Учебно-методическое пособие Ростов-на-Дону 2019

6. Использование энергии рек, морей и океанов 
 
6.1 Использовании энергии рек 
Многие тысячелетия человек использует энергию, заключенную в текущей 
воде. Вероятно, первым механизмом, в котором человек использовал энергию 
воды, была простейшая водяная турбина. Именно ее применяли в качестве 
привода на мельницах, где измельчалось зерно. Подобные турбины имели 
водяные колеса с горизонтально размещенными лопатками. Применялись они, в 
основном, в горных районах, где есть реки и ручьи с достаточно сильным 
напором. На медленно текущих равнинных реках водяные колеса с горизонтально 
размещенными лопатками были малоэффективными. Более эффективным стало 
вертикальное водяное колесо большими лопастями и горизонтальным валом. Вал 
колеса соединялся деревянными зубчатыми колесами с вертикальным валом, на 
котором был закреплен мельничный жернов. Похожие по схеме работы мельницы 
используются и сегодня. Водяные колеса различной конструкции почти полторы 
тысячи лет являлись основным источником энергии для разнообразных 
производственных процессов, заменяя физический труд человека. 
Устройство, в котором энергия воды используется для совершения работы, 
принято называть водяными (гидравлическими.) двигателями. На современных 
гидроэлектростанциях (ГЭС) также используются гидравлические двигатели – 
гидравлические турбины, на лопатки которых поступает поток воды, 
движущийся с большой скоростью. Благодаря наличию плотины, преграждающей 
русло реки, поток направляется через защитную сетку и регулируемый затвор к 
турбине, вал которой соединен с валом электрогенератора. Механическая энергия 
воды с помощью турбины и генератора преобразуется в электрическую. После 
прохождения турбины вода стекает в реку через постепенно расширяющийся 
туннель. Гидроэлектростанции классифицируются по величине напора, 
создаваемого плотиной, на: низконапорные ГЭС (напор до 10 м), средненапорные 
(до 100 м) и высоконапорные (свыше 100 м). Затраты на строительство ГЭС 
довольно велики, но они компенсируются тем, что бесплатным является сам 
источник энергии – вода. Мощность современных ГЭС превышает 100 МВт, а 
КПД составляет 95 %. Эта мощность достигается при сравнительно малых 
скоростях вращения ротора (около 100 об/мин), поэтому современные 
гидротурбины имеют очень большие размеры. Например, рабочее колесо турбины 
Волжской ГЭС имеет высоту около 10 м и весит 420 т. Преимущества 
гидроэлектростанций очевидны – непрерывно возобновляемый природой запас 
энергии воды, простота эксплуатации, отсутствие вредных выбросов в 
окружающую среду.
В нашей стране построены и успешно эксплуатируются очень мощые ГЭС: 
каскад Волжских ГЭС, Красноярская, Братская, Саяно-Шушенская ГЭС и другие. 
Эти станции, производящие большое количество относительно дешевой 
электроэнергии, стали центрами мощных промышленных комплексов. Однако 
строительство ГЭС имеет и отрицательные стороны. Во первых это требует 

---

93 
огромных капитальных вложений, а во вторых приводит к затоплению больших 
территорий. Поэтому дальнейшее развитие гидроэнергетики, связанное со 
строительством ГЭС на равнинных реках, является достаточно спорным. 
Преимущественное развитие должны получить малые ГЭС, обустроенные на 
малых реках и не требующие сооружения гигантских плотин.