Одним из перспективных решений проблемы энергодефицита малых населенных пунктов является использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ). По сравнению с линиями электропередач (ЛЭП), они обладают рядом преимуществ:
1. Нахождение источника электроснабжения непосредственно рядом с потребителем.
2. Простота обслуживания таких энергоустановок.
3. В то время как через ЛЭП передается электроэнергия, полученная с электростанций, работающих на традиционном топливе, электроэнергия от нетрадиционных электростанций поступает из неиссякаемого доступного и экологичного источника.
4. Для исследования были выбраны источники возобновляемой электроэнергии, которые присутствуют на территории Кемеровской области (вода, ветер, солнце).
Кузбасс характеризуется:
1. Достаточно обширной речной сетью, принадлежащей бассейну реки Обь.
2. Преимущественно равнинный рельеф, но наличие на юге таких горных систем, как Кузнецкий Алатау, Салаирский кряж, Горная Шория (рис. 1).
3. Резко континентальный климат (зима продолжительная и холодная, лето короткое и теплое (рис. 2).
4. Среднегодовой световой день 12 часов [1].
5. Продолжительность ледостава 155– 185 дней (конец ноября – середина апреля).
В силу наличия большого количества рек перспективно использование гидроэлектростанций. Был проведен анализ северных районов Кемеровской области и выбраны населенные пункты, в которых теоретически целесообразно применять гидроэлектростанции, но с учетом того, что северные районы характеризуются равнинным рельефом, удлиненно-плавным перепадом высот и невысокими скоростями течения рек, то наиболее выгодным вариантом является установка мини- и микро-ГЭС свободно-поточного типа с горизонтальной осью вращения. Они не требуют какого-либо напора воды, а зависят только от площади погружаемой поверхности и скорости течения реки. Также возможно их использование во время паводков, когда уровень воды значительно повышается и вместе с тем повышается скорость течения при оснащении конструкции специальным регулятором высоты оси турбины. Расчет мощности погружной турбины рассчитывается по формуле [2]: