КАК РАБОТАЕТ ГЭС

Люди давно научились использовать энер­гию движущейся воды. Если до половины по­грузить в реку колесо с лопастями на ободе, то оно начнет вращаться, потому что вода будет увлекать за собой нижние лопасти колеса. Примерно так работали (и кое-где работают до сих пор) водяные мельницы. Водяное коле­со в них насажено на вал жернова. Вращает вода колесо — вращается и жернов, мелет зерно.

Но вот сто с лишним лет назад появился более совершенный водяной двигатель — гид­равлическая турбина (сокращен­но — гидротурбина). Появились генераторы, превращающие механическую работу в электрическую энергию (см. ст. «Двигатели и генераторы»). И к концу XIX в. началось сооружение гидроэлектрических станций — ГЭС.

Прямо в русле реки, даже с быстрым тече­нием, ставить турбины нельзя: у реки не хва­тает силы проворачивать тяжелую турбину. Другое дело на водопадах: там вода стремитель­но летит вниз, у нее большой напор.

Но водопадов не так много, да и не очень удобно ставить возле них турбины. Поэтому придуманы искусственные водяные «ступеньки» — плотины.

напор создается разностью уровней воды. Поэтому говорят, что водяное колесо вращается под напором в столько-то метров.

Если перегородить реку прочной плотиной, а в теле плотины оставить только небольшое отверстие, то вся вода, что есть в реке, должна будет протекать через это отверстие. Значит, перед плотиной река под­нимется и разольется, а за" плотиной останется на прежнем уровне. Появится разница уровней, возникнет напор воды.

Поставим у отверстия плотины гидротур­бину — и она начнет вращаться, используя напор воды. Соединим турбину с генератором— его ротор тоже придет в движение, в обмот­ке статора появится ток.

Заметьте: напор перед плотиной сохраняется круглый год, потому что вода запасается в водо­хранилище, искусственном море, и стекает равномерно, хотя зимой и летом река несет меньше воды, а осенью и весной — больше.

Впрочем, есть и гидроэлектростанции без плотин. Например, на горных реках плотины получаются очень высокими и дорогими. В этих случаях воду из реки подводят к электро­станциям каналом или тоннелем, называемыми деривационными. В конце дерива­ционного отвода строят здание ГЭС и соединяют трубами канал и гидроэлектростанцию. Теперь часть воды идет по своему руслу, а часть совершает такой маршрут: канал — трубы — турбины ГЭС — русло. Конечно, все это само­теком, потому что канал начинается гораздо выше ГЭС, а впадает обратно в реку ниже.

Принцип работы любой ГЭС прост. Но устройство ее, конечно, не простое. Современ­ная ГЭС — сложное предприятие, насыщенное разнообразными автоматами. Недаром здание машинного зала, плотину, шлю­зы, трансформаторные стан­ции, рыбоподъемники называют об­щим словом гидроузел.

Плотину строят из земли или железобетона. Очень часто земля и железобетон работают рука об руку: там, где надо просто удержать воду, можно применить землю, а для водосли­вов, турбинных камер и вообще «активных» участков плотины нужен железобетон. В теле плотины на заранее рассчитанной высоте де­лают окна для пропуска воды во время па­водка, иначе вода прорвала бы плотину. В остальное время окна закрыты стальными щитами.

Иногда, если нет надобности строить плоти­ну очень высокой, ее делают ниже уровня максимального подъема воды во время паводка. И тогда каждую весну излишняя вода просто-напросто переливается через водосливный уча­сток гребня плотины.

В подводной части плотины проложены трубы для подвода воды к турбинам. Они прикрыты решетками, улавливающими камни, поленья, ветки. В трубах устроены затворы.

100