Вопрос про гидроэлектростанциям

erix
Уже с Приветом
Posts: 3289
Joined: 18 Oct 2005 18:08

Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by erix »

Возник вопрос термодинамический: если мы строим гигаваттную ГЭС и отсылаем электричество куда-то за тысячи километров (в Норильск, пусть плавят нам металл), за счет чего идет выемка этих гигаваттов? Должны ли мы ожидать, скажем, эквивалентное понижение температуры ниже по течению реки?
User avatar
venco
Уже с Приветом
Posts: 2001
Joined: 10 Nov 2004 00:34
Location: MD

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by venco »

Ага, только эквивалентное понижение температуры будет очень маленьким.
Palych
Уже с Приветом
Posts: 13723
Joined: 16 Jan 2001 10:01

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by Palych »

Маленькое понижение за счёт большого объёма воды?
То есть - если ниже по течению реки поставить гигантский кипятильник и запитать его от ГЭС - status quo воccтановится?
vaduz
Уже с Приветом
Posts: 27652
Joined: 15 Jul 2002 17:05
Location: MD

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by vaduz »

Да не будет температура понижаться.
Водa нагреется, но меньше, чем при свободном падении...
Palych
Уже с Приветом
Posts: 13723
Joined: 16 Jan 2001 10:01

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by Palych »

vaduz wrote:Да не будет температура понижаться.
Водa нагреется, но меньше, чем при свободном падении...
А если сравнивать не со свободным падением, а с размеренным течением, как до постройки ГЭС?
vaduz
Уже с Приветом
Posts: 27652
Joined: 15 Jul 2002 17:05
Location: MD

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by vaduz »

Palych wrote:
vaduz wrote:Да не будет температура понижаться.
Водa нагреется, но меньше, чем при свободном падении...
А если сравнивать не со свободным падением, а с размеренным течением, как до постройки ГЭС?
Энергия выделяется одна и та же, независимо от того по какому маршруту перемещается вода между двумя высотами (mgh).
Если поставить ГЭС, то часть энергии выделится в другом месте...
Last edited by vaduz on 15 Nov 2011 04:19, edited 1 time in total.
User avatar
ESN
Уже с Приветом
Posts: 19321
Joined: 04 Jan 2002 10:01
Location: РСФСР-UA-Bayern-München.

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by ESN »

erix wrote: ...за счет чего идет выемка этих гигаваттов?
За счёт уменьшения потенциальной энергии воды
Palych wrote:
vaduz wrote:Да не будет температура понижаться.
Водa нагреется, но меньше, чем при свободном падении...
А если сравнивать не со свободным падением, а с размеренным течением, как до постройки ГЭС?
Без разницы. Просто при размеренном течении тепловыделение будет размазано по всему руслу.
Собс-но - полная аналогия с явлением падения напряжения на участках электрической цепи в зависимости от сопротивления участка.
Tact is the knack of making a point without making an enemy.
erix
Уже с Приветом
Posts: 3289
Joined: 18 Oct 2005 18:08

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by erix »

ESN wrote:
erix wrote: ...за счет чего идет выемка этих гигаваттов?
За счёт уменьшения потенциальной энергии воды
Логично. Я правильно понимаю, что потенциальная энергия воды приблизительно равна нулю в месте впадания реки в океан? По-моему, это значит, что потенциально отобранные гигаватты должны были бы выделиться от (запланированного) места построения дамбы до места впадения реки в океан. В какой форме эта энергия выделилась бы? В тепловой?
erix
Уже с Приветом
Posts: 3289
Joined: 18 Oct 2005 18:08

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by erix »

vaduz wrote:
Palych wrote:
vaduz wrote:Да не будет температура понижаться.
Водa нагреется, но меньше, чем при свободном падении...
А если сравнивать не со свободным падением, а с размеренным течением, как до постройки ГЭС?
Энергия выделяется одна и та же, независимо от того по какому маршруту перемещается вода между двумя высотами (mgh).
Если поставить ГЭС, то часть энергии выделится в другом месте...
Так какой ответ на мой изначальный вопрос? Если ГЭС будет запитывать гигантский supercapacitor условно-бесконечной емкости, от чего-то эта энергия должна же быть отобрана. От чего же?
Hamster
Уже с Приветом
Posts: 11475
Joined: 20 Nov 2000 10:01
Location: Escondido, CA

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by Hamster »

erix wrote:Логично. Я правильно понимаю, что потенциальная энергия воды приблизительно равна нулю в месте впадания реки в океан? По-моему, это значит, что потенциально отобранные гигаватты должны были бы выделиться от (запланированного) места построения дамбы до места впадения реки в океан. В какой форме эта энергия выделилась бы? В тепловой?
Гидроэлектростанция уменьшает скорость течения реки. Если бы ее не было, та же энергия рассеивалась бы или от трения обо дно русла реки, или в процессе циркуляции воды в океане. И да, превращалась бы в тепловую. Сказать конкретнее, где это будет происходить, так сразу затрудняюсь. По порядку величины, знаменитая ДнепроГЭС снимает 1500 мегаватт с 1500 куб.м/с воды, то есть один ватт с грамма в секунду, то есть температура понижается на 0.2 градуса.
Протоукр
Животнае
Уже с Приветом
Posts: 6463
Joined: 13 Aug 2007 00:43

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by Животнае »

erix wrote: за счет чего идет выемка этих гигаваттов?
За счет энергии движения. Не понял, при чем тут вообще температура?
User avatar
ESN
Уже с Приветом
Posts: 19321
Joined: 04 Jan 2002 10:01
Location: РСФСР-UA-Bayern-München.

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by ESN »

erix wrote:Так какой ответ на мой изначальный вопрос? Если ГЭС будет запитывать гигантский supercapacitor условно-бесконечной емкости, от чего-то эта энергия должна же быть отобрана. От чего же?
В конечном итоге - вся энергия отбирается от Солнца, которое переносит воду из океана к истокам реки, увеличивая её (воды) потенциальную энергию.
В процессе стока реки обратно в океан - вся энергия воды переходит в тепло, если часть её не отнимут ГЭС, превратив в электричество.
Tact is the knack of making a point without making an enemy.
User avatar
Flash-04
Уже с Приветом
Posts: 63430
Joined: 03 Nov 2004 05:31
Location: RU -> Toronto, ON

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by Flash-04 »

В конечном итоге - вся энергия отбирается от Солнца, которое переносит воду из океана к истокам реки, увеличивая её (воды) потенциальную энергию.
exactly. тот самый "круговорот воды в природе" который ещё в школьном природоведении в школе проходили.
Ещё стоит в этом ключе озаботится источником энергии ураганов ;) та же самая "батарейка".
Not everyone believes what I believe but my beliefs do not require them to.
erix
Уже с Приветом
Posts: 3289
Joined: 18 Oct 2005 18:08

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by erix »

ESN wrote:
erix wrote:Так какой ответ на мой изначальный вопрос? Если ГЭС будет запитывать гигантский supercapacitor условно-бесконечной емкости, от чего-то эта энергия должна же быть отобрана. От чего же?
В конечном итоге - вся энергия отбирается от Солнца, которое переносит воду из океана к истокам реки, увеличивая её (воды) потенциальную энергию.
В процессе стока реки обратно в океан - вся энергия воды переходит в тепло, если часть её не отнимут ГЭС, превратив в электричество.
Правильно, однако о понижении температуры в дельте реки из-за постройки ГЭС я информации пока нигде не видел, я не знаю, насколько реально эта температура падает, скажем на сколько падает температура Ангары в точки впадения ее в Енисей из-за отбора 3GW на Богучанской ГЭС? 3GW это много или мало?
vaduz
Уже с Приветом
Posts: 27652
Joined: 15 Jul 2002 17:05
Location: MD

Re: Вопрос про гидроэлектростанциям

Post by vaduz »

erix wrote: Правильно, однако о понижении температуры в дельте реки из-за постройки ГЭС я информации пока нигде не видел, я не знаю, насколько реально эта температура падает, скажем на сколько падает температура Ангары в точки впадения ее в Енисей из-за отбора 3GW на Богучанской ГЭС? 3GW это много или мало?
Рассчетный напор Богучанской ГЭС - 65.5м
Если бы вся энергия уходила на тепло, то вода при падении с такой высоты нагревалась бы на 0.15 градусов цельсия.
ГЭС находится на высоте 208м над уровнем моря, что дает 0.49 градусa нагрева воды.
Т.е., если бы ГЭС имела КПД 100%, то вместо повышения температуры воды на 0.49 в устье реки мы имели бы 0.34 градуса.

Однако, эффект от ГЭС на температуру в устье намого меньше, поскольку общий (не путать с кпд генератора) КПД ГЭС, возьмем с потолка, ~66%, т.е. будет где-то 0.39 вместо 0.49. ( Из общих соображений КПД должен быть сильно ниже 100% )

Кроме того, повышение температуры нивелируется более быстрой потерей тепла за счет более интенсивного испарения и излучения.

Видимо, эффект от гравитационного нагрева пренебрежимо мал по сравнению с другими, типа образования водохранилища; появления порога на реке, вместо плавного течения.

Return to “Наука и Жизнь”