению могут повлиять на рыбу.
В Британской Колумбии гористая местность и богатство крупных рек сделали ее глобальным испытательным полигоном для русловой технологии мощностью 10–50 МВт . По состоянию на март 2010 года на рассмотрении находились 628 заявок на получение новых лицензий на воду исключительно для производства электроэнергии, что представляет собой более 750 потенциальных точек отклонения реки. [18]
В неосвоенных районах новые подъездные дороги и линии электропередачи могут вызвать фрагментацию среды обитания , что приведет к интродукции инвазивных видов. [16]
Речные проекты сильно зависят от постоянного стока воды, поскольку им не хватает водохранилищ и они зависят от естественного стока рек. Следовательно, эти проекты более уязвимы к изменению климата по сравнению с проектами, основанными на хранении. Кратковременные климатические аномалии, такие как Южное колебание Эль-Ниньо (ENSO)[1], могут существенно нарушить поток и оказать глубокое влияние на работу этих проектов. Таким образом, включение соображений изменения климата в первоначальный дизайн и выбор места для проектов по руслу реки может помочь смягчить уязвимость этих проектов к нарушениям, связанным с климатом. [13]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )