На завершення зазначимо, що до 2010 р. установлена потужність ГЕС та ГАЕС України повинна бути доведена до 14,5 млн. кВт, а вироблення електроенергії - до 17 млрд. кВт*год за рахунок спорудження Унізької ГЕС на р. Дністер, ГЕС та ГАЕС в Закарпатті в складі енергокомплексів та споруджених окремо ГАЕС, а також шляхом будівництва середніх, малих та мікроГЕС. Деяке збільшення виробництва елекгроенергії передбачається за рахунок реконструкції та модернізації існуючих об'єктів гідроенергетики, а також залучення ресурсів малих і середніх річок. Мають бути проведені розробки по перетворенню деяких існуючих ГЕС у ГАЕС, що дозволить значно збільшити регулюючу потужність відносно існуючої.
За прийнятою класифікацією до малих форм гідроенергетики належать мікро- (до 100 кВт), міні- (до 1000 кВт) та малі ГЕС (до 25 мВт).
Досвід спорудження малих ГЕС у США та Німеччині підтверджує, що при обгрунтованому їх спорудженні природне середовище не тільки зберігається, але й можливе відтворення раніше втрачених умов біологічного життя. Мале гідробудівництво може стати одним із засобів відтворення гідрологічного стану водостоків, що гинуть.
Освоєння виробництва лише трьох типорозмірів турбін (25 - 100, 120 - 170, 200 - 300 кВт на напір 5 - 15 м) забезпечує половину потреби в них для малих ГЕС.
Основними передумовами гідроакумулювання електроенергії є потреба в маневреній потужності для покриття піків навантаження та компенсації її короткотермінових змін, ущільненні навантаження з використанням дешевої нічної енергії, збільшенні потужності та часу використання базових електростанцій, економії палива в енергосистемі.
Економія палива при використанні ГАЕС досягається за рахунок довантаження теплового обладнання для зарядки ГАЕС. При цьому споживається менше палива, ніж для виробництва пікової електроенергії на ТЕС чи газотурбінній станції. Крім того, режим її зарядки сприяє введенню в експлуатацію базових електростанцій, які вироблятимуть енергію з меншими питомими витратами палива.
Гідроелектростанції називаються малими, якщо їхня потужність становить менше 25 МВт. Таку потужність, однак, слід вважати умовною, оскільки є багато станцій із встановленою потужністю, яка перевищує зазначену межу, однак за капітальними витратами, конструкційним оформленням, компонуванням та одиничною потужністю агрегатів їх не можна віднести до великих ГЕС (передусім за обсягами попередніх робіт із побудови гідротехнічних споруджень).
Водяні турбіни малої та середньої потужності, які використовуються в малій енергетиці так само, як і у "великій", поділяються на турбіни з віссю, розташованою вздовж потоку, та з віссю, розташованою перпендикулярно до потоку.
Для малої гідроенергетики найбільш складним технічним питанням є проектування турбоагрегатів для заданого потоку води чи протилежне завдання: створення заданої витрати й швидкості води для даної турбіни.
Проектування та установка гідротурбін мають свої особливості, які відрізняють їх від парових і газових турбін. Парові та газові турбіни працюють у комплекті з відповідним чином спроектованими і підібраними джерелами енергії, які однозначно відповідають номінальній потужності агрегатів. При проектуванні гідроагрегатів завжди існує діапазон оцінки потужності потоку робочого тіла, що створює проблеми для проектування та будівництва.
Найбільш трудомістким та складним процесом для гідростанцій є спорудження захисних і напірних дамб, а також водоспадних каналів. Зведення цих споруд останніми роками набагато спростилося завдяки використанню нових матеріалів і готових виробів.
Незаперечною перевагою гідроелектростанцій є їхня стійка, стабільна робота в мережі, на яку не впливають час доби і сезонні зміни. Слід зазначити, що малу залежність від сезонних змін вдається забезпечити не для всіх гідростанцій. Найбільше піддаються впливу сезонних змін міні-ГЕС крайнього півдня та північних регіонів. Тому місце будівництва старанно вибирається.
Досвід деяких держав свідчить, що освоєння потенціалу малих річок з використанням малих ГЕС і міні-ГЕС допомагає вирішити проблему поліпшення енергопостачання. Найбільш ефективними є малі ГЕС, які будуються на наявних гідротехнічних спорудах. За даними фірми "Елімс-Чалмерс" (США), питомі капіталовкладення для новоспоруджених ГЕС потужністю 10 МВт становлять 1100 - 1400 $/кВт, потужністю до 1 МВт - 6800 - 8700 $/кВт. Будівництво малої ГЕС потужністю 1 МВт коштує від 0,5 до 2 $ млн. Прибуток від неї становить $300 тис. на рік, а термін окупності капітальних вкладень - 2...6 років.
Устаткування для малих ГЕС до сьогодні виробляють численні фірми США, Японії, Швеції, Швейцарії, Франції, Австрії, Великої Британії. Виробництво такого устаткування розпочато і в державах Східної Європи. Стандартизоване устаткування для малих ГЕС виробляється в широкому діапазоні параметрів: потужність - від 2 до 15000 кВт; діаметр робочого колеса турбіни - від 190 до 3000 мм; частота обертання - від 50 до 2000 об./хв.; напір - від 1 до 1000 м, витрати води - від 0,01 до 0,75 м3/с. Серйозну увагу приділяють підвищенню економічної ефективності малих ГЕС за рахунок спрощення їх проектування, будівництва та експлуатації, типізації проектних рішень, стандартизації устаткування та повної автоматизації роботи ГЕС.
Діапазон потужностей діючих та проектованих міні-ГЕС держав ЄС наведено в табл. 2.
Таблиця 2.
Діапазон потужностей міні-ГЕС держав ЄС
| Держава | Діапазон встановлених потужностей міні-ГЕС, МВт |
| Велика Британія | 0,076...4,5 |
| Данія | 0,1...1,1 |
| Іспанія | 1... 150 |
| Німеччина | 0,5...40 |
Будівництво міні-ГЕС виявилося дуже дорогим порівняно з іншими видами гідроелектростанцій. Нижче наводяться деякі технічні та фінансово-економічні показники діючих міні-ГЕС держав ЄС (табл. 3).
Таблиця 3.
Техніко-економічні показники міні-ГЕС держав ЄС
| Держава | Потужність, МВт | Перепад висоти, м | Витрати води, м3/с | Вартість проекту, US $ | Періодокупності, рік |
| Франція | 0,2 | 58 | 0,4 | 50 тис. | 10 |
| Німеччина | 3,1 | 2,6 | 140 | 16 млн. | 10,4 |
| Греція | 3,75x3 | 15 | 80 | 41 млн. | 9,5 |
| Велика Британія | 0,6 | 102 | 50 | 100 тис. | 10 |
Зіставити вартості електроенергії міні-ГЕС дуже важко, оскільки вартість виробленої електроенергії залежить від наступних факторів:
· місце будівництва та трудовитрати на будівництво;
· багатофункціональність інженерних споруд (дамба та інші гідротехнічні споруди можуть бути головними об'єктами для зрошування, водопостачання району і тільки в другу чергу для міні-ГЕС);
· умови фінансування;
· вплив на довкілля та соціальні умови;
· потужність турбіни.
Через зазначені причини вартість електроенергії змінюється в кожній місцевості. Однак слід зазначити, що вартість електроенергії, виробленої на міні-ГЕС, майже в 10 разів вища, ніж вироблена на гідротурбінах великої потужності, і становить від 0,046 $/кВт*год і більше.
Чиста технологія вироблення електроенергії є основою зниження викидів СО2 та інших техногенних сполук.
Слід зазначити, що негативний вплив на довкілля, характерний для великих ГЕС (порушення теплового, гідравлічного та кліматичного стану місцевості), не характерний для міні-ГЕС, які використовують природні водяні напори без необхідності будівництва масштабних гідротехнічних споруд.
В Україні нараховується понад 63 тис. малих річок і водотоків загальною довжиною 135,8 тис. км, з них близько 60 тис. (95%) - дуже малі (довжина менше ніж 10 км), їхня сумарна довжина - 112 тис. км, тобто середня довжина такого водотоку - 1,9 км. Більшість малих річок довжиною менше ніж 10 км мають площу водозбору від 20,1 до 500 км2 (87% всієї кількості і 72% всієї довжини малих річок України). Малих річок з площею водозбору від 50,1 до 100 км2 нараховується 890 (28% всієї кількості), а 797 річок (25%) мають площу водозбору 20,1 - 50 км2.
Основною гідрологічною характеристикою є середній багаторічний стік, або норма річного стоку.
Найбільшою водоносністю відрізняються річки Карпат, стік яких значною мірою залежить від висоти басейна.
При використанні енергетичних ресурсів малих річок велике значення має стан льодоставу на річках взимку. Це особливо важливо для мікро-ГЕС, які використовують кінетичну енергію потоку річок.
Енергетичний потенціал малих річок України наведено в табл.4, а його розподіл по областях України - у табл.5.
Таблиця 4.
Гідроенергетичний потенціал малих річок України
| Загальний потенціал | Технічний потенціал | Доцільно економічний потенціал | |||
| млрд. кВт*год/рік | млн. т у.п./рік | млрд. кВт*год/рік | млн. т у.п./рік | млрд. кВт*год/рік | млн. т у.п./рік |
| 12,5 | 4,5 | 8,3 | 3,0 | 3,7 | 1,3 |
Таблиця 5.
Розподіл загального гідроенергетичного потенціалу малих рік по областях України
| Область | Потенціал, млн. кВт*год/рік |
| Автономна Республіка Крим | 211,0 |
| Київська | 200,0 |
| Вінницька | 360,0 |
| Волинська | 115,2 |
| Дніпропетровська | 101,2 |
| Донецька | 189,0 |
| Житомирська | 336,0 |
| Закарпатська | 4532,0 |
| Запорізька | 50,5 |
| Івано-Франківська | 399,0 |
| Кіровоградська | 170,0 |
| Луганська | 436,0 |
| Львівська | 1814,0 |
| Миколаївська | 156,8 |
| Одеська | 37,5 |
| Полтавська | 396,0 |
| Рівненська | 304,0 |
| Сумська | 298,0 |
| Тернопільська | 427,2 |
| Харківська | 268,0 |
| Херсонська | 2,2 |
| Хмельницька | 303,5 |
| Черкаська | 331,0 |
| Чернівецька | 883,7 |
| Чернігівська | 178,2 |
| Усього по Україні | 12500 |
З початку 20-х років в Україні нараховувалося 84 гідроелектростанції загальною потужністю 4000 кВт, а наприкінці 1929 року - вже 150 станцій загальною потужністю 8400 кВт, серед них Вознесенська (840 кВт), Бузька (570 кВт), Сутиська (1000 кВт) та ін. 1934 року було введено в експлуатацію Корсунь-Шевченківську ГЕС (2650 кВт), яка за своїми технічними показниками була однією з найкращих станцій того часу.