Гидроэнергетические ресурсы водохранилищ неэнергетического назначения

На территории СНГ эксплуатируется около 2000 водохранилищ емкостью свыше 1 млн м³ каждое. Большинство водохранилищ построены без ГЭС и предназначены для орошения земель, водоснабжения населения и промышленности. Создаваемые плоти-нами гидроузлов таких водохранилищ напор и попуски в нижний бьеф могут быть использованы для выработки электроэнергии.

Пристройка МГЭС к неэнергетическим водохранилищам обеспечит повышение эффективности комплексного использования водных ресурсов, уменьшит или полностью исключит затраты на создание напорного фронта, водохранилища, водосборных сооружений, на переустройство нижнего бьефа, основание стройплощадки (прокладка дорог, электроснабжение строительства) и др. Эти затраты соизмеримы со стоимостью энергетического тракта МГЭС, а зачастую значительно превышают ее.

Пруды и копани объёмом меньше 1 млн м³ обладают небольшим энергетическим потенциалом, потому что основной объём воды из них забирается из верхнего бьефа, а сбросы в нижний бьеф состоят только из санитарного попуска, составляющего незначительную величину, устанавливаемую по летнему минимальному стоку 85%-го по обеспеченности году.

Расход через турбину рассчитывался, исходя из 85%-го по обеспеченности объёма стока. Для объема около 1 млн м³ площадь водосбора в зависимости от природных условий регионов может колебаться от 100 км² до 250 км² при среднем напоре 2…3 м.

Установленная мощность водохранилищ объёмом не более 1млн м³ составляет менее 10 кВт. Потенциальная энергия этих водохранилищ при 2500 часах использования составляет 1,5 млн кВт·ч.

Достаточно многочисленной группой водохранилищ в России являются водохранилища объёмом от 1 до 10 млн м³ (33% от общего числа). При средних морфометрических характеристиках они обладают энергетическим потенциалом в пределах области около 6 млн кВт·ч, что соответствует установленной мощности менее 100 кВт, то есть здесь могут быть установлены микроГЭС.

Немногочисленную, но достаточно перспективную группу составляют водохранилища не-энергетического назначения с полным объемом больше 10 млн м³.

МГЭС, сооружаемые при водохранилищах неэнергетического назначения, будут работать в режиме попусков в нижний бьеф, подчиненных требованиям основных водопользователей.

Водохранилища, предназначенные для коммунально-бытового и промышленного водоснабжения в нижнем бьефе, характеризуются круглогодичным режимом попусков, поэтому МГЭС, пристраиваемые к таким водохранилищам, будут иметь относительную высокую, причем гарантированную в меженный период, мощность и значительное число часов ее использования (6000…7000).

Снижение уровней верхнего бьефа, следовательно, и напора, на ряде гидроузлов по отношению к максимальному достигает 50…60%. Эффективное использование гидроэнергетического потенциала таких водохранилищ возможно по таким схемам: применение многоскоростных турбин, соединяемых с генератором через редуктор с постоянной частотой вращения; применение многоскоростных генераторов; установка на одной ГЭС турбин, рассчитанных на разные напоры.