C Вами Василий Степанов и рассылка

 Энергии будущего.

 Гидроэлектростанция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Одна из самых крупных по выработке российская ГЭС — Братская

Плотина Серрон Гранде в Сальвадоре, вогнутая для увеличения прочности тела плотины

Гидроэлектроста́нция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.

Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа.

Особенности

Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.

Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии

Возобновляемый источник энергии

Значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций

Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое

Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей

Водохранилища часто занимают значительные территории

Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.

Принцип работы

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией — естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.

Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля за работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:

мощные — вырабатывают 250 МВт и выше;

средние — до 25 МВт;

малые гидроэлектростанции — до 5 МВт.

Мощность ГЭС напрямую зависит от напора воды, а также от КПД используемого генератора. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.

Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использования напора воды:

высоконапорные — более 60 м;

средненапорные — от 25 м;

низконапорные — от 3 до 25 м.

В зависимости от напора воды, в гидроэлектростанциях применяются различные виды турбин. Для высоконапорных — ковшовые и радиально осевые турбины с металлическими спиральными камерами. На средненапорных ГЭС устанавливаются поворотнолопастные и радиально-осевые турбины, на низконапорных — поворотнолопастные турбины в железобетонных камерах. Принцип работы всех видов турбин схож — вода, находящаяся под давлением (напор воды) поступает на лопасти турбины, которые начинают вращаться. Механическая энергия, таким образом, передается на гидрогенератор, который и вырабатывает электроэнергию. Турбины различаются некоторыми техническими характеристиками, а также камерами — железными или железобетонными, и рассчитаны на различный напор воды.

Гидроэлектрические станции также разделяются в зависимости от принципа использования природных ресурсов, и, соответственно, образующейся концентрации воды. Здесь можно выделить следующие ГЭС:

русловые и приплотинные ГЭС. Это наиболее распространенные виды гидроэлектрических станций. Напор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.

плотинные ГЭС. Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно, как в русловых ГЭС.

деривационные гидроэлектростанции. Такие электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создается посредством деривации. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Последние — спрямлены, и их уклон значительно меньший, нежели средний уклон реки. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС. Деривационные ГЭС могут быть разного вида безнапорные, или с напорной деривацией. В случае с напорной деривацией, водовод прокладывается с большим продольным уклоном. В другом случае в начале деривации на реке создается более высокая плотина, и создается водохранилище — такая схема еще называется смешанной деривацией, так как используются оба метода создания необходимой концентрации воды.

гидроаккумулирующие электростанции. Такие ГАЭС способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы таких электростанций следующий: в определенные моменты (времена не пиковой нагрузки), агрегаты ГАЭС работают как насосы, и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода из них поступает в напорный трубопровод и, соответственно, приводит в действие дополнительные турбины.

В гидроэлектрические станции, в зависимости от их назначения, также могут входить дополнительные сооружения, такие как шлюзы или судоподъемники, способствующие навигации по водоему, рыбопропускные, водозаборные сооружения, используемые для ирригации и многое другое.

Ценность гидроэлектрической станции состоит в том, что для производства электрической энергии, они используют возобновляемые природные ресурсы. Ввиду того, что потребности в дополнительном топливе для ГЭС нет, конечная стоимость получаемой электроэнергии значительно ниже, чем при использовании других видов электростанций.

Гидроэнергетика в мире

На 2005 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 63 % возобновимой и до 19 % всей электроэнергии в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает 715 ГВт.

Лидерами по выработке гидроэнергии на гражданина являются Норвегия, Исландия и Канада. Наиболее активное гидростроительство на начало 2000-х ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии, в этой же стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира.

Крупнейшие ГЭС в мире

Основная статья: Крупнейшие ГЭС в мире Наименование      Мощность,

ГВт     Среднегодовая

выработка, млрд кВтч        Собственник             География 

Санься            22,40   100,00             р. Янцзы, г. Сандоупин, Китай

Итайпу           14,00   100,00 Итайпу-Бинасионал р. Парана, г. Фос-ду-Игуасу, Бразилия/Парагвай

Гури   10,30   40,00               р. Карони, Венесуэла

Тукуруи         8,30     21,00   Eletrobrás       р. Токантинс, Бразилия

Гидроэлектростанции России

По состоянию на 2009 год в России имеется 15 действующих, достраиваемых и находящихся в замороженном строительстве гидравлических электростанций свыше 1000 МВт и более сотни гидроэлектростанций меньшей мощности.

Крупнейшие гидроэлектростанции России Наименование     Мощность,

ГВт     Среднегодовая

выработка, млрд кВтч        Собственник             География 

Саяно-Шушенская ГЭС      0,00 (6,40)[сн 1]        23,50[сн 1]     ОАО РусГидро         р. Енисей, г. Саяногорск

Красноярская ГЭС   6,00     20,40   ОАО «Красноярская ГЭС» р. Енисей, г. Дивногорск

Братская ГЭС            4,52     22,60   ОАО Иркутскэнерго, РФФИ         р. Ангара, г. Братск

Усть-Илимская ГЭС            3,84     21,70   ОАО Иркутскэнерго,РФФИ          р. Ангара, г. Усть-Илимск

Богучанская ГЭС[сн 2]        3,00     17,60   ОАО «Богучанская ГЭС», ОАО РусГидро          р. Ангара, г. Кодинск

Волжская ГЭС          2,55     12,30   ОАО РусГидро         р. Волга, г. Волжский

Жигулёвская ГЭС    2,32     10,50   ОАО РусГидро         р. Волга, г. Жигулевск

Бурейская ГЭС[сн 2]           1,98     7,10     ОАО РусГидро         р. Бурея, пос. Талакан

Чебоксарская ГЭС    1,40[сн 3]       3,31[сн 3]       ОАО РусГидро         р. Волга, г. Новочебоксарск

Саратовская ГЭС     1,27     5,35     ОАО РусГидро         р. Волга, г. Балаково

Зейская ГЭС  1,33     4,91     ОАО РусГидро         р. Зея, г. Зея

Нижнекамская ГЭС 1,25[сн 3]       2,67[сн 3]       ОАО «Генерирующая компания», ОАО «Татэнерго»   р. Кама, г. Набережные Челны

Загорская ГАЭС       1,20     1,95     ОАО РусГидро         р. Кунья, пос. Богородское

Воткинская ГЭС      1,02     2,60     ОАО РусГидро         р. Кама, г. Чайковский

Чиркейская ГЭС       1,00     2,47     ОАО РусГидро         р. Сулак

Примечания:

↑ 1 2 Восстанавливается после аварии (2009 год), в скобках указано доаварийное значение.

↑ 1 2 Строящиеся объекты.

↑ 1 2 3 4 Мощность и выработка при проектном уровне водохранилища; в настоящее время фактическая мощность и выработка значительно ниже.

Предыстория развития гидростроения в России

Первая очередь строительства ГЭС:Район          Название       Мощность,

тыс. кВт 

Северный      Волховская    30

            Нижнесвирская        40

            Верхнесвирская        60

Южный          Александровская      200

Уральский     Чусовая          25

Кавказский    Кубанская      40

            Краснодарская          20

            Терская          40

Сибирь           Алтайская      40

Туркестан      Туркестанская           40

В Советский период развития энергетики упор делался на особую роль единого народнохозяйственного плана электрификации страны — ГОЭЛРО, который был утвержден 22 декабря 1920 года. Этот день был объявлен в СССР профессиональным праздником — Днём энергетика. Глава плана, посвященная гидроэнергетике — называлась «Электрификация и водная энергия». В ней указывалось, что гидроэлектростанции могут быть экономически выгодными, главным образом, в случае комплексного использования: для выработки электроэнергии, улучшения условий судоходства или мелиорации. Предполагалось, что в течение 10-15 лет в стране можно соорудить ГЭС общей мощностью 21 254 тыс. лошадиных сил (около 15 млн кВт), в том числе в европейской части России — мощностью 7394, в Туркестане — 3020, в Сибири — 10 840 тыс. л.с. На ближайшие 10 лет намечалось сооружение ГЭС мощностью 950 тыс. кВт, однако в последующем было запланировано сооружение десяти ГЭС общей рабочей мощностью первых очередей 535 тыс. кВт.

Хотя уже за год до этого в 1919 году Совет труда и обороны признал строительства Волховской и Свирской гидростанций объектами, имеющими оборонное значение. В том же году началась подготовка к возведению Волховской ГЭС, первой из гидроэлектростанций возведенных по плану ГОЭЛРО.

Однако и до начала строительства Волховской ГЭС Россия имела достаточно богатый опыт промышленного гидростроительства, в основном, частными компаниями и концессиями. Информация об этих ГЭС, построенных в России за последнее десятилетие 19-го века и первые 20 лет двадцатого столетия достаточно разрознена, противоречива и требует специальных исторических исследований.

Тепла Вам  и света!

 Вами Василий Степанов и рассылка

 Энергии будущего.

Пишите мне по адресу: Stepanov7@bk.ru