Гидроэлектростанции в системе городского водопровода

В водопроводы Портленда решили установить мини-ГЭС. Преимуществом технологии является полное отсутствие какого-либо негативного воздействия на окружающую среду, а также невысокая себестоимость полученной таким способом электроэнергии.

Проблема в генерации необходимой мощности для нужд простых потребителей может быть частично решена при помощи технологии, которую решили опробовать в городе Портленд штата Орегон. За основу идеи был взят принцип работы деривационных гидроэлектростанций безнапорного типа, когда поток воды за счёт естественного уклона реки приводит в движение лопасти турбины и заставляет вращаться её вал, соединённый с вырабатывающим электроэнергию генератором.  

Американские инженеры из Lucid Energy предложили установить в системе городского водопровода мини-турбины, которые вращались бы за счёт течения по трубам питьевой воды, поставляемой местным жителям. Главным преимуществом технологии является полное отсутствие какого-либо негативного воздействия на окружающую среду, а также невысокая себестоимость полученной таким способом электроэнергии. Разумеется, мощности одной установки вряд ли хватит на электроснабжение даже пары домов, учитывая диаметр трубы, однако несколько мини-ГЭС уже способны полностью взять на себя снабжение школы или другого государственного учреждения, а также снизить расходы на электроэнергию местных жителей.  

Также размещение в водопроводе связки «гидротурбина+генератор» поспособствует снижению тарифной стоимости питьевой воды за счёт уменьшения затрат на электроснабжение устройств по её очистке. 

«В Риверсайде, что в Калифорнии, у нас уже имеется введённая в эксплуатацию система, генерируемой мощности которой хватает, чтобы взять на себя освещение городских улиц», — поделился успехами компании Lucid Energy её генеральный директор Грег Сэмлер (Gregg Semler). 

Поскольку в трубах вода практически не прекращает движение, вырабатываться электроэнергия может круглосуточно даже невзирая на неблагоприятные внешние погодные условия, от которых напрямую зависит КПД тех же солнечных батарей и ветроагрегатов. Правда, законы физики обойти ещё никому не удавалось, поэтому размещать мини-ГЭС предлагается лишь на тех участках трубопровода, где для этого имеется подходящий наклон и вода движется под действием силы тяжести, а не прокачивается насосом. В противном случае эффективность установки окажется не столь высокой и финансово оправданной. 

Вдобавок ко всем описанным преимуществам разработки турбины оснащаются специальными датчиками для определения основных параметров воды на обозначенном участке, что должно упростить работу коммунальным службам. При этом, как отмечают эксперты, вставки из специальных секций труб с размещённой в них турбиной диаметром 107 см лишь незначительно повлияют на скорость течения воды и не потребуют внесения корректировок в штатный режим функционирования всей системы городского водоснабжения.   

«Интегрируемые нами датчики смогут передавать сведения о текущем давлении, отклонения от нормативов показателей которого станут сигналом о нарушении герметичности трубы и необходимости её срочного ремонта. Предполагается, что датчики будут анализировать и качество питьевой воды, лишний раз подтверждая её безопасность для конечного потребителя», — прокомментировал преимущества разработки господин Сэмлер.

Ожидается, что выйти на номинальные показатели заявленной мощности установка Lucid Energy сможет уже весной этого года. Это означает, что количество генерируемой электроэнергии за счёт монтажа секций с турбинами и генераторами, составит около 1,1 ГВт/год. Если посчитать, что в среднем жильцами одного частного домовладения расходуется 300–400 кВт/ч в месяц, то генерируемой электроэнергии хватит на полное обеспечение электричеством примерно 250 домов. 

Спонсировавшая реконструкцию водопровода частная фирма Harbourton Alternative, согласно контракту, намерена продавать государству выработанную на мини-ГЭС электроэнергию и получать с этого прибыль в течение 20 лет, выделяя муниципальному хозяйству средства на мероприятия по плановому обслуживанию установок и их ремонту. 

Хотелось бы отметить, что с точки зрения автора, имеющего непосредственное отношение к данной тематике, выбранный для проекта тип гидротурбины, напоминающий внешне ветрогенератор с вертикальной осью вращения, отходит от привычных стандартов. По этой причине возникает сразу несколько вопросов, один из которых касается коэффициента полезного действия гидротурбины с такой несвойственной для неё конструкцией. В расшифровке нуждается и формулировка о незначительных, как утверждают сами разработчики, изменениях в скорости течения воды. Наличие на небольшом участке водопровода сразу нескольких подобных «заcлонок», перекрывающих немалую часть площади поперечного сечения трубы, приведёт к ощутимому уменьшению её пропускной способности.   

Авторы идеи уверены, что перспективность внедрения их детища в таких штатах, как Калифорния, где 20 % от общего количества потреблённой электроэнергии приходится на работу системы центрального водоснабжения, бесспорно высока. При этом, как уже было отмечено выше, мини-ГЭС позволят контролировать качество воды и своевременно выявлять повреждения на том или ином участке трубы.   опубликовано econet.ru