БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Полезная модель относится к электроэнергетической отрасли и может применяться в других отраслях с использованием энергии речной воды.
Существуют гидроэлектростанции, состоящие из плотины для накопления воды и поднятия ее уровня, турбин, вращающихся под действием падающей воды, электрогенераторов для выработки электроэнергии, соответствующих устройств для приведения токовых характеристик и напряжения под стандартные и других вспомогательных средств. Такая гидроэлектростанция отрицательно влияет на гидросферу района, миграцию рыб, нарушает геоморфологию территории, затапливает огромные территории, меняет и угнетает флору и фауну. Имеет место и другие опасности для населения и экологии района в целом.
Существуют также гидроэлектростанции, устроенные на естественном или параллельном искусственном русле реки с плотиной или без плотины, но сохраняя основное русло реки без изменения. При этом также выполняются большие земляные работы, нарушается гидросфера и геоморфология района.
Известны гидроэлектростанции без плотины, использующие скоростное течение реки для вращения электрогенераторов с помощью различных устройств (патент JP №58183870, кл. F03B 13/08, 27.10.1983). Указанный свободнопоточный гидроагрегат, установленный на дне реки, вырабатывает электрическую энергию за счет энергии потока воды на локальном участке. Такая электростанция маломощна и практического применения не нашла.
Наиболее близкой к данной полезной модели по целям и задачам является бесплотинная гидроэлектростанция (см. патент RU №2347937 С1 Кл. F03B 13/10, Е02 В 9/00), содержащая водовод с быстродействующим затвором двухстороннего действия, турбину, перепускные патрубки с установленными в них обратными клапанами, буферные емкости. Конструкция позволяет напор воды направлять в турбину для выработки электроэнергии, причем турбина может работать при потоке воды в прямом и обратном направлении. Однако такая гидроэлектростанция имеет сложную конструкцию, ненадежна при эксплуатации, имеет невысокую мощность вырабатываемой электроэнергии.
Цель разработки полезной модели - создание электростанции с использованием речной воды без устройства плотины, не нарушая экологии района, в то же время получение практически значимого количества электроэнергии.
Цель достигается тем (рисунок 1), что по несудоходной части реки на дно реки без копки траншей прокладываются трубы большого диаметра 1 протяженностью несколько километров, по которым вода со скоростью течения реки поступает в буферную емкость 2. Высота буферной емкости относительно поверхности воды в реке приблизительно равна разности отметок уреза воды в начале и конце труб. Далее вода поступает в турбинное устройство 3, где под действием падающей воды вращается ротор турбины, который вращает ротор электрогенератора 4. Ток, выработанный генератором, превращается в промышленную частоту в преобразователе 5. Глубина прокладки труб в воду ориентировочно один метр до верха трубы, чтобы в зимнее время лед не раздавил трубу. В серединной части трубопровода, в целях удешевления строительства могут применяться трубы из гибкого материала 6, не подвергающегося коррозии. В начале труб устанавливается приемный шахтный оголовок 7, перекрытый колпаком с антисифонной трубкой. Такой оголовок предотвращает одновременно попадание плавающего мусора и ила в трубы. Трубы от смещения закрепляются в отдельных местах якорями 8. В пониженных местах рельефа дна реки к трубам большого диаметра присоединяются промывочные устройства 9 для периодической промывки от донных осадков
Такая конструкция электростанции требует минимальный объем землеройных работ, не угнетает флору и фауну территории, не требует многочисленного обслуживающего персонала, не представляет угрозу для населения при природных катаклизмах и других форс-мажорных обстоятельствах. Тектонические проявления земли и возможные несанкционированные действия посторонних лиц не вызывают вторичные разрушения и затопления.
При удачном подборе места строительства проект может окупиться за 10 лет и менее. Наиболее эффективно такое устройство может применяться в горных районах Кавказа, средней Азии, а также Алтая и Сибири.
Справка.
На реке Кама при длине трубопроводов 8 км перепад отметок поверхности воды составляет 4-5 м. Если параллельно проложить 3 трубы диаметром 1020×4 мм длиной 8 км, то ориентировочно можно получить мощность 100 кВт. В горных реках Кавказа, средней Азии, Алтая можно получить несколько раз больше энергии, проложив даже только одну трубу по руслу реки.