Принцип работы гидроэлектростанций не сложен. Плотина, установленная на реке, создает необходимый напор воды, поступая на лопасти гидротурбин, приводит их в движение. А турбина приводит в движение генератор, который и производит электрический ток.

Деривационные и плотинные ГЭС

По принципу работы гидроэлектростанции подразделяют на плотинные и деривационные, то есть для нужного напора воды используют плотину или деривацию. Иногда, для того чтобы получить более сильный напор воды, применяют и деривацию и плотину одновременно.

Плотинные ГЭС

Это самые распространенные типы гидроэлектростанций. При помощи плотины перекрывают реку и тем самым поднимают уровень воды на нужную высоту. За счет этого поток воды усиливается и сквозь специальные напорные тоннели подводится к турбинам. Сама ГЭС находится в нижней части плотины.

Деривационные ГЭС

Такой тип электростанций возводят в местах с большим уклоном реки. От реки по специальным каналам отводят нужное количество воды. Их уклон гораздо меньше, чем уклон реки, поэтому вода накапливается в специально созданных напорных бассейнах. Из бассейна она поступает на турбину, а оттуда снова в реку. Иногда в начале канала устанавливают плотину и водохранилище.

В самом помещении ГЭС находится основное энергетическое оборудование. Гидрогенераторы, которые превращают энергию воды в электрический ток, расположены в машинном зале. Здесь также есть электротехническое оборудование, в которое входят: распределительные устройства, трансформаторная станция, системы управления и контроля над работой гидроэлектростанции и другое.

Гидроэлектростанции делятся на типы зависимо от мощности, которую они вырабатывают:

• мощные (выше 30 МВт);
• малые (до 30 МВт);
• мини (до 1 МВт);
• микро (до 100 кВт);
• пико (до 5 кВт).

Производительность гидроэлектростанции обусловлена давлением и расходом воды и КПД рабочих генераторов и турбин. Расход воды меняется, так он зависит от времени года и погодных условий. Различают суточный, недельный, месячный и годичный циклы работы ГЭС.

Также из-за разного напора и количества воды, используются разные виды турбин. Ковшовые и радиально-осевые турбины со спиральными металлическими камерами используют на высоконапорных ГЭС. Для средненапорных применяют радиально-осевые и поворотно-пластные турбины. На низконапорных ГЭС – поворотно-пластные турбины в стальных или железобетонных камерах.

Все турбины работают по одному принципу: вода под большим напором поступает на лопасти турбин и они начинают вращение. Таким образом, механическая энергия передается на генератор и вырабатывается электрическая энергия. Турбины имеют разные технические характеристики, стальные или железобетонные камеры, а также рассчитаны на определенный напор воды.

К сооружениям, которые являются частью ГЭС, относятся шлюзы и рыбопропускные водозаборные конструкции, применяемые при орошении и многие другие.

Себестоимость вырабатываемой электроэнергии гидроэлектростанциями значительно ниже, чем на других. Потому что для получения электричества здесь используют природные ресурсы, и нет необходимости применять дополнительное топливо для электростанции.

Достоинства ГЭС:

• стоимость электрической энергии значительно дешевле, чем на ТЭС;
• турбины работают в режимах от минимальной до самой большой мощности и дают возможность быстро менять мощность, выступая при этом регулятором выработки электроэнергии;
• источник энергии (вода) снова возвращается в русло реки;
• являются экологически чистыми.

Недостатки ГЭС:

• находятся на большом расстоянии от потребителей;
• для водохранилищ необходимы большие территории;
• влияют на характер рыбного хозяйства, так как перекрывают проход рыбам, однако, на водохранилище, при этом, рыбы становится больше.