Гульнара Ибрагимова Если оснастить генераторами существующие американские плотины, гидроэнергетическая отрасль США получит 4 ГВт дополнительных мощностей. Национальная лаборатория Оук-Ридж (ORNL) и Национальная лаборатория Айдахо (INL) подсчитали, что эти объекты смогут ежегодно вырабатывать до 15,2 ТВт·ч электроэнергии – этого хватит, чтобы снабжать более 1,4 млн домохозяйств.
Исследователи изучили свыше 2600 плотин, которые сейчас не производят энергию. В среднем на каждом объекте можно установить турбины мощностью 1,5 МВт. Сегодня в США электричество генерируют лишь около 3% плотин, тогда как остальные регулируют паводки, помогают судоходству и накапливают воду. Если модернизировать уже готовые сооружения, энергетические компании смогут нарастить мощности, не возводя новые преграды на реках.
Около 86% перспективных мощностей приходится на объекты в федеральной собственности. Аналитики считают самыми выгодными регионами бассейн Верхней Миссисипи и Великие озера – там сосредоточено больше всего плотин, где можно получить высокую выработку. Среди подходящих сооружений ученые также упомянули шлюзы и плотину Олмстед в штате Иллинойс.
Ранее эксперты полагали, что неоснащенные плотины могут дать от 12 до 30 ГВт энергии. В ORNL пояснили, что прошлые авторы опирались на неполные данные и слабо учитывали технические ограничения. Руководитель исследования Карли Хансен подчеркнула, что новый проект должен показать рынку реальные, а не только теоретические возможности инфраструктуры.
Чтобы уточнить цифры, специалисты INL написали открытую программу HydroGenerate. Алгоритм анализирует многолетние гидрологические сводки, в том числе архивы американской Геологической службы. База помогает рассчитать расход воды и подобрать оптимальный размер турбины для каждой конкретной плотины. Программа также оценивает напор воды и КПД агрегатов, прогнозируя ежедневную выработку.
Новая модель учитывает сезонные колебания уровня воды и жесткие условия эксплуатации. Многие плотины продолжат защищать территории от наводнений и пропускать суда, а это неизбежно ограничивает работу гидрогенераторов. Исследователь INL Хуан Гальего-Кальдерон отметил, что исходный код HydroGenerate открыт, поэтому инвесторы и проектировщики смогут самостоятельно проверять, насколько рентабельно монтировать оборудование на выбранном участке.
Результаты расчетов уже добавили в публичные аналитические платформы NPD Hydro и HydroSource. С их помощью чиновники, владельцы сооружений и девелоперы могут прикинуть, через какое время окупится оборудование, и оценить, как монтаж повлияет на природу и местные энергосети. В будущем лаборатории планируют охватить Аляску и Гавайи, а также добавить в алгоритм климатические сдвиги. Карли Хансен напоминает, что инженеры проектируют и строят гидроэлектростанции десятилетиями, поэтому рынку нужно понимать, сколько воды будет в реках через много лет. Деньги на работу выделило профильное управление Министерства энергетики США.
