Шағын өзендер мен бұлақтардағы шағын су электр станциялары көбінесе өз орнында электр энергиясын өндірудің жылдам және арзан әдісі ретінде қабылданады. Дегенмен, жабдықтың ықшамдығы мен қарапайымдылығына қарамастан, мұндай жобалар ағынның нақты есептеулерін және мұқият техникалық-экономикалық негіздемесін талап етеді. Кейбір жағдайларда шағын су электр станциялары тиімді ұзақ мерзімді инвестиция болуы мүмкін, бірақ басқа жағдайларда құрылыс үнемді емес немесе техникалық мүмкін емес.
1. Шағын су электр станциясының қуаттылығын анықтайтын негізгі параметрлер
Белгілі бір ағында немесе шағын өзенде шағын су электр станциясын салудың мүмкін екенін түсіну үшін кем дегенде екі негізгі параметр бойынша деректер болуы керек:
• Күш (м)
Жоғарғы және төменгі су деңгейлері арасындағы биіктік айырмашылығы.
Қысым неғұрлым жоғары болса, судың потенциалдық энергиясы соғұрлым жоғары болады.
• Су шығыны (м³/с)
Ағыс арқылы секундына өтетін су көлемі.
Шағын су электр станциялары үшін мынаны білу маңызды:
- ең аз су ағыны,
- орташа жылдық тұтыну,
- маусымдық ауытқулар.
Тіпті жақсы қысыммен, бірақ жеткіліксіз ағынмен станция тым аз энергия өндіруі мүмкін.
Шамамен қуатты есептеу формуласы:
P = 9,81 × Q × H × η,
мұндағы Q – ағын жылдамдығы, H – қысым, η – тиімділік (әдетте 0,65–0,85).
2. Жобалау алдында қандай мәліметтерді жинау керек?
Ағындағы шағын су электр стансасы жай ғана «онда жай ғана қойылған контейнер» емес. Дұрыс есептеу үшін қажетті деректер үлкен өзендегі станциядан кем емес:
- учаскені зерттеу (профильді және биіктікті өзгерту),
- бірнеше маусымдағы гидрология,
- арна сипаттамалары,
- топырақ түрі және су алуды салу мүмкіндігі,
- кірме жолдардың қолжетімділігі,
- экологиялық шектеулер,
- су ресурстарын пайдаланудың құқықтық шарттары.
Тәжірибеде жобаның тиімді болатынын немесе станцияның жылдың көп уақытында жұмыссыз қалуын анықтайтын гидрология.
3. Ағындарда қандай турбиналар қолданылады?
Төмен қысымдар мен жоғары ағындар үшін - Каплан (тік немесе көлденең).
Орташа қысым үшін - Фрэнсис, ең әмбебап нұсқа.
Жоғары қысымдар мен төмен ағындар үшін - Pelton.
Турбинаны таңдау тікелей әсер етеді:
- жобаның құны туралы,
- CPA туралы,
- айнымалы су ағынымен жұмыс істеу мүмкіндігі үшін.
4. Ағындағы шағын су электр станциясы қай уақытта тиімді?
Бірнеше шарттар бір уақытта орындалса, жоба экономикалық тұрғыдан тиімді болады:
✔ жыл бойы тұрақты су ағыны
Егер ағын кеуіп қалса немесе қатты маусымдық ауытқулар болса, өндіріс 40-80% төмендейді.
✔ құрылыстың қолжетімділігі
Күрделі логистика, жолдардың жоқтығы және тасты топырақты бұрғылау қажеттілігі шығындарды күрт арттырады.
✔ электр энергиясын тұтынушы бар
Төмен қуаттарда «желіде» жұмыс істеу сирек нәтиже береді: электр энергиясын сатып алу тарифтері төмен.
✔ Станция қуаты 50 кВт және одан жоғары
5–20 кВт шағын су электр станциялары дербес нысандарда пайдаланылмаса, көбінесе үнемді емес.
✔ қаржыландыру мен жеңілдіктердің болуы
Жаңартылатын энергия көздерін қолдау бағдарламалары бар жерлерде жобалар өзін-өзі тезірек ақтайды.
5. Шағын су электр станциясы рентабельсіз болуы мүмкін кезде
- Тым аз су ағыны - жақсы қысыммен де.
- Күшті маусымдық нақты тиімділіктің төмендеуін білдіреді.
- Гидротехникалық құрылыстар үшін жоғары шығындар - бөгет, бұру арнасы, су алу.
- Электр желілеріне дейінгі қашықтық қымбат қосылымды білдіреді.
- Сайтта тұрақты тұтынушы жоқ– энергияны желіге сату өте тиімді емес.
Шағын су электр станциясы – бұл ең алдымен «электр қуатын өндіретін қорап» емес, инженерлік құрылым. Жобаның табысты болуы үшін ағын болжамды және жеткілікті қуатты болуы керек.
6. Қорытынды: Ағындағы шағын су электр станциясы тиімді, бірақ дұрыс есептеулермен ғана.
Мұндай станциялар мыналар үшін тамаша шешім бола алады:
- шаруа қожалықтары,
- шалғай кәсіпорындар,
- ауылдар,
- тау нысандары,
- жеке жер иелері.
Бірақ әрбір жағдайда техникалық параметрлерді алдын ала кәсіби талдау қажет. Гидрология, геодезия, қуаттылық есептеулері және шығындар сметасы жобаның тиімді немесе шығынды қателігін анықтайды.
