Новый взгляд на гидроэнергетику.

AM | ДН 25.09.201901.04.2022 Комментариев нет природа, энергетика, энергия

Человек сказал Днепру:
– Я стеной тебя запру.
С. Я. Маршак

Сказал и запер! И не только Днепр, но и множество других рек, а на некоторых построил целые
каскады электростанций.
Человек праздновал победу над Природой, а она, несчастная, пожинала плоды его дерзости.
Под водой оказались чудесные берега рек, огромные пространства с лугами, полями и лесами,
территории поселений с их аллеями, парками, инфраструктурой, достопримечательностями и …
погостами. Мелководья на периферии «рукотворных морей» стали местом застоя, где развелась всякая
вредная болотная живность и даже синезеленые водоросли. Поднятые грунтовые воды превратили
природные уголки в заболоченные места. Плотины стали препятствием для миграции рыб. Шлюзы
осложнили судоходство и исключили возможность прохода мелких плавсредств, а также осуществления
речного сплава. Местами изменился не в лучшую сторону микроклимат прилегающих территорий.
И всё это человек сотворил ради использования механической энергии речного потока.
Однако водные потоки обладают и другим видом энергии – теплотой. Даже зимой вода под
ледовым покровом в глубине имеет температуру в несколько градусов, а в горных реках и водных
артериях южных регионов – и того выше. Сравним эти энергетические потенциалы. Кубометр воды на
перепаде в 10 м способен отдать менее 100 кДж энергии. А тот же кубометр при охлаждении всего лишь
на 1 градус отдаст 1 мегакалорию тепла, что эквивалентно 4,1868 МДж , т.е. более чем в 40 раз. При отборе
этого тепла, естественно, не нужны никакие плотины, шлюзы, громадные турбины, машинные залы и
прочие грандиозные сооружения.
А вот как взять это тепло и с максимальной эффективностью преобразовать его в электрическую
энергию и (или) сделать высокопотенциальным – для использования в системах отопления, иными
словами, как построить у реки бестопливную ТЭЦ – об этом поговорим далее.
Представим себе: в сибирской глубинке геологоразведка нашла месторождение, допустим,
редкоземельных металлов. Для разработки месторождения необходим рудничный комплекс,
обогатительные сооружения и, как минимум, жилой поселок. И сразу же встает проблема создания
системы энергоснабжения. Подвести ЛЭП за сотни вёрст по глухой тайге – дело немыслимое.
Доставлять топливо для местной электростанции – тем более. Где же выход?
А он – рядом! В ближней окрестности течет бурная река, которая даже в сибирские морозы
местами не замерзает. Остается соорудить плотину, поставить турбины с электрогенераторами,
подстанции, проложить сети – и проблема решена! Понятное дело, ГЭС и здесь нарушит здешнюю
экологию, да уж Бог с ней.
Однако сделать всё это в местных условиях практически не возможно. Вот тут и необходим
альтернативный вариант. На нем остановимся поподробнее.
Если у некоторого объёма водного потока забрать 2 – 3 градуса его теплового потенциала, река в
целом этого даже «не почувствует». А нам вполне достаточно. Но как забрать их у холодной воды? Нет
проблем. Для этого давно придуман тепловой насос. Его наглядный пример – обычный холодильник,
который отбирает тепло у холодных продуктов, повышает температуру хладагента на десятки градусов
и отдает это тепло в помещение с температурой воздуха в плюс двадцать градусов…