Вопрос про гидроэлектростанциям

[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?

[venco]

Ага, только эквивалентное понижение температуры будет очень маленьким.

[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]

Да не будет температура понижаться.
Водa нагреется, но меньше, чем при свободном падении...

[Palych]

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]

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...

[ESN]

...за счет чего идет выемка этих гигаваттов?

За счёт уменьшения потенциальной энергии воды

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.

[erix]

...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]

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]

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.

[Животнае]

за счет чего идет выемка этих гигаваттов?

За счет энергии движения. Не понял, при чем тут вообще температура?

[ESN]

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.

[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".

[erix]

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]

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.

[vm__]

... 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.

Про порядки величины - а не слабО кому-то посчитать, насколько вода нагревается, падая с Ниагарского водопада? Типа - порядок?
(Там внизу - не кипяток )

[ESN]

... а не слабО кому-то посчитать, насколько вода нагревается, падая с Ниагарского водопада? Типа - порядок?
(Там внизу - не кипяток )

Перепад высот Ниагарского водопада ниже, чем у вышеприведённой ГЭС. Т.е. нагревается как минимум не сильнее, чем на доли градуса.

[vaduz]

Про порядки величины - а не слабО кому-то посчитать, насколько вода нагревается, падая с Ниагарского водопада? Типа - порядок?
(Там внизу - не кипяток )

Скорее всего, вода охлаждается из-за испарения.
0.01% испаренного обьема перекроет гравитационный нагрев.

[erix]

Про порядки величины - а не слабО кому-то посчитать, насколько вода нагревается, падая с Ниагарского водопада? Типа - порядок?
(Там внизу - не кипяток )

Скорее всего, вода охлаждается из-за испарения.
0.01% испаренного обьема перекроет гравитационный нагрев.

А возможно все это считать чисто из закона сохранения? Как я уже сказал, если дамбой питать суперконденсатор бесконечной емкости, то энергия накапливаемая в конденсаторе неизбежно вынимается из системы. В чем я неправ?

[vaduz]

А возможно все это считать чисто из закона сохранения? Как я уже сказал, если дамбой питать суперконденсатор бесконечной емкости, то энергия накапливаемая в конденсаторе неизбежно вынимается из системы. В чем я неправ?

Что такое система, что такое суперконденсатор бесконечной емкости?
Извините, я не пойму что конкретно вам не понятно...

[Flash-04]

+1

[ESN]

Извините, я не пойму что конкретно вам не понятно...

Имхо, оппонент всё ещё подозревает, что вода, проходя через турбину, реально охлаждается.
Во всяком случае я так понял его реплики.


З.Ы.
В реале - если КПД турбины 100%, то вода температуры не меняет. А если КПД меньше 100%, то вода нагревается (Несильно. Например на Ниагаре - типа на полградуса).

[NanoKaktus]

Такое ощущение что студенты на лекциях в этом семестре уже дошли до steady flow energy equation

[Al Nemiga]

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?

Понижение средней температуры бывает не ниже, а выше по течению. Например, Вилюйское водохранилище замерзает в среднем на 2-3 недели раньше и освобождается ото льда в среднем на месяц подздже, чем река Вилюй до постройки плотины.

[NanoKaktus]

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?

Понижение средней температуры бывает не ниже, а выше по течению. Например, Вилюйское водохранилище замерзает в среднем на 2-3 недели раньше и освобождается ото льда в среднем на месяц подздже, чем река Вилюй до постройки плотины.

Это уже не из курса термодинамики, а из курса гидродинамики