“Гідроелектростанції – це мости між природою та технологією, де річка стає звуковою симфонією прогресу.” – Нельсон Мандела
Історія використання води для виробництва електроенергії починається ще з кінця XIX століття, коли вчені почали досліджувати можливості використання потоків води для генерації електрики. Перша гідроелектростанція була збудована в 1879 році в Нью-Йорку, США. Однак, насправді використання гідроенергетики стало значущим після першої світової війни, коли по всьому світу почали будувати водяні електростанції.
Гідроелектростанції працюють на простому принципі – перетворенні потенціальної енергії води, що рухається в зваженому каналі, на кінетичну енергію відкручувального руху турбіни. У гідроелектростанціях вода збирається в резервуарі, після чого через трубопроводи під високим тиском постачається до турбін, які крутять генератори електроенергії. Потім вода повертається в річку або водосховище і знову циркулює.
Одним з найвідоміших прикладів використання гідроенергетики є Гідроелектростанція Гуа-ньтунг в Китаї, яка була збудована в 1950 році і є найбільшою гідроелектростанцією в світі за виробництвом електроенергії. Також варто згадати про ГЕС Горіцонтальна, яка була збудована в 1895 році в Німеччині і стала першою гідроелектростанцією у світі.
Перші гідроелектростанції були зведені у Швейцарії та США на початку 1880-х років. У 1882 році гідроелектростанція встановлена на річці Фокс у Вісконсіні стала першою гідроелектростанцією в США та першою комерційною станцією в світі.
Читайте також: “Розгортаючи сили Сонця: перетворення сонячного світла на електроенергію”
Протягом наступних десятиліть використання води для енергогенерації росло швидко, а гідроелектростанції ставали все більш потужними і ефективними. У 20-х роках XX століття у багатьох країнах світу, зокрема в США, Канаді та Європі, розпочався період інтенсивної будівництва водних електростанцій.
У 1930-х роках гідроелектростанції стали досить поширеними у розвинених країнах. Водночас розпочався розвиток великих гідроелектростанцій, таких як гідроелектростанція на Ніагарських водах, яка використовувала велику потужність водоспаду для виробництва електроенергії.
В Україні є багато гідроелектростанцій різної потужності, але найменшою гідроелектростанцією в Україні є малий гідроагрегат МГА-50, який має потужність 50 кВт. Він розташований на річці Стугна в Житомирській області.
Найбільшою гідроелектростанцією в Україні є ДніпроГЕС, який розташований на річці Дніпро в місті Запоріжжя. Його потужність складає 3 150 МВт, а виробництво електроенергії на ДніпроГЕС забезпечує близько 10% від загального обсягу виробництва електроенергії в Україні. Гідроелектростанція була побудована в період з 1927 по 1932 роки та була однією з найбільших в Європі на той час.
Сьогодні гідроелектростанції є однією з найбільш ефективних форм виробництва електрики. Вони забезпечують до 90% виробництва електроенергії в багатьох країнах, де водні ресурси доступні.
Застосування гідроенергетики має декілька переваг. По-перше, це чисте джерело енергії, яке не викидає в атмосферу шкідливих викидів. По-друге, гідроелектростанції є дуже надійними та довговічними, а зазвичай їхній технічний термін експлуатації становить більше 50 років. По-третє, вони можуть бути використані як для виробництва базової енергії, так і для резервного джерела енергії.
Однак, гідроелектростанції також мають деякі недоліки. Будівництво великих гідроелектростанцій може мати серйозний вплив на природні екосистеми, включаючи річки та озера, а також на життя місцевих людей та традиційні землекористування. Крім того, під час будівництва гідроелектростанцій можуть виникати серйозні екологічні проблеми, такі як забруднення водних джерел, деградація ґрунтів та ерозія.
Незважаючи на ці недоліки, гідроенергетика все ще залишається важливою формою виробництва електроенергії, особливо в країнах з великими водними ресурсами. Розвиток технологій і підвищення ефективності гідроелектростанцій дозволяє зменшити їхній вплив на природу та забезпечити більш стабільний, надійний та чистий джерело енергії для нашого світу.
Цікаві факти про створення гідроелектростанцій та їх використання:
- Найбільша гідроелектростанція в світі – Трьохзатокська ГЕС, розташована на річці Янцзи в Китаї. Вона має потужність понад 22 500 МВт та здатна забезпечити електроенергією майже 50 мільйонів людей.
- У 1870 році відомий американський винахідник Томас Едісон побудував першу комерційну гідроелектростанцію на річці Фокс в штаті Вісконсін.
- У 2019 році гідроенергетика становила близько 17% світового виробництва електроенергії, що робить її найбільшою формою відновлюваної енергетики.
- Понад 150 країн використовують гідроенергетику для виробництва електроенергії, причому більше 50% цієї енергії виробляється в країнах з великими річковими системами, такими як Китай, Росія та Канада.
- У США, де знаходиться більше 75 000 гідроелектростанцій, більше 6% електроенергії виробляється з гідроенергетики. У 2020 році США стали найбільшим виробником гідроелектроенергії в світі.
- Початково гідроелектростанції були розташовані виключно на річках, але з часом вони почали будуватися на затоках та заливах. Наприклад, ГЕС Ла-Романш в Швейцарії розташована на озері Леман.
Так, на жаль, історія гідроелектростанцій також пов’язана з низкою надзвичайних подій, у тому числі й катастроф.
Однією з найбільш відомих катастроф пов’язаних з гідроелектростанціями є катастрофа на ГЕС “Вайоне” в Пакистані у 1976 році. Наслідком було загибель понад 4000 людей. Причиною був вибух грунту в дамбі, який викликав велику хвилю, що зруйнувала місто.
Іншим прикладом є катастрофа на ГЕС “Фонтанелла” в Італії у 1963 році, коли гребля рухнула під час будівництва, що призвело до смерті 4 людей та втрати 35 млн. доларів.
Проте, варто зауважити, що такі події є дуже рідкісними в порівнянні з кількістю гідроелектростанцій, які успішно працюють та забезпечують людство електроенергією. Будівництво та експлуатація гідроелектростанцій потребує високого рівня безпеки та відповідальності, але це також є найбільш чистим та ефективним способом виробництва електроенергії.
Каналізація для виробітку електроенергетики
Так, існує технологія, за якої можна використовувати каналізаційні води для генерації електроенергії. Це здійснюється за допомогою спеціальних установок, які використовують рух води для приведення в рух турбін та генераторів електроенергії. Така технологія називається каналізаційною гідроелектростанцією (КГЕС).
КГЕС можуть бути розміщені у будь-якій системі каналізації, якщо є достатній потік води. Найчастіше це використовують у великих містах з великим обсягом каналізаційних вод. Наприклад, у Великобританії в 2011 році була побудована перша КГЕ в місті Бристоль. Вона може забезпечити електроенергією близько 40 будинків, а також зменшити викиди вуглекислого газу на 18 тонн щорічно.
Також, КГЕ можуть бути використані для забезпечення незалежності від енергопостачальних компаній та зменшення негативного впливу на довкілля. Однак, важливо враховувати екологічні наслідки таких установок та їх можливий вплив на екосистему.
Ukrainian