Гідроелектроста́нція (ГЕС) — електростанція, яка за допомогою гідротурбіни перетворює кінетичну енергію води в електроенергію.

Різновиди ГЕС

ГЕС, будівля якої є частиною греблі, називається русловою (наприклад, Кременчуцька, Київська ГЕС).

Якщо будівля розташована окремо, біля основи греблі на протилежному від водосховища боці, то така ГЕС називається пригреблевою (наприклад, ДніпроГЕС).

ГЕС, до якої вода подається трубами, називається дериваційною (наприклад, Інгурський каскад на Кавказі).

Гідроакумулювальні електростанції (ГАЕС) з оборотними гідроагрегатами (що працюють як генератори струму або водяні помпи) в години малого споживання електроенергії перекачують воду з водосховища у верхній басейн, а в години пікових навантажень виробляють енергію як звичайні ГЕС (наприклад, Київська ГЕС, Дністровська ГАЕС).

ГЕС з використанням енергії припливів називають припливними (наприклад, ГЕС у Франції на річці Ранс).

Принцип роботи

Принцип роботи ГЕС досить простий. Ланцюг гідротехнічних споруд забезпечує необхідний напір води, що надходить на лопаті гідротурбіни, яка приводить в дію генератори, що виробляють електроенергію.

Необхідний напір води утворюється за допомогою будівництва греблі, і як наслідок концентрації річки в певному місці, або деривації — природним струмом води. У деяких випадках для отримання необхідного напору води використовують спільно і греблю, і деривації.

Безпосередньо в самій будівлі гідроелектростанції розташовується все енергетичне обладнання. Залежно від призначення, воно має свій певний поділ. У машинному залі розташовані гідроагрегати, які безпосередньо перетворюють енергію струму води в електричну енергію. Є ще всіляке додаткове обладнання, пристрої керування й контролю над роботою ГЕС, трансформаторна станція, розподільні пристрої та багато іншого.

Гідроелектричні станції залежно від потужності поділяють на такі:

•        потужні —     виробляють від 25 МВт до 250 МВт і вище;
     
•    середні —     до 25 МВт;
     
•    мала     гідроелектростанція — електрична     станція, що виробляє електричну енергію     за рахунок використання гідроенергії,     встановлена потужність якої становить     більше 1 МВт, але не перевищує 10 МВт, що     встановлено Законом України «Про     електроенергетику»;
     
•    мінігідроелектростанція —     електрична станція, що виробляє     електричну енергію за рахунок використання     гідроенергії, встановлена потужність     якої становить більше 200 КВт, але не     перевищує 1 МВт, що встановлено Законом     України «Про електроенергетику»
     
•    мікрогідроелектростанція —     електрична станція, що виробляє     електричну енергію за рахунок використання     гідроенергії, встановлена потужність     якої не перевищує 200 КВт, що встановлено     Законом України «Про електроенергетику»[1]

Потужність ГЕС безпосередньо залежить від натиску води, а також від ККД використовуваного генератора. Через те, що за природними законами рівень води постійно змінюється, залежно від сезону, а також ще від низки причин, як вираження потужності гідроелектричної станції прийнято брати циклічну потужність. Наприклад, розрізняють річний, місячний, тижневий або добовий цикли роботи гідроелектростанції.

Типова для гірських районів Китаю мала ГЕС (ГЕС Хоуцзибао, повіт Сіншань округу Ічан, пров. Хубей). Вода надходить з гори по чорному трубопроводу

Гідроелектростанції також діляться залежно від максимального використання напору води:

•        високонапірні —     понад 60 м;
     
•    середньонапірні —     від 25 м;
     
•    низьконапірні —     від 3 до 25 м.

Залежно від натиску води, в гідроелектростанціях застосовуються різні види турбін. Для високонапірних — ковшові і радіально-осьові турбіни з металевими спіральними камерами. На середньонапірних ГЕС встановлюються поворотнолопатні і радіально-осьові турбіни, на низьконапірних — поворотнолопастні турбіни в залізобетонних камерах. Принцип роботи всіх видів турбін схожий — вода, що подається під тиском (напір води), надходить на лопаті турбіни, які починають обертатися. Механічна енергія, таким чином, передається на гідрогенератор, який і виробляє електроенергію. Турбіни розрізняються деякими технічними характеристиками, а також камерами — залізними або залізобетонними, і розраховані на різний тиск води.

Гідроелектричні станції також розділяються в залежності від принципу використання природних ресурсів, і відповідно створення концентрації води. Тут можна виділити такі ГЕС:

    

   руслові     і пригреблеві ГЕС.

   Це     найпоширеніші види гідроелектричних     станцій. Натиск води в них створюється     за допомогою установки мостом, повністю     перегородка річки, або що піднімає     рівень води в ній на необхідну позначку.     Такі гідроелектростанції будують на     багатоводних рівнинних річках, а також     на гірських річках, у місцях, де русло     річки вужче, стиснуте.

   греблеві     ГЕС.

   Будуються     при більших напорах води. У цьому випадку     річка повністю перегороджуються     греблею, а сама будівля ГЕС розташовується     за греблею, у нижній її частині. Вода,     в цьому випадку, підводиться до турбін     через спеціальні напірні тунелі, а не     безпосередньо, як у руслових ГЕС.

   дериваційні     гідроелектростанції.

   Такі     електростанції будують у тих місцях,     де великий ухил річки. Необхідна     концентрація води в ГЕС такого типу     створюється за допомогою деривації.     Вода відводиться з річкового русла     через спеціальні водовідведення. Водоводи спрямлені,     і їхній ухил значно менший, ніж середній     ухил річки. У підсумку вода підводиться     безпосередньо до будівлі ГЕС. Дериваційні     ГЕС можуть бути різного виду —     безнапірні або з напірної деривації.     У випадку напірної деривації, прокладається     водовід із великим подовжнім ухилом.     В іншому випадку на початку деривації     на річці створюється вища гребля, і     створюється водосховище — така     схема ще називається змішаної деривації,     тому що використовуються обидва методи     створення необхідної концентрації     води.

   гідроакумулюючі     електростанції.

   Такі     ГАЕС здатні акумулювати вироблювану     електроенергію, і пускати її в хід у     моменти пікових навантажень. Принцип     роботи таких електростанцій наступний:     в певні моменти (часи не пікового     навантаження), агрегати ГАЕС працюють     як насоси, і закачують воду в спеціально     обладнані верхні басейни. Коли виникає     потреба, вода з них поступає в напірний     трубопровід і, відповідно, приводить     в дію додаткові турбіни.

У гідроелектричні станції, залежно від їх призначення, також можуть входити додаткові споруди, такі як шлюзи або суднопідйомники, що сприяють навігації по водоймі, рибопропускні, водозабірні споруди, що використовуються для іригації і багато іншого.

Цінність гідроелектричної станції полягає в тому, що для виробництва електричної енергії вони використовують поновлювані джерела енергії. З огляду на те, що потреби в додатковому паливі для ГЕС немає, кінцева вартість одержуваної електроенергії значно нижче, ніж при використанні інших видів електростанцій.

https://www.youtube.com/watch?v=5_UbkxA-4lg