Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Люди очень давно на­учи­лись ис­поль­зо­вать энер­гию воды для того, чтобы вра­щать ра­бо­чие ко­ле­са мель­ниц, стан­ков, пи­ло­рам. Но по­сте­пен­но доля гид­ро­энер­гии в общем ко­ли­че­стве энер­гии, ис­поль­зу­е­мой че­ло­ве­ком, умень­ши­лась. Это свя­за­но с огра­ни­чен­ной воз­мож­но­стью пе­ре­да­чи энер­гии воды на боль­шие рас­сто­я­ния. С по­яв­ле­ни­ем элек­три­че­ской тур­би­ны, при­во­ди­мой в дви­же­ние водой, у гид­ро­энер­ге­ти­ки по­яви­лись новые пер­спек­ти­вы.

Гид­ро­элек­тро­стан­ция пред­став­ля­ет собой ком­плекс раз­лич­ных со­ору­же­ний и обо­ру­до­ва­ния, ис­поль­зо­ва­ние ко­то­рых поз­во­ля­ет пре­об­ра­зо­вы­вать энер­гию воды в элек­тро­энер­гию. Гид­ро­тех­ни­че­ские со­ору­же­ния обес­пе­чи­ва­ют не­об­хо­ди­мую кон­цен­тра­цию по­то­ка воды, а даль­ней­шие про­цес­сы про­из­во­дят­ся при по­мо­щи со­от­вет­ству­ю­ще­го обо­ру­до­ва­ния.

Гид­ро­элек­тро­стан­ции воз­во­дят­ся на реках, со­ору­жая пло­ти­ны и во­до­хра­ни­ли­ща. Боль­шое зна­че­ние для эф­фек­тив­но­сти ра­бо­ты стан­ции имеет выбор места. Не­об­хо­ди­мо на­ли­чие двух фак­то­ров: га­ран­ти­ро­ван­ная обес­пе­чен­ность водой в те­че­ние всего года и как можно боль­ший уклон реки. Гид­ро­элек­тро­стан­ции раз­де­ля­ют­ся на пло­тин­ные (не­об­хо­ди­мый уро­вень реки обес­пе­чи­ва­ет­ся за счёт стро­и­тель­ства пло­ти­ны) и де­ри­ва­ци­он­ные (про­из­во­дит­ся отвод воды из реч­но­го русла к месту с боль­шой раз­но­стью уров­ней).

От­ли­чать­ся может и рас­по­ло­же­ние со­ору­же­ний стан­ции. На­при­мер, зда­ние стан­ции может вхо­дить в со­став во­до­на­пор­ных со­ору­же­ний (так на­зы­ва­е­мые рус­ло­вые стан­ции) или рас­по­ла­гать­ся за пло­ти­ной (при­пло­тин­ные стан­ции).

Гид­ро­элек­тро­стан­ция (ГЭС)  — элек­тро­стан­ция, в ка­че­стве ис­точ­ни­ка энер­гии ис­поль­зу­ю­щая энер­гию вод­но­го по­то­ка. Гид­ро­элек­тро­стан­ции обыч­но стро­ят на реках, со­ору­жая пло­ти­ны и во­до­хра­ни­ли­ща.

Для эф­фек­тив­но­го про­из­вод­ства элек­тро­энер­гии на ГЭС не­об­хо­ди­мы два ос­нов­ных фак­то­ра: га­ран­ти­ро­ван­ная обес­пе­чен­ность водой круг­лый год и воз­мож­но боль­шие укло­ны реки, бла­го­при­ят­ству­ют гид­ро­стро­и­тель­ству ка­ньо­но­об­раз­ные виды ре­лье­фа.

Ра­бо­та гид­ро­элек­тро­стан­ций ос­но­ва­на на ис­поль­зо­ва­нии ки­не­ти­че­ской энер­гии па­да­ю­щей воды. Для пре­об­ра­зо­ва­ния этой энер­гии при­ме­ня­ют­ся тур­би­на и ге­не­ра­тор. Сна­ча­ла эти устрой­ства вы­ра­ба­ты­ва­ют ме­ха­ни­че­скую энер­гию, а затем уже элек­тро­энер­гию. Тур­би­ны и ге­не­ра­то­ры могут уста­нав­ли­вать­ся не­по­сред­ствен­но в дамбе или возле неё. В не­ко­то­рых слу­ча­ях ис­поль­зу­ет­ся тру­бо­про­вод, по­сред­ством ко­то­ро­го вода, на­хо­дя­ща­я­ся под дав­ле­ни­ем, под­во­дит­ся ниже уров­ня дамбы или к во­до­за­бор­но­му узлу ГЭС.

Ин­ди­ка­то­ра­ми мощ­но­сти гид­ро­элек­тро­стан­ций яв­ля­ют­ся две пе­ре­мен­ные: рас­ход воды, ко­то­рый из­ме­ря­ет­ся в ку­би­че­ских мет­рах и гид­ро­ста­ти­че­ский напор. По­след­ний по­ка­за­тель пред­став­ля­ет собой раз­ность высот между на­чаль­ной и ко­неч­ной точ­кой па­де­ния воды. Про­ект стан­ции может ос­но­вы­вать­ся на каком-то одном из этих по­ка­за­те­лей или на обоих.

Со­вре­мен­ные тех­но­ло­гии про­из­вод­ства гид­ро­элек­тро­энер­гии поз­во­ля­ют по­лу­чать до­воль­но вы­со­кий КПД. Ино­гда он в два раза пре­вы­ша­ет ана­ло­гич­ные по­ка­за­те­ли обыч­ных теп­ло­элек­тро­стан­ций. Во мно­гом такая эф­фек­тив­ность обес­пе­чи­ва­ет­ся осо­бен­но­стя­ми обо­ру­до­ва­ния гид­ро­элек­тро­стан­ций. Оно очень надёжно, да и поль­зо­вать­ся им про­сто.

Кроме того, всё ис­поль­зу­е­мое обо­ру­до­ва­ние об­ла­да­ет ещё одним важ­ным пре­иму­ще­ством. Это дли­тель­ный срок служ­бы, что объ­яс­ня­ет­ся от­сут­стви­ем теп­ло­ты в про­цес­се про­из­вод­ства. И дей­стви­тель­но часто ме­нять обо­ру­до­ва­ние не нужно, по­лом­ки слу­ча­ют­ся край­не редко. Ми­ни­маль­ный срок служ­бы элек­тро­стан­ций – около пя­ти­де­ся­ти лет. А на про­сто­рах быв­ше­го Со­вет­ско­го Союза успеш­но функ­ци­о­ни­ру­ют стан­ции, по­стро­ен­ные в два­дца­тых или трид­ца­тых годах про­шло­го века. Управ­ле­ние гид­ро­элек­тро­стан­ци­я­ми осу­ществ­ля­ет­ся через цен­траль­ный узел, и вслед­ствие этого в боль­шин­стве слу­ча­ев там ра­бо­та­ет не­боль­шой пер­со­нал.

Прин­цип ра­бо­ты ГЭС до­ста­точ­но прост. Цепь гид­ро­тех­ни­че­ских со­ору­же­ний обес­пе­чи­ва­ет не­об­хо­ди­мый напор воды, по­сту­па­ю­щей на ло­па­сти гид­ро­тур­би­ны, ко­то­рая при­во­дит в дей­ствие ге­не­ра­то­ры, вы­ра­ба­ты­ва­ю­щие элек­тро­энер­гию.

Не­об­хо­ди­мый напор воды об­ра­зу­ет­ся по­сред­ством стро­и­тель­ства пло­ти­ны, и как след­ствие кон­цен­тра­ции реки в опре­де­лен­ном месте, или де­ри­ва­ци­ей  — есте­ствен­ным током воды. В не­ко­то­рых слу­ча­ях для по­лу­че­ния не­об­хо­ди­мо­го на­по­ра воды ис­поль­зу­ют сов­мест­но и пло­ти­ну, и де­ри­ва­цию.

Не­по­сред­ствен­но в самом зда­нии гид­ро­элек­тро­стан­ции рас­по­ла­га­ет­ся все энер­ге­ти­че­ское обо­ру­до­ва­ние. В за­ви­си­мо­сти от на­зна­че­ния, оно имеет свое опре­де­лен­ное де­ле­ние. В ма­шин­ном зале рас­по­ло­же­ны гид­ро­аг­ре­га­ты, не­по­сред­ствен­но пре­об­ра­зу­ю­щие энер­гию тока воды в элек­три­че­скую энер­гию. Есть еще все­воз­мож­ное до­пол­ни­тель­ное обо­ру­до­ва­ние, устрой­ства управ­ле­ния и кон­тро­ля над ра­бо­той ГЭС, транс­фор­ма­тор­ная стан­ция, рас­пре­де­ли­тель­ные устрой­ства и мно­гое дру­гое.