Управлять стихиями. Источник ВИЭ можно купить или разработать на грант, затем установить

Источник ВИЭ можно купить или разработать на грант, затем установить

Хотим мы того или нет, а к теме альтернативных источников энергии приходится возвращаться все чаще. Изменения климата, вызванные развитием человеческой цивилизации, увеличением выбросов парниковых газов, числа автомобилей и так далее, заметны и невооруженным глазом. С другой стороны, мы ежегодно увеличиваем потребление электричества, тепловой энергии и ископаемого топлива. Все это вызывает необходимость разработки и внедрения технологий, позволяющих получать энергию, не загрязняя воздух и воду, важнейшие составляющие земной экосистемы.

Жамбылские реалии

Руководитель управления энергетики и жилищно-коммунального хозяйства Кудайберген Корганбаев считает, что Жамбылская область в связи с наличием горного рельефа обладает существенным гидроэнергетическим потенциалом, особенно по малым гидроэлектростанциям мощностью менее 25 мегаватт. - Строительство гидроэлектростанций каскадным методом по малым рекам в Жамбылской области началось в 1950-е годы. Тогда были построены ГЭС-1 и ГЭС-2 на реке Мерке, - рассказал собеседник. - Мощность Меркенской ГЭС-1, запущенной в 1956 году, составляет 0,62 мегаватта, выработка - 3,2 миллиона киловатт/час в год. Мощность ГЭС-2, построенной в 1965 году, - 1,5 МВт, в год вырабатывается 7,45 миллиона кВт/ч. В 2015 году эту станцию модернизировали. В устье реки в 2010 году была построена Меркенская ГЭС-3, мощность которой составляет 1,5 МВт, среднегодовая выработка - 6,5 миллиона кВт/ч, стоимость сооружения - 237 миллионов тенге. В 2013 году введена в эксплуатацию Каракыстакская ГЭС мощностью 2,3 МВт, выработкой 9,78 миллиона кВт/ч в год. Расположена она в селе Каменка района Турара Рыскулова, на реке Каракыстак. В том же году заработала Тасоткельская ГЭС, мощность которой составляет 9,2 мегаватта. Стоимость проекта - более 1,3 миллиарда тенге частных инвестиций. В 2021 году была построена вторая очередь проекта дополнительной мощностью 9,2 мегаватта. Тем временем ТОО «КазГидрооперейтинг» завершает строительство новой гидроэлектростанции (мощностью 13,88 мегаватта) на реке Коксай в Жуалынском районе. В текущем году планируется строительство гидроэлектростанции и на реке Аксай. По словам Кудайбергена Корганбаева, предоставлены земельные участки инвесторам вдоль рек в Меркенском районе для строительства новых объектов ГЭС. Определены также 12 перспективных проектов по объектам ВИЭ, которые могут быть реализованы на 10 реках и водохранилищах области. Ориентировочная мощность станций составляет около 140 мегаватт. Перспективные проекты можно осуществить на территории Жуалынского, Жамбылского, Меркенского, Т. Рыскулова и Кордайского районов, расположенных в верховьях горных рек. Перечень проектов направлен в областной филиал компании «Казахинвест» для предоставления предложений иностранным и отечественным инвесторам. Учитывая природно-климатические условия Жамбылской области, а также значительный энергетический потенциал для использования возобновляемых источников энергии, в дальнейшем работа в этом направлении будет продолжена планомерно.

Классификация станций

Для тех, кто всерьез задумался о перспективах обзаведения собственной электростанцией, пригодится изложенная ниже информация. Мини-ГЭС можно классифицировать по нескольким параметрам. По способу передачи энергии они бывают сетевые, когда электроэнергия сразу генерируется в сеть; накопительные, в которых электроэнергия собирается в аккумуляторах в течение дня, затем с помощью инвертора она преобразуется в требуемую мощность. По типам водных потоков, на которых устанавливаются мини-гидростанции, можно выделить русловые (устанавливаются в руслах рек с небольшим потоком) и стационарные (на водоемах с быстрым потоком). ГЭС второго типа вырабатывают больше энергии. Установки в точках перепада уровня потока используются на естественных и искусственных порогах рек. Мобильные установки сооружаются на малых водоемах, например, ручьях. По типу функционирования мини-ГЭС бывают в виде гирляндной установки; по принципу «водяного колеса»; с ротором Дарье; с пропеллером. По конструкции гидротурбины мини-ГЭС могут быть осевыми, в которых вода движется вдоль турбинной оси и падает на приходящие в движение лопасти; радиально-осевыми, в которых вода сначала движется радиально по отношению к турбине, а затем вдоль оси; ковшовыми, где вода поступает на лопасти через сопла, что увеличивает скорость движения. При ударе воды об лопасть турбина вращается, в процесс вовлекается следующая лопасть и так остальные. Поворотно-лопастными, лопасти которых поворачиваются одновременно с турбинным вращением. Мини-ГЭС состоит из турбины с лопастями, которая соединяется с валом генератора, создающего переменный ток. Ввиду того, что вырабатываемый ток является нестабильным, то в установку ГЭС вводятся дополнительные компоненты. Блок управления турбиной позволяет запускать и останавливать ее, в том числе в аварийном режиме. С его помощью можно контролировать режим работы мини-гидростанции. Блок балластной нагрузки для рассеивания энергии позволяет предупредить выход генератора из строя. Необходимы также стабилизатор или контролер заряда для преобразования напряжения и управления зарядом аккумуляторов, аккумуляторы, накапливающие заряд; инверторные системы для преобразования напряжения. Имея в своем распоряжении необходимый набор элементов, можно соорудить ГЭС своими руками. Для сооружения мини-ГЭС подойдет только ручей с сильным течением. Для установки нужны шланг длиной 10-20 метров, переходник с него на резьбу полдюйма, шаровый кран и турбина. Из пластиковой бутылки нужно приготовить заборную воронку для воды. Срезав ее наполовину, нужно верхнюю часть вставить горлышком в шланг. Полученную конструкцию нужно опустить срезанной частью в ручей и укрепить, например, камнями, чтобы не снесло водой. После укрепления необходимо убедиться, что вода свободно поступает, и проложить шланг вдоль ручья. Чем длиннее шланг и круче уклон, по которому он проходит, тем сильнее будет давление воды. К турбине предварительно присоединяются шаровый кран и переходник, к которому затем нужно подсоединить шланг. Теперь микроГЭС на ручье готова, и можно открывать кран.

Преимущества и недостатки мини-ГЭС

К преимуществам использования микро- и мини-станций относится достаточно недорогое оборудование, позволяющее экономить ресурсы электро­энергии. Не требуется возведения больших сооружений. Работает она вне зависимости от времени суток и погоды; не обязательно наличие большого водоема; излишки электричества можно перенаправить в другие места; почти бесшумная работа оборудования. Еще плюсы - экологичность, нет загрязняющих воду и атмосферу веществ. Флора и фауна водоемов не ощущают вредного воздействия, качество воды остается без изменений. Также нет необходимости перестраивать природный ландшафт местности. Из недостатков можно отметить необходимость достаточной силы течения. Недостаточная сила становится серьезной преградой для установки и эксплуатации оборудования. Для того чтобы исправить положение, необходимо будет устанавливать дополнительное сооружение, чтобы ускорить поток воды. Также некоторые типы мини-ГЭС, например, гирляндный, могут представлять опасность для человека. Микрогидроэлектростанция дает экономические и социальные преимущества, а вырабатываемая электроэнергия имеет низкую себестоимость. Для микроГЭС вполне можно использовать готовые спарки - турбина-генератор российского производства мощностью от 600 до 3000 Вт с напряжением 110, 220, 380V и частотой 50 и 60 Гц. Минимальный вес таких моделей всего 36 килограммов. Цена в зависимости от мощности колеблется от 250 до 500 тысяч тенге. С такими блоками построить микроГЭС можно силами одной семьи.

Гранты от посольства

Сама по себе задача более чем выполнима - такие источники человечество использует еще со времен каменного века. Да тот же способ вялить мясо в тени и на открытом воздухе не что иное, как использование солнечной и ветровой энергии одновременно. Разумеется, нынешние технологии шагнули далеко вперед и позволяют серьезно экономить газ, нефть и уголь, а в локальных масштабах и вовсе заменять их полностью. В нашем регионе немало таких возобновляемых источников энергии (ВИЭ), как малые, мини - и микро­гидроэлектростанции. Мини-ГЭС вырабатывает относительно малое количество энергии. Его достаточно для снабжения частного дома, дачного или иного участка, расположенного недалеко от реки. Необходимость использования мини-ГЭС часто вызвана невозможностью полноценного снабжения электроэнергией и ростом стоимости тарифов. При наличии реки или даже ручья можно соорудить малые ГЭС для личных нужд. Но сразу встает вопрос: а на какие средства производить их разработку и постройку? Государственные гранты немногочисленны, да и получение их связано с целым рядом условий, для тех же сельских жителей (речь идет в первую очередь именно о сельской местности) трудно выполнимых. Получить кредит в банке - тоже не выход. Однако выход на данном этапе имеется. Как многочисленные международные экологические организации, так и посольства развитых стран ежегодно предлагают гранты размером от 20 до 50 тысяч долларов США на разработку и внедрение экологических проектов, в том числе и в области ВИЭ и декарбонизации экономики, то есть снижения выбросов углекислого газа в атмосферу. Проект мини-ГЭС как раз подпадает под условие выдачи гранта, а отыскать предлагаемые организациями-донорами условия в Интернете совсем несложно. Имеется во всем этом и еще один немаловажный аспект. Мини- и микроГЭС при их правильном использовании дают малому бизнесу шанс на большую рентабельность и, соответственно, на большую устойчивость в период роста цен на все и вся.

Юрий ЕФИМОВ