Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Гідроелектростанція



План:


Введення

Одна з найбільших з вироблення російська ГЕС - Братська
Гребля Серрон Гранде в Сальвадорі, увігнута для збільшення міцності тіла греблі

Гідроелектростанція (ГЕС) - електростанція, як джерело енергії використовує енергію водного потоку. Гідроелектростанції зазвичай будують на річках, споруджуючи греблі і водосховища.

Для ефективного виробництва електроенергії на ГЕС необхідні два основних фактори: гарантована забезпеченість водою круглий рік і можливо великі ухили річки, сприяють гідробудівництва каньонобразние види рельєфу.


1. Особливості

  • Собівартість електроенергії на російських ГЕС більше ніж у два рази нижче, ніж на теплових електростанціях. [1]
  • Турбіни ГЕС допускають роботу у всіх режимах від нульової до максимальної потужності і дозволяють швидко змінювати потужність при необхідності, виступаючи в якості регулятора вироблення електроенергії.
  • Сток річки є поновлюваним джерелом енергії.
  • Будівництво ГЕС зазвичай більш капіталомістке, ніж теплових станцій.
  • Часто ефективні ГЕС більш віддалені від споживачів, ніж теплові станції.
  • Водосховища часто займають значні території, але приблизно з 1963 р. почали використовуватися захисні споруди ( Київська ГЕС), які обмежували площа водосховища, і, як наслідок, обмежували площа затоплюваної поверхні (поля, луки, селища).
  • Греблі часто змінюють характер рибного господарства, оскільки перекривають шлях до нерестовищ прохідним рибам, проте часто сприяють збільшенню запасів риби в самому водосховищі та здійснення рибництва.
  • Водосховища ГЕС, з одного боку, покращують судноплавство, але з іншого - вимагають застосування шлюзів для перекладу суден з одного б'єфу на інший.
  • Водосховища роблять клімат більш помірним.

2. Принцип роботи

Схема греблі гідроелектростанції

Принцип роботи ГЕС досить простий. Ланцюг гідротехнічних споруд забезпечує необхідний напір води, що надходить на лопаті гідротурбіни, яка приводить в дію генератори, що виробляють електроенергію.

Необхідний напір води утворюється за допомогою будівництва греблі, і як наслідок концентрації річки в певному місці, або деривації - природним струмом води. У деяких випадках для отримання необхідного напору води використовують спільно і греблю, і деривації.

Безпосередньо в самій будівлі гідроелектростанції розташовується все енергетичне обладнання. Залежно від призначення, воно має своє певне поділ. У машинному залі розташовані гідроагрегати, безпосередньо перетворюють енергію струму води в електричну енергію. Є ще всіляке додаткове обладнання, пристрої керування й контролю над роботою ГЕС, трансформаторна станція, розподільні пристрої та багато іншого.

Гідроелектричним станції поділяються в залежності від вироблюваної потужності:

  • потужні - виробляють від 25 МВт і вище;
  • середні - до 25 МВт;
  • малі гідроелектростанції - до 5 МВт.

Потужність ГЕС залежить від напору та витрати води, а також від ККД використовуваних турбін і генераторів. Через те, що за природними законами рівень води постійно змінюється, в залежності від сезону, а також ще по ряду причин, в якості вираження потужності гідроелектричної станції прийнято брати циклічну потужність. Наприклад, розрізняють річний, місячний, тижневий або добовий цикли роботи гідроелектростанції.

Типова для гірських районів Китаю мала ГЕС (ГЕС Хоуцзибао, повіт Сіншань округу Ічан, пров. Хубей). Вода надходить з гори по чорному трубопроводу

Гідроелектростанції також діляться в залежності від максимального використання напору води:

  • високонапірні - понад 60 м;
  • середньонапірні - від 25 м;
  • низьконапірні - від 3 до 25 м.

Залежно від натиску води, в гідроелектростанціях застосовуються різні види турбін. Для високонапірних - ковшові і радіально-осьові турбіни з металевими спіральними камерами. На середньонапірних ГЕС встановлюються поворотнолопастниє і радіально-осьові турбіни, на низьконапірних - поворотнолопастниє турбіни в залізобетонних камерах. Принцип роботи всіх видів турбін схожий - вода, що знаходиться під тиском (напір води) надходить на лопаті турбіни, які починають обертатися. Механічна енергія, таким чином, передається на гідрогенератор, який і виробляє електроенергію. Турбіни відрізняються деякими технічними характеристиками, а також камерами - сталевими або залізобетонними, і розраховані на різний тиск води.

Гідроелектричним станції також поділяються залежно від принципу використання природних ресурсів, і, відповідно, утворюється концентрації води. Тут можна виділити наступні ГЕС:

  • руслові і греблі ГЕС. Це найбільш поширені види гідроелектричних станцій. Напір води в них створюється за допомогою установки мостом, повністю перегороджує річку, або піднімає рівень води в ній на необхідну позначку. Такі гідроелектростанції будують на багатоводних рівнинних річках, а також на гірських річках, у місцях, де русло річки вужче, стисле.
  • пріплотінние ГЕС. Будуються при більш високих напорах води. У цьому випадку річка повністю перегороджується греблею, а сама будівля ГЕС розташовується за греблею, у нижній її частині. Вода, в цьому випадку, підводиться до турбін через спеціальні напірні тунелі, а не безпосередньо, як у руслових ГЕС.
  • дериваційні гідроелектростанції. Такі електростанції будують у тих місцях, де великий ухил річки. Необхідна концентрація води в ГЕС такого типу створюється за допомогою деривації. Вода відводиться з річкового русла через спеціальні водовідведення. Останні - випрямлені, і їх ухил значно менший, ніж середній ухил річки. У результаті вода підводиться безпосередньо до будівлі ГЕС. Дериваційні ГЕС можуть бути різного виду - безнапірні або з напірної деривації. У випадку з напірної деривації, водовід прокладається з великим поздовжнім ухилом. В іншому випадку на початку деривації на річці створюється вища гребля, і створюється водосховище - така схема ще називається змішаної деривації, тому що використовуються обидва методи створення необхідної концентрації води.
  • гідроакумулюючі електростанції. Такі ГАЕС здатні акумулювати вироблювану електроенергію, і пускати її в хід у моменти пікових навантажень. Принцип роботи таких електростанцій наступний: в певні періоди (не пікового навантаження), агрегати ГАЕС працюють як насоси від зовнішніх джерел енергії і закачують воду в спеціально обладнані верхні басейни. Коли виникає потреба, вода з них поступає в напірний трубопровід і приводить в дію турбіни.

До складу гідроелектричних станцій, залежно від їх призначення, також можуть входити додаткові споруди, такі як шлюзи або суднопідіймачі, що сприяють навігації по водоймі, рибопропускні, водозабірні споруди, що використовуються для іригації і багато іншого.

Цінність гідроелектричної станції полягає в тому, що для виробництва електричної енергії, вони використовують поновлювані природні ресурси. З огляду на те, що потреби в додатковому паливі для ГЕС немає, кінцева вартість одержуваної електроенергії значно нижче, ніж при використанні інших видів електростанцій. [2]


3. Гідроенергетика в світі

На 2006 рік гідроенергетика забезпечує виробництво до 88% відновлюваної і до 20% всієї електроенергії в світі, встановлена ​​гідроенергетичних потужностей досягає 777 ГВт.

Абсолютним лідером з вироблення гідроенергії на душу населення є Ісландія. Крім неї цей показник найвищий у Норвегії (частка ГЕС у сумарній виробленні - 98%), Канаді та Швеції. В Парагваї 100% виробленої енергії виробляється на гідроелектростанціях.

Найбільш активну гідробудівництво на початок 2000-х веде Китай, для якого гідроенергія є основним потенційним джерелом енергії. У цій країні розміщено до половини малих гідроелектростанцій світу, а також найбільша ГЕС світу " Три ущелини "на річці Янцзи і споруджуваний найбільший за потужністю каскад ГЕС. Ще більша ГЕС " Гранд Інга "потужністю 39 ГВт планується до спорудження міжнародним консорціумом на річці Конго в Демократичній Республіці Конго (колишній Заїр).

На 2008 рік найбільшими виробниками гідроенергії (включаючи переробку на ГАЕС) в абсолютних значеннях є наступні країни [3] :

Країна Споживання гідроенергії в ТВт год
1. Китай 585
2. Канада 369
3. Бразилія 364
4. США 251
5. Росія 167
6. Норвегія 140
7. Індія 116
8. Венесуела 87
9. Японія 69
10. Швеція 66
11. Франція 63

3.1. Найбільші ГЕС у світі

Найменування Потужність,
ГВт
Середньорічна
вироблення, млрд кВт год
Власник Географія
Три ущелини 22,40 100,00 р. Янцзи, м. Сандоупін, Китай
Ітайпу 14,00 100,00 Ітайпу-Бінасіонал р. Парана, м. Фос-ду-Ігуасу, Бразилія / Парагвай
Гурі 10,30 40,00 р. Кароні, Венесуела
Черчіль-Фолс 5,43 35,00 Newfoundland and Labrador Hydro р. Черчіль, Канада
Тукуруи 8,30 21,00 Eletrobrs р. Токантінс, Бразилія

4. Гідроелектростанції Росії

Станом на 2009 рік у Росії є 15 гідроелектростанцій понад 1000 МВт (діючих, добудовуються або перебувають у замороженому будівництві), і більше сотні гідроелектростанцій меншої потужності.

4.1. Найбільші гідроелектростанції Росії

Найменування Потужність,
ГВт
Середньорічна
вироблення, млрд кВт год
Власник Географія
Саяно-Шушенська ГЕС 2,56 (6,40) [сн 1] 23,50 [сн 1] ВАТ РусГідро р. Єнісей, м. Саяногорск
Красноярська ГЕС 6,00 20,40 ВАТ "Красноярська ГЕС" р. Єнісей, м. Дивногорськ
Братська ГЕС 4,52 22,60 ВАТ Іркутськенерго, РФФД р. Ангара, м. Братськ
Усть-Ілімськ ГЕС 3,84 21,70 ВАТ Іркутськенерго, РФФД р. Ангара, м. Усть-Ілімськ
Богучанська ГЕС [сн 2] 3,00 17,60 ВАТ "Богучанська ГЕС", ВАТ РусГідро р. Ангара, м. Кодінск
Волзька ГЕС 2,58 12,30 ВАТ РусГідро р. Волга, м. Волзький
Жигулевская ГЕС 2,32 10,50 ВАТ РусГідро р. Волга, м. Жигульовськ
Бурейская ГЕС 2,01 7,10 ВАТ РусГідро р. Бурея, сел. Талакан
Чебоксарська ГЕС 1,40 (0,8) [сн 3] 3,31 (2,2) [сн 3] ВАТ РусГідро р. Волга, м. Новочебоксарск
Саратовська ГЕС 1,36 5,7 ВАТ РусГідро р. Волга, м. Балаково
Зейская ГЕС 1,33 4,91 ВАТ РусГідро р. Зея, м. Зея
Нижнєкамська ГЕС 1,25 (0,45) [сн 3] 2,67 (1,8) [сн 3] ВАТ "Генеруюча компанія", ВАТ " Татенерго " р. Кама, м. Набережні Челни
Загорська ГАЕС 1,20 1,95 ВАТ РусГідро р. Кунья, сел. Богородське
Воткінська ГЕС 1,02 2,60 ВАТ РусГідро р. Кама, м. Чайковський
Чиркейськая ГЕС 1,00 2,47 ВАТ РусГідро р. Сулак, п. Дубки

Примітки:

  1. 1 2 Відновлюється після аварії (2009 рік), в дужках вказано доаварійних значень.
  2. Об'єкти, що будуються.
  3. 1 2 3 4 Потужність і вироблення при проектному рівні водосховища; в даний час фактична потужність і вироблення значно нижче, зазначені в дужках.

4.2. Інші гідроелектростанції Росії

4.3. Передісторія розвитку гідростроенія в Росії [4]

Перша черга будівництва ГЕС: [5]
Район Назва Потужність,
тис. кВт
Північний Волховська 30
Ніжнесвірськой 110
Верхнесвірская 140
Південний Александровська 200
Уральський Чусова 25
Кавказький Кубанська 40
Краснодарська 20
Терська 40
Сибір Алтайська 40
Туркестан Туркестанська 40

У Радянський період розвитку енергетики упор робився на особливу роль єдиного народногосподарського плану електрифікації країни - ГОЕЛРО, який був затверджений 22 грудня 1920 року. Цей день був оголошений в СРСР професійним святом - Днем енергетика. Глава плану, присвячена гідроенергетиці - називалася " Електрифікація і водна енергія ". У ній зазначалося, що гідроелектростанції можуть бути економічно вигідними, головним чином, у разі комплексного використання: для вироблення електроенергії, поліпшення умов судноплавства або меліорації. Передбачалося, що протягом 10-15 років в країні можна спорудити ГЕС загальною потужністю 21 254 тис. кінських сил (близько 15 млн кВт), у тому числі в європейській частині Росії - потужністю 7394, в Туркестані - 3020, в Сибіру - 10 840 тис. к.с. На найближчі 10 років намічалося спорудження ГЕС потужністю 950 тис. кВт, однак в подальшому було заплановано спорудження десяти ГЕС загальною робочою потужністю перших черг 535 тис. кВт.

Хоча вже за рік до цього в 1919 році Рада праці і оборони визнала будівництва Волховської і Свірської гідростанцій об'єктами, що мають оборонне значення. У тому ж році почалася підготовка до зведення Волховської ГЕС, першою з гідроелектростанцій зведених за планом ГОЕЛРО.

Проте і до початку будівництва Волховської ГЕС Росія мала досить багатий досвід промислового гідробудівництва, в основному, приватними компаніями і концесіями. Інформація про ці ГЕС, побудованих в Росії за останнє десятиліття 19-го століття і перші 20 років двадцятого століття досить розрізнена, суперечлива і вимагає спеціальних історичних досліджень.

Найбільш вірогідним вважається, що першою гідроелектростанцією в Росії була Березовська (Зиряновский) ГЕС, побудована в Рудному Алтаї на річці Березівка ​​(притока р.. Бухтарми) в 1892 році. Вона була четирехтурбінная загальною потужністю 200 кВт і призначалася для забезпечення електрикою шахтного водовідливу з Зиряновске рудника. [6]

На роль першої також претендує Нигрінская ГЕС, яка з'явилася в Іркутській губернії на річці Нигрі (притока р.. ВАПІ) в 1896 році. Енергетичне обладнання станції складалося з двох турбін із загальним горизонтальним валом, обертаються три динамо - машини потужністю по 100 кВт. Первинне напруга перетворювалося чотирма трансформаторами трифазного струму до 10 кВ і передавалося по двох високовольтних лініях на сусідні копальні. Це були перші в Росії високовольтні ЛЕП. Одну лінію (довжиною 9 км) проклали через Лису гору до копальні негадано, іншу (14 км) - вгору по долині Нигрі до гирла ключа Сухий Лог, де в ті роки діяв копальня Івановський. На копальнях напруга трансформувалося до 220 В. Завдяки електроенергії Нигрінской ГЕС в шахтах встановили електричні підйомники. Крім того, електрифікували прііскова залізну дорогу, що служила для вивезення відпрацьованої породи, яка стала першою в Росії електрифікованої залізницею. [7]


5. Переваги

  • використання відновлюваної енергії.
  • дуже дешева електроенергія.
  • робота не супроводжується шкідливими викидами в атмосферу.
  • швидкий (щодо ТЕЦ / ТЕС) вихід на режим видачі робочої потужності після включення станції.

6. Недоліки

  • затоплення орних земель
  • будівництво ведеться там, де є великі запаси енергії води
  • на гірських річках небезпечні через високої сейсмічності районів
  • скорочені і нерегульовані попуски води з водосховищ по 10-15 днів призводять до перебудови унікальних заплавних екосистем по всьому руслу річок, як наслідок, забруднення річок, скорочення трофічних ланцюгів, зниження чисельності риб, елімінація безхребетних водних тварин, підвищення агресивності компонентів гнусу (мошки) з Через недоїдання на личинкових стадіях, зникнення місць гніздування багатьох видів перелітних птахів, недостатнє зволоження заплавній грунту, негативні рослинні сукцесії (збіднення фітомаси), скорочення потоку біогенних речовин в океани.

7. Найбільші аварії та події

  • Найбільшою аварією за всю історію ГЕС є прорив греблі китайського водосховища Баньцяо на річці Жухе в провінції Хенань в 1975 році. Число загиблих більше 170 000 чоловік, постраждало 11 млн. [8] (Banqiao Dam)
  • 17 травня 1943 - підрив британськими військами по операції Chastise гребель на річках Мене (водосховище Менез) і Едер (водосховище Едерзее), які потягли за собою загибель 1268 чоловік, у тому числі близько 700 радянських військовополонених.
  • 9 жовтня 1963 - одна з найбільших гідротехнічних аварій на греблі Вайонт в північній Італії.
  • У ніч на 11 лютого 2005 в провінції Белуджистан на південному заході Пакистану через потужні зливи стався прорив 150-метрової греблі ГЕС у міста пасном. В результаті було затоплено кілька сіл, більше 135 людей загинули.
  • 5 жовтня 2007 на річці Чу у в'єтнамській провінції Тханьхоа після різкого підйому рівня води прорвало греблю споруджуваної ГЕС Киадат. У зоні затоплення опинилося близько 5 тисяч будинків, 35 осіб загинули.
  • 17 серпня 2009 - велика аварія на Саяно-Шушенській ГЕС (Саяно-Шушенська ГЕС - найпотужніша електростанція Росії). В результаті аварії загинуло 75 осіб, обладнання та приміщень станції було завдано серйозної шкоди.

Примітки

  1. Інтерв'ю професора Дмитра Селютіна.22.08.2009, "ВІСТІ" - www.youtube.com/watch?v=y6Vw0wTt1Iw
  2. Гідроелектрична станція (ГЕС)
  3. TM L'tat paufine L'ouverture DES barrages La concurrence - www.lesechos.fr/info/energie/020239999544.htm / / Les chos. - Paris: 27/11/2009. - № 20561. - С. 21.
  4. "Електроенергетика. Будівельники Росії. XX століття." М.: Майстер, 2003. С.193. ISBN 5-9207-0002-5
  5. За матеріалами Комісії ГОЕЛРО
  6. Березовська ГЕС - syrjanowsk.narod.ru / html / beresowskajages.html
  7. Електроенергетика Іркутської області. Газета "Наука в Сибіру" № 3-4 (2139-2140) 23 січня 1998 - www-sbras.nsc.ru/HBC/hbc.phtml № 26 170 1
  8. ГЕС як зброю - Технології: Hi-Tech / infox.ru - www.infox.ru/hi-tech/tech/2009/08/21/Krupnyeyshiye_GES.phtml

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Мала гідроелектростанція
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru