Гидроэнергетика нового поколения

     

Традиционная гидро­энергетика, с плотинами и затоплением больших территорий должна в будущем уступить место агрегатам, которые совершенно не вредят окружающей среде.

Их применение будет не только новаторским, но и достаточно эффективным.

Из основных возобновляемых источников энергии – водного, воздушного (ветрового) и солнечного – первый был и будет самым надежным, эффективным, доступным, дешевым. Генерация на его основе будет развиваться активнее, особенно в кризисных ситуациях. Два остальных возобновляемых источника (солнце и воздух) могут быть дополнением к гидроэнергетике нового типа при комбинированных энергокомплексах типа гидро-гелио-пневмоЭС. По отдельности сегодня их разработка технически сложна и дорогостояща, малодоступна для рядового потребителя в отдаленных от центра территориях.

Использование воды

Океаны, моря, реки и другие водоемы занимают большую часть планеты. Вода содержит в себе колоссальную энергию, даже если взять только кинетическую энергию движущейся воды, то есть течения, приливы, силу волн, естественные или искусственные потоки. Энергию рек люди стали использовать давно, начиная с водяных мельниц (деревянных норий, 5000 лет назад в Сирии) и кончая гигантскими гидроэлектростанциями ХХ века.

В ХХI веке появились новые технологии использования малых потоков рек (с расходом от 3‑5 м3 /сек для малых плотинных ГЭС). Появляются уже гидроустановки, получающие электроэнергию от сверхмалых потоков (низкопотенциальных, от 20 литров /сек), с большими возможностями по мощностям (до 100 кВт) и от искусственно созданных потоков, так называемых «кинетических гидроколец» (эти установки, по аналогии с механическими типами кинетических колец, мы назвали «гидроколлайдерами»).

Появляется и генерация энергии с помощью комбинированных систем в стоячих водоемах или в искусственных бассейнах. Технология позволит обеспечить потребителя почти в любой отдаленности от центральных энергосистем. Главное в этой технологии регенерации энергии – это использование динамики потоков или гидроимпульсов.

Создается новая энергетика – «индивидуальная», где генерация и потребление максимально сближены и обеспечивают потребителя и соседей собственной энергией по схеме взаимовыручки, в отличие от традиционных видов генерации, энергию которых надо доставлять через сотни километров.

Если рационально использовать гидроресурсы, то потенциал гидроэнергетики, особенно малой, без плотин и микро-ГЭС, к 2030 году может превысить 70 процентов от общей энергетики. Простота и доступность индивидуальной энергетики, в т. ч. и микро-ГЭС, снизит потребление энергии ветра и солнца как неудобные и чрезмерно затратные для общего пользования, а уж зависимость от топливной энергетики и подавно резко уменьшится.

В использовании течений морей, приливов и силы волн человечество пока делает робкие шаги, хотя многие страны буквально тонут в мировом океане.

Надо эффективно и рационально использовать возможности воды, а не создавать гидросистемы, заранее обрекая полученную энергию на дороговизну. Имеются в виду каскады плотин на реках и затопление земель.

Неосуществленный проект

В России у изобретателей появляются щадящие технологии использования силы рек и моря, есть проекты, которые позволят получать энергию даже после сноса плотин и спуска водохранилищ.

Страны ЕС намерены использовать ветроэнергетический потенциал Северного моря. Девять европейских стран, включая Нидерланды, Норвегию и Швецию, подписали программу действий по укреплению энергетического сотрудничества в Северном море. Они будут вести сотрудничество в следующих направлениях: планирование и использование морского пространства; создание электросетей, способных принять большое количество энергии от ветровых электростанций; обмен информацией; признание энергетических стандартов друг друга, – что позволит с минимальными затратами использовать богатый ветроэнергетический потенциал региона Северного моря.
Эффективней было бы использовать водный потенциал перечисленных стран и уже попутно – ветровой.

Например, был один из оригинальных проектов, предложенный в начале 80-х годов ХХ века испанским инженером Феликсом Канью и незаслуженно забытый: строительство донной ж /б плотины для подводной ГЭС в северной части Гибралтарского пролива.
Океанологи определили, что вдоль марокканского побережья из Атлантического океана в Средиземное море «вливается» поверхностным течением около 100  000 м3 воды в секунду, а у берегов Испании в океан движется придонный поток в обратном направлении.
Энергию этой мощной донной реки и предложил использовать Феликс Канью, для этого надо было построить железобетонную плотину, в пропускных арках которой должны были разместиться электрогенераторы горизонтального типа. Но стройка века не состоялась из‑за сложности возведения подводной бетонной плотины, хотя гидротурбины, говорят, уже были созданы фирмами Англии. Несмотря на сложность и дороговизну строительства, донные морские плотины гораздо экологичнее и эффективнее, чем речные поперечные гравитационные, т. к. не требуют подпора воды, затопления земель и строительства пропускных шлюзов.