Малая гидроэнергетика


Малая гидроэнергетика, раздел энергетики, связ. с использованием потенциальной энергии малых водных потоков. Первонач. энергия потока воды использовалась в приводах молотов, воздуходувок, лесопильных и муком. мельниц; на ней работали все металлург. заводы, осн. в 18 — 1-й пол. 19 в. на территории современной Челябинской обл. (см. Горнозаводская промышленность). Для получения гидравлич. энергии на малых притоках крупных рек или в их верховьях создавались плотины, образовывавшие пруды с определ. запасом воды. Гидросооружения представляли собой деревянной конструкции выс. 4 саж (8,5 м; полости заполнялись глиной) на сваях. Со стороны, обращ. к пруду. делалась пологая отсыпь. В осн. части плотин имелось неск. прорезов — для сброса излишков паводковых вод и подачи воды на колеса различных заводских механизмов. Нек-рые сооружения строились из бутового камня. Применялись верхнебойные (наливные) колеса, на к-рые падал водный поток, поднятый плотиной на большую выс. Мощность водяного двигателя определялась напором и расходом воды, конструкцией водяного колеса. В 1850-х гг. энергетич. х-во Нижнеуфалейского чугуноплавильного и железоделательного завода составляло 19 водяных колес общей мощностью 572 л. с. Во многом уник. было др. гидротехн. сооружение, сконструир. мастеровыми Саткинского чугуноплавильного завода (была перепружена р. Б. Сатка, сооружена плотина в 18 км от завода на оз. Зюраткуль). Во 2-й пол. 19 в. на урал. заводах водяные колеса были заменены турбинами (отличались искривл. формой лопастей и были рассчитаны на большие скорости вращения). Как правило, водяные турбины совмещались с паровыми двигателями, становившимися незаменимыми в маловодные периоды. К 1883 энергетич. х-во Симского завода (см. Симский горный округ) включало 2 водяных колеса (общей мощностью 40 л. с.), 2 турбины (160 л. с.) и 1 локомобиль (паросиловая установка); Катав-Ивановского (ныне Катав-Ивановский литейно-механический завод) — 4 водяных колеса общей мощностью 560 л. с., неск. турбин (350 л. с.) и 7 локомобилей (996 л. с.). С изобретением генератора электрич. тока, приводимого во вращение гидравлич. турбиной, к малым ГЭС стали относить агрегаты с установл. мощностью от 0,1 тыс. до 30 тыс. кВт и диаметром рабочего колеса не более 3 м, к микроГЭС — станции мощностью менее 0,1 тыс. кВт. В 1908 на р. Б. Сатка по проекту инж. Б. Бахметьева началось сооружение первой на территории области ГЭС — Порожской, к-рая функционирует до сих пор (см. Пороги). Плотина станции (выс. 21 м, дл.— 125), выполн. путем кладки из природного камня, образовала Порожское водохранилище объемом 2,5 млн м3. В машинном зале ГЭС было установлено 2 гидротурбины, изготовл. на заказ в Германии. Одна из них (800 л. с.) питала электропечи ферросплавного завода, вторая (50 л. с.) использовалась для освещения производств. помещений и заводского поселка. В 1939—40 на Порожской ГЭС установлен генератор мощностью 750 кВт. В нач. 20 в. на территории современной Челябинской обл. насчитывалось неск. десятков водяных мельниц, в 1920 — 105. В 1930 на Саткинском металлург. заводе смонтирована и введена в эксплуатацию гидротурбина мощностью 500 кВт. В предвоен. период на территории области действовала также Нижнеуфалейская ГЭС (на р. Уфалей), в годы Великой Отечественной войны построена малая ГЭС в с. Уйском. Согласно планам, составлявшимся в 1940-х гг., на территории Челябинской обл. предполагалось построить (в нек-рых случаях реконструировать) 16 малых ГЭС общей мощностью св. 60 тыс. кВт с выработкой 250 млн кВт∙ч электроэнергии в год. Планы были реализованы лишь в отношении Зюраткульского каскада на р. Б. Сатка, вода к к-рому подводилась по бетонному желобу. В 1950 пущена 1-я, в 1951 — 2-я Зюраткульские ГЭС общей мощностью 5600 кВт (4 гидротурбины). Невыполнение проектов 1940-х гг. объяснялось тем, что большее внимание уделялось стр-ву мощных ТЭС, работающих гл. обр. на угле, и получению энергии из соседних регионов. В середине 1970-х гг. в Челябинской обл. действовали 5 малых ГЭС: 1-я и 2-я Зюраткульские, Порожская, Аргазинская (установл. мощность 1000 кВт, 1 гидротурбина) и Шершневская ГЭС (последние две были созданы на р. Миасс). К 21 в. оборудование всех перечисл. станций, кроме Порожской, законсервировано или демонтировано. В нач. 2000-х гг. в области действовали еще 2 малые ГЭС (см. табл.): в составе ММК (на р. Урал) и комбината «Магнезит» (на р. Б. Сатка). М. г. применяется для снятия повыш. нагрузок энергосистем, может развиваться по бесплотинной технологии. Важную роль малые ГЭС играют в развитии автономного энергоснабжения. В структуре обл. пр-ва электроэнергии 99,99% приходится на тепловые станции и лишь 0,01% — на ГЭС.