Повелители водной стихии: создаем собственную гидроэлектростанцию

Как бы ни было громко сказано, но вода – это источник жизни. Без нее, как говориться, никуда. А в свое время наиболее прогрессивно настроенные представители человеческого вида смекнули, что воду можно использовать не только для питья и перемещения по ней в пространстве. А так как издревле люди предпочитали селиться у воды и чаще всего проточной, то опущенное в воду колесо с лопастями дало возможность с пользой применять силу водного потока, например для перемалывания зерна в муку.

Таким, образом, энергию рек люди приспособили для своих нужды задолго до изобретения хитроумных, но весьма вредных для окружающей среды способов получения энергии. Правда, об электричестве, конечно, речь тогда не шла.

Истоки вопроса

О водяном колесе, как об эффективном инструменте для получения электроэнергии,  вспомнили в конце 19 века, и тогда оно преобразовалось в водяную турбину. 

К слову сказать, в России гидроэнергетика начала развиваться именно отсюда, с Северного Кавказа. Первая ГЭС была построена в 1903 году на реке Подкумок, и получила название «Белый уголь».  Перегораживать плотинами огромные равнинные реки тогда еще не умели, и бурные потоки предгорий казались наилучшим решением для получения дешевого электричества. Чуть позже масштабность все-таки взяла верх, и электрификация всей страны, как неотъемлемая часть коммунизма, навалилась всей своей неотвратимостью.

Легендарные стройки прошлого века, когда советский человек вдруг почувствовав свое величие, вволю поиздевался  над руслами рек, кроме очевидной пользы в деле индустриализации, нанесли еще и серьезный  вред экологии. Огромные рукотворные моря и грандиозные плотины ГЭС считались тогда символом победы человека над природой, до проблем которой никому не было дела.  Но изменились времена, изменилось отношение к окружающей среде, и малые ГЭС снова в приоритете.

Региональная специфика

Сегодня на территории Северного Кавказа работают десятки  станций и примерно столько же перспективных проектов уже готово к реализации. Причем, учитывая накопленный опыт в гидроэнергетике и, то, что вся эта сфера находится в ведении одного крупного игрока – компании «РусГидро»,  будущее этих проектов и развитие гидроэнергетики в целом  выглядит довольно осязаемым.

Инвестиционные проекты охватывают сегодня практически все субъекты СКФО. Но если в Дагестане, Кабардино-Балкарии, Карачаево-Черкесии, Северной Осетии и на Ставрополье идет планомерное освоение гидропотенциала и новые элементы встраиваются в уже существующую и хорошо отлаженную систему ГЭС, то в Чечне и Ингушетии все предстоит начинать практически с нуля. На территории этих республик расположены по одной гидроэлектростанции, и обе они давно уже находятся в неработающем состоянии. Так что впереди еще много работы.

По оценке министерства промышленности и энергетики ЧР, каскад малых ГЭС только на одной реке Аргун, способен выдавать мощность порядка 700 мегаватт, что позволило бы значительно снизить аварийные нагрузки в часы пик в энергосистеме региона и начать расплачиваться Чечне по огромным накопившимся долгам за электроэнергию.

Впрочем, избавление от статуса энергодефицитных регионов – принципиально важный момент для всех республик Северного Кавказа, на фоне множественных проблем социального и экономического характера, присущих этим территориям. И если бы не  условия общественно-политической нестабильности и  непомерно высокий (даже по общероссийским меркам) уровень коррупции, что придает инвестициям весьма рискованный характер,  местные гидроресурсы уже давно могли бы сделать регион энергоизбыточным.

По оценкам специалистов, в настоящее время гидроэнергетический потенциал Северного Кавказа используется всего на 3%-10%. И факторы, определяющие необходимость увеличения этой цифры, вполне очевидны. Практически безграничный запас постоянно возобновляемой природной энергии, низкая итоговая стоимость вырабатываемой электроэнергии и  экологическая безопасность таких объектов энергетики. Кроме того,  гидротехнические сооружения  ГЭС кроме, собственно, выработки электроэнергии выполняют и еще одну немаловажную функцию – защищают близлежащие поселения од буйства водной стихии во время паводков.

Конечно, есть и специфические трудности, в частности работа в непростых условиях высокогорий и сезонные колебания уровня воды в реках. Но с этими вопросами гидроэнергетики Юга России уже научились справляться.

Сам себе гидроэнергетик

Впрочем, не обязательно сложа руки ждать пока проблема рационального использования гидроресурсов получит свое решение где-то на высоком уровне. Опыт Северной Осетии показывает, что вопрос энергонезависимости небольшого горного поселения вполне можно решить без вмешательства властей и привлечения инвесторов – просто объединив усилия и средства и построив собственную мини-ГЭС

Изготовить ее своими руками довольно легко, если вы обладаете достаточным упорством и хотя бы начальными инженерными навыками, а в непосредственной близости протекает стоящий внимания речной поток.

Существуют различные конструкции лопастей, ротора и привода, которые необходимо выбирать исходя из особенностей самого речного потока и рельефа местности, но основной принцип остается неизменен – водный поток придает вращение валу или тросу, а электрогенератор преобразует эту энергию вращения в постоянный ток. Мощность, которую можно в идеале получить от самодельной турбины, может достигать несколько десятков кВт, чего может быть вполне достаточно для энергоснабжения даже нескольких домов в отдаленном горном селении. Чтобы использовать эту энергию эффективно нелишними будут аккумуляторы и преобразователь напряжения.

Самодельная мини-ГЭС в Таджикистане мощностью 25 кВт/ч обслуживает не только торговый комплекс хозяина, но и дом инвалидов войны, сельскую мечеть, частные дома соседей, - всего более двадцати объектов. Фото: news.nur.kz.

При этом стоит помнить, что основной фактор, влияющий на мощность гидроагрегата – перепад уровня воды, другими словами – высота, с которой водный поток падает на вращающиеся лопасти поэтому небольшая запруда может значительно увеличить мощность вашей гидроустановки.  

Собственная мини-ГЭС – это хорошее решение для туристических баз, расположенных высоко в горах. Даже если вы решили насладиться потрясающими пейзажами и проникнуться единением с природой, довольно сложно обойтись без электричества. И в таких условиях будет весьма уместным осознание того, что это не продукт бездушной энергосистемы (за который к тому же надо постоянно платить), не результат сжигания бесчисленных объемов солярки (которая тоже по нашим временам стоит немало), а энергия, которую дает вам сама природа. 

Читайте также:  Прикладная энергетика: укрощение ветра>> Сам себе энергетик: как приручить солнце>>