Самый надежный возобновляемый источник энергии в мире - это не ветер или солнечный свет, а вода. В прошлом году мировая мощность гидроэлектроэнергии достигла рекордных 1308 гигаватт (для сравнения: всего один гигаватт эквивалентен мощности, производимой 1,3 миллиона скаковых лошадей или 2 000 мчащихся на огромной скорости автомобилей "Шевроле").
Коммунальные предприятия по всему миру полагаются на гидроэлектростанции для производства электроэнергии, так как она дешевая. Ее легко хранить и передавать на огромные расстояния. Гидроэлектроэнергия производится без сжигания топлива, а это означает, что она не будет выделять углекислый газ или загрязняющие вещества в атмосферу и загрязнять дикую природу, как электростанции, работающие на ископаемом топливе, таком как уголь или природный газ.
Влияние гидроэнергетики на экологию
Как и многие другие виды энергии, гидроэлектроэнергия также связана с экологическими издержками. Помимо глубокого воздействия на экосистему в целом во время создания плотин и отведения водных потоков в другие русла, гидроэнергетика может также нанести непоправимый в некоторых случаях ущерб многим видам обитателей местных водоемов.
Большинство водосборных бассейнов по всему миру, связанные с хозяйственно-экономической деятельностью человека в области энергетики, основанной на силе рек, безнадежно устарели. Многим из них уже более века. Эти традиционные водоемы представляют собой стоячие воды, где размножаются вредоносные цветущие водоросли, токсичные не только для рыб, моллюсков, морских млекопитающих и птиц, но также и для человека.
Крупные гидроэлектростанции не только серьезно меняют водоток рек, но также могут стать причиной вымирания огромного количества рыбы. Они часто находятся на пути их миграции к местам нереста. Быстро вращающиеся лопатки гидротурбин значительно сокращают их численность. Если им все же удается преодолеть все лопасти, их подстерегает другая опасность в виде внезапного изменения давления при прохождении через турбины, что тоже приводит к смерти.
Меры, принимаемые для восстановления экосистемы
Гидроинженеры из многих стран мира поставили перед собой задачу получать чистую возобновляемую электроэнергию из рек, одновременно восстанавливая не только места обитания местной водной фауны, но и природную среду в целом. Они работают над созданием безопасных для рыб турбин, что может в корне изменить всю гидроэнергетику.
Калифорнийская компания Natel Energy в партнерстве с инвестиционной фирмой Breakthrough Energy Ventures, которую основал владелец Microsoft Билл Гейтс, создали новую турбину с тупыми лопастями, которая дает большую возможность проходящим через нее рыбам выжить. Помимо спасения рыбы, эта турбина создана с большей устойчивостью к изменению климатических условий, которые часто бывают непредсказуемы.
Абэ Шнайдер, инженер-механик по образованию, являющийся техническим директором Natel, рассказал о задачах, которые решает его фирма. Они заключаются в том, чтобы используя великие достижения гидроэнергетики, как возобновляемого источника энергии, ее надежность и управляемость, добиться снижения затрат и уменьшения воздействия на окружающую среду. Он говорит, что безопасная для рыбы, и одновременно компактная и высокопроизводительная турбина рассчитана именно на это.
Как работают гидроэлектростанции
Гидро (hydor-вода) – слово греческого происхождения. Оно относится ко всему, что имеет то или иное отношение к водной стихии. Традиционные электростанции работают за счет использования силы и давления воды. Она течет под уклоном по специальным водотокам (желобам) к плотине.
Рядом с нижним желобом находится турбина. Напор воды вращает ее, создавая электроэнергию, которая передается на предприятия и в жилые дома. Но эти водотоки также являются и основными проходами для мигрирующих рыб, таких как лосось и угорь, которые могут попасть во вращающиеся тонкие лопасти механизма.
Чем Natel отличается от других турбин
В турбине Natel, напротив, используются изогнутые толстые лопасти. Благодаря своей конструкции она может удвоить допустимую скорость вращения. Это позволяет использовать турбину относительно небольшого размера, которая также обеспечивает безопасный проход мигрирующей рыбе. Конфигурация вертушки позволяют лопастям наносить скользящий удар, который в корне отличается от воздействия на рыб острых лопастей. С инженерной точки зрения, толстое лезвие лопасти позволяет создать такую зону давления, которая помогает сбрасывать попадающие на его пути предметы, и для рыбы является что-то вроде подушки безопасности.
Такая конструкция также устраняет необходимость в «стеллаже для мусора» - тонком защитном экране, который устанавливается для улавливания мусора при входе в турбину, а также для защиты оборудования от попадания туда мелкой рыбешки.
