Малая нетрадиционная и возобновляемая энергетика. Энергия из реки. Сверхмощные универсальные микро – ГЭС

В настоящее время всё больше стран на планете обращают свой взор в сторону возобновляемой энергетики, понимая, что получать электроэнергию посредством сжигания углеводородов, это всё равно, что пилить сук, на котором сидишь.

Углеводородная энергетика непомерно дорога, особенно для бедных и развивающихся стран, не имеющих на своей территории достаточных объёмов природных ископаемых. Кроме того, обладают низким коэффициентом полезного действия, в среднем 40 %. Энергоустановки постоянно требуют подпитку дорогим топливом, поэтому очень долго окупаются, а, по прошествии 12-15 лет работы нуждаются в капитальном ремонте или замене, по цене сопоставимом со строительством нового объекта. При этом наносится колоссальный экологический урон природе, от которого опять же страдает всё живое.

Промышленная гидроэнергетика по КПД (коэффициент полезного действия) мало чем отличается от тепловых станций, разница лишь в том, что не потребляет топлива и относится к возобновляемым источникам энергии. Однако, искусственно созданные водохранилища тоже по – своему вредят фауне и флоре, этот факт общеизвестен. Кроме того, с падающей воды снимается максимум 0,5-3% мощности, по сравнению с тем, что можно было бы получить, если применить новейшие технологии (см. в конце «Универсальная гидротурбина Бутусова»). Другими словами, современное человечество не умеет строить гидроэлектростанции. А может, не хочет?… Последние германские разработки гидротурбин позволяют извлекать из падающей воды до 92 % энергии, тем не менее, даже они не способны обеспечить глобальный прорыв в этой отрасли. Для этого необходим кардинальный пересмотр и решительный переход на новейшие технологии и разработки, представленные в этой книге.

Ежегодный объём мировых инвестиций в производство и внедрение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) составляют свыше 330 миллиардов долларов, и с каждым годом эта сумма неуклонно растёт. Наибольшей популярностью пользуются практически не окупаемые солнечные батареи и ветряные электростанции. На них приходится львиная доля всех инвестиций, почти 95 %.

Солнечные батареи, при достаточно высокой цене, имеют низкий КПД, не превышающий 23 – 25 %, а фактически 13-18 %. Работают только днём, а при наличии облачности производительность падает наполовину. Кроме того, в каждый последующий год работы установок восприимчивость панелей уменьшается на 1-2%. Это происходит из-за постепенного атрофирования свето – приёмных элементов. В добавок, при нагреве на солнце ими выделяются ядовитые вещества, совсем не полезные для природы.

Ветровые электростанции – тоже являются дорогостоящим оборудованием, а заявленная производителем мощность достигается весьма редко. Наилучшие условия работы установок наблюдаются при скорости ветра не менее 10 м/с (36 км/ч). Общий эксплуатационный КПД 10-20 %, ведь ветер нужной скорости дует не всегда, а малые обороты лопастей не успевают захватывать весь поток целиком, что и приводит к резкому снижению коэффициента использования пропеллера. К тому же, издаваемый работающими гигантскими установками инфразвук и вибрация подавляюще действует на всё живое вокруг, включая людей. В западных странах местные жители уже активно протестуют против близкого размещения громоздких ВЭС.

В этом рейтинге мировая традиционная гидроэнергетика несправедливо находится на предпоследнем месте (после био – и геотермальной энергетики), объём инвестиций не достигает и 1,5 %. Вложения в энергетику морских течений, приливных и волновых электростанций меньше ещё почти в 20 раз, чем традиционная гидроэнергетика. Хотя энергетический потенциал и эффективность водяного течения в несколько раз выше, чем всех остальных видов ВИЭ вместе взятых, и, помимо всего прочего, намного дешевле.

Доминирует предвзятое мнение, что течение равнинной реки не способно выдать большую мощность, что эта прерогатива плотинных ГЭС высотой не менее 2,0 м, или рек с быстрым течением, скорость которых не должна быть ниже 1,7 – 2,0 м/с. Такие реки находятся только в горах и в Сибири. Все без исключения микро-ГЭС серийного производства, предлагаемые современным рынком, адаптированы именно к таким условиям эксплуатации. Равнинные реки, которых в нашей стране подавляющее большинство, никак не подпадают под эту категорию, поэтому и не происходит никакого развития малой бесплотинной гидроэнергетики. А полное отсутствие конкретных знаний в этой области среди учёных и мастеров приводят в тупик все изыскания и разработки.

Существует несколько причин, по которым малая гидроэнергетика признана дорогой и малоэффективной:

– первая, строительство плотин занятие дорогостоящее и долгосрочное, с низким КПД турбин и огромным периодом окупаемости;

– вторая, применение традиционных видов движителей, коэффициент использования последних не превышает 40 %, значит, они не отвечают потребностям современности;

– третья, установка лишь одной гидротурбины в водяном створе плотинных ГЭС;