Расчет гидрогенератора

Содержание

Введение  ………………………………………………………………………………..2 стр.

1. Технико-экономическое обоснование строительства малых ГЭС

               а) Преимущества эксплуатации малых ГЭС (актуальность)……………………….5 стр.

           б) Выбор строительства типа плотин………………………………………………...5 стр.

                в) Выбор типа оборудования ГЭС………………………………………………….10 стр.

2. Факторы формирования и гидрологический режим поверхностного стока рек Кыргызстана (общий анализ).

        а) Краткая характеристика бассейнов…………………………………………...12 стр.

        б) Гидрологическая характеристика  рек Северного склона Кыргызского хребта                                                                                                          бассейнов рек Аламедин и Алаарча……………………….…….…14 стр.

                  в) Гидрологический  режим рек Аламедин и Ала-Арча………………………...14 стр.

                     - средние месячные и среднегодовые, максимальные и минимальные расходов воды для расчета гидрологических параметров стока.

            -внутригодовое распределение стока и объём стока в створах намечаемого строительства ГЭС.

3. Оценка гидроэнергетического потенциала рек Аламедин и Алаарча. ……………20 стр.
4. Экологические аспекты
5. Заключение. ……………………………………………………………………………22 стр.

6.    Список использованной литературы.  .………………………………………………23 стр.

               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Цель.

Увеличение использования  энергетических ресурсов заслуживает  внимания. Это приведёт к децентрализации  производства энергии, и принесёт пользу общинам горных районов и в целом разгрузит существующие сети. Необходимо как можно больше участвовать в разработке и осуществлении строительства энергетических станций. Местное управление энергостанциями позволит создать независимость и доверие как поставщиков, так и потребителей электроэнергии. Для этого должна быть создана правовая база и должны быть реализованы программы развития малой энергетики.

Кыргызстан - одна из немногих стран аридного региона, богатая  гидроэнергетическими ресурсами. Бурные горные реки с большими перепадами высот и значительными уклонами несут в себе огромный потенциальный  запас энергии, способной заставить  работать турбины многочисленных ГЭС  как гигантских, больших так и  совсем малых. Гидроэнергетический потенциал Республики и на сегодняшний день используется по мощности лишь на 11%, что крайне недостаточно. Если учесть, что это экономически наиболее дешевый и рентабельный, возобновляемый вид энергетического сырья, экологически чистый и безотходный, то можно с уверенностью сказать, что именно за ним будущее энергетики Кыргызстана.

Одним из наиболее эффективных  направлений развития нетрадиционной энергетики является использование  энергии небольших водотоков  с помощью микро - и малых ГЭС. Это объясняется  значительным потенциалом  таких водотоков при сравнительной  простоте их использования.

Объекты малой гидроэнергетики  условно делят на два типа: “мини” - обеспечивающие единичную мощность до 5000 кВт, и “микро” - работающие в  диапазоне от 3 до 100 кВт. Использование  гидроэлектростанций таких мощностей - для Кыргызстана  вовсе не новое, а хорошо забытое старое: в 50-60-х  годах у нас работало несколько  десятков малых ГЭС. Сегодня их количество едва достигает нескольких  штук. Между тем, постоянный рост цен на органическое топливо приводит к  значительному удорожанию электрической  энергии, доля которой в себестоимости  производимой продукции достигает 20 и более процентов. На этом фоне малая гидроэнергетика обретает новую жизнь.

Активное внедрение мини- и микро-ГЭС на которых себестоимость  электроэнергии выше чем на ГЭС- гигантах позволит конкурировать по вопросу снижения издержек при транспортировке электроэнергии на близкие расстояния (до ста километров).

 

Актуальность.

Кыргызстан - единственная страна Центральной Азии, водные ресурсы  которой почти полностью формируются  на собственной территории, и в  этом ее гидрологическая особенность  и преимущества. Республика располагает  значительными водными и гидроэнергетическими ресурсами, и это - одно из главных  её богатств. На ее территории насчитывается  около 30 тысяч рек и ручьев, в  том числе около 20 тысяч длиной более 10 км. С гор в окружающие долины стекает в среднем около 49 км3 воды в год, используемой самой республикой только на 25%. Гидроэнергетический потенциал рек составляет около 174 млрд. кВт. час, а мощность - 19,8 млн. кВт.

На данном этапе экономического развития Кыргызстана как суверенного  государства, особую значимость и актуальность приобретает гидроэнергетическая  отрасль, поскольку гидроэнергетика  стала важнейшей частью топливно-энергетического  баланса Республики, заменяя дорогостоящие  газ, уголь и нефть.

Стоит отметить, что географическое расположение Кыргызстана существенно  повлияло на разделение энергосистемы  на две части: юга и севера. По балансам мощности северная часть энергосистемы  является дефицитной, а южная –  избыточной. И в совокупности, проведенные исследования показывают, что выдача мощности новых электрических станций Кыргызстана на перспективу до 2020 года при интенсивном росте экономики страны с приростом электропотребления 4 % в год, потребует соответствующего развития магистральных электрических сетей 220-500 кВт для передачи избыточной электроэнергии с юга на север – это, примерно, около десяти новых линий электропередач. Исходя из этого, необходимо предусмотреть усиление связи между югом и севером, так как нынешняя пропускная способность высоковольтки Токтогульской ГЭС (ВЛ 500 кВт) не может обеспечить прогнозируемого прироста электропотребления севера. Что в результате грозит образованием дефицита электроэнергии на севере страны.

Одним из регионов, оказавшимся  заложником разногласий государств, на заре своей независимости является Центральная Азия. Точнее местность  водного бассейна рек Сырдарьи и  Нарына. Таджикистан, Кыргызстан, Казахстан  и Узбекистан сегодня решают проблемы по совместному использованию ресурсов рек, протекающих по их территориям.

Одной из причин недопонимания  ситуации было желание получить максимум прибыли в период начала девяностых годов двадцатого века. Уже сформированная система регулирования стока  рек, успешно использовавшаяся, когда  вся Центральная Азия была связана  воедино общими интересами Союза. Оказавшись не готовыми к принятию ответственных  решений, руководители допустили развитие проблем, которые можно было избежать путем соблюдения договоров. Состояние энергосистемы оказывает существенное влияние на жизнь любой страны. Проблемная базовая отрасль тормозит развитие экономики и ставит под угрозу системы жизнеобеспечения граждан и самого государства в целом. В то время как надежная и динамично развивающаяся электроэнергетика позволяет стране комфортно жить в настоящем и уверенно планировать будущее, развивая энергоемкие производства, что вкупе с собственной электроэнергетикой значительно повышает конкурентоспособность экономики и благоприятствует долгосрочным инвестициям.

Следовательно, появляется возможность предопределять экономическое  развитие Кыргызстана как важнейшего центра энергоемких производств  в центральноазиатском регионе. Особую важность вопросу выработки электроэнергии в Кыргызстане придает тот факт, что Кыргызстан относится к странам, недостаточно обеспеченным природными топливно-энергетическими ресурсами, но имеющих большие перспективы развития энергетики за счет освоения богатейших гидроэнергетических ресурсов.

Существенно, что в условиях постоянного роста цен на топливно-энергетические ресурсы, трудностей с их поставкой, при ограниченных валютно-финансовых возможностях республики только гидроэнергетика, использующая непрерывно возобновляемую водную энергию, способна разрешить  многие проблемы.

В настоящих условиях, когда  очевидна угроза распада Единого  Энергетического Кольца Центральной  Азии, и север Кыргызстана будет  на 40% ощущать  дефицит электроэнергии, а строительство ЛЭП 500 «Датка-Кемин» закончится в лучшем случае только к 2014 году, поэтому необходимо в срочном  порядке использовать все имеющиеся  возможности альтернативной энергии.  Так как строительство источников альтернативной энергии менее капиталоёмкие  и займут меньшее время на строительство.

Задачи.

Управление водно-энергетическими  ресурсами уже сегодня объект пристального внимания мирового сообщества. В ближайшем будущем мир может  оказаться под угрозой все  увеличивающейся нехватки водных ресурсов, в то время как в отдельных  регионах избыток воды привычное  дело. Нынешнее поколение оказалось  свидетелем масштабных проектов мировых  держав по серьезным изменениям в  водном балансе регионов в целях  доставки воды на территории, испытывающие ее недостаток.

На данный момент сложилась  следующая ситуация. В республике эксплуатируются 15 гидроэлектростанций  и две теплоэлектроцентрали суммарной  мощностью 3600 МВт. В нижнем течении реки Нарын пять мощных гидроэлектростанций составляют каскад. В настоящее время в республике ежегодно вырабатывается более 13 миллиардов кВтч электроэнергии. Энергосистема имеет устойчивые связи с государствами Центральной Азии по магистральным сетям 500 и 200 кВ. Республика экспортирует часть вырабатываемой электроэнергии в Казахстан, Узбекистан, Таджикистан, Китай и Россию.

В составе бывшего Советского Союза Кыргызстан по запасам гидроэнергоресурсов  занимал 4-е место. Были построены  многочисленные малые ГЭС районного, местного значения (Атбашинская, Быстровская, Сосновская, каскад Аламединских и  др.), мощные гиганты гидроэнергетики - каскад Нижне-Нарынских ГЭС. Существующие мощные гидроэлектростанции нуждаются в техобслуживании и модернизации. Так как закупочные возможности населения низкие, цены по снабжению электроэнергией не отражают реальных издержек на поставки.

Одна из главных причин потерь энергии заключается в  системе электроснабжения, которая  не рассчитана на резкие изменения  в количестве общего потребления  энергии. Это ведёт к перегрузке всей энергораспределительной системы, особенно зимой, когда спрос на электроэнергию возрастает. Потери приблизительно составляют 40% - 60%, в зависимости от расстояния между электростанцией и потребителем, а также от состояния отдельных частей сети.

Кыргызская Республика обладает большими топливными и энергетическими  ресурсами, однако в последнее время  их добыча и использование остаются на низком уровне. После распада  Советского Союза и потери надёжных рынков энергетическая промышленность была не в состоянии функционировать  экономически устойчивым образом. Добыча угля снизилась на 88,1%, а газа –  на 81,4% в сравнении с 1990 годом. Общее  количество энергетических ресурсов, произведённых Кыргызстаном, снизилось  на 54%, следовательно, страна не может  больше обеспечивать свои энергетические запросы. В результате, приблизительно 50% топлива, потребляемого в Кыргызстане, в настоящее время покупается по высокой цене в Узбекистане, Казахстане и России. В течение прошедших 5 лет приблизительно 600 миллионов  долларов США было потрачено на приобретение энергоресурсов из других стран.

Вклад электрической энергии  в топливный и энергетический баланс, используемый потребителями, возрос на 27% (в сравнении с 10% в 1990 г.). Это увеличение в потреблении электричества произошло из-за сравнительно хорошего снабжения электричеством, по сравнению с другими источниками, и относительно низким ценам на электричество, благодаря своим ГЭС.

 Хотя существует серьёзная недостаточность энергоснабжения в стране, проблема в горно-ориентированном энергетическом секторе заключается в недоиспользовании или расточении потенциальной энергии горных ресурсов.

Потенциал децентрализованных малых энергетических станций недоиспользуется (малые гидроэнергетические, ветряные, солнечные, биогазовые и т.п.). Горы предоставляют  много возможностей для альтернативных, децентрализованных энергетических станций, которые, однако, на данный момент не реализованы. Одной из причин является монополия  государства над энергосетью, неумение получать приемлемую плату за энергию, хотя с экономической точки зрения, компания должна извлекать финансовые выгоды из этой энергии. Это происходит из-за централизованности производства электроэнергии, из-за больших потерь на пути к потребителю. При этих условиях любая альтернативная энергетическая станция будет невыгодной или  ей придётся конкурировать с высоко субсидированными общественными станциями. Поэтому альтернативная децентрализованная энергетическая станция выгодна  только в отдалённых местностях, где  отсутствует связь с общественной сетью, где она может служить  «запасным» вариантом из-за невозможности  использовать государственную сеть энергоснабжения.

Исходя из выше сказанного, и была выбрана тема данной работы «Оценка водных и гидроэнергетических  ресурсов рек Северного склона Кыргызского  хребта и эффективность их использования  для строительства малых ГЭС  (на примере рек Аламедин и Алаарча»).

Реки Аламедин и Ала-Арча зарождаются на склонах Северного  Кыргызского хребта и протекают  через столицу Кыргызстана г.Бишкек. Построив в верховьях двух рек  малые ГЭС, мы сможем частично обеспечить бесперебойной электроэнергией  и частично разгрузить южные районы столицы, а именно посёлки и дачи Кашка-Суу, Ала-Арча, Воронцовка, Стрельниково, Таш-Добо. Что в свою очередь снимет нагрузку и с магистральных сетей.

 

 

 

 

 

 

1. Технико-экономическое обоснование строительства малых ГЭС

а) Преимущества малой гидроэнергетики (актуальность)

    Современная гидроэнергетика по сравнению с другими традиционными видами электроэнергетики является наиболее экономичным и экологически безопасным способом получения электроэнергии. Малая гидроэнергетика идет в этом направлении еще дальше. Небольшие электростанции позволяют сохранять природный ландшафт, окружающую среду не только на этапе эксплуатации, но и в процессе строительства. При последующей эксплуатации отсутствует отрицательное влияние на качество воды: она полностью сохраняет первоначальные природные свойства. В реках сохраняется рыба, вода может использоваться для водоснабжения населения. В отличие от других экологически безопасных возобновляемых источников электроэнергии - таких, как солнце, ветер, - малая гидроэнергетика практически не зависит от погодных условий и способна обеспечить устойчивую подачу дешевой электроэнергии потребителю. Еще одно преимущество малой энергетики - экономичность. В условиях, когда такие природные источники энергии,  как - нефть, уголь, газ – являются импортными, кроме того истощаются, постоянно дорожают, использование дешевой, доступной, возобновляемой энергии рек, особенно малых, позволяет вырабатывать дешевую электроэнергию. К тому же сооружение объектов малой гидроэнергетики низкозатратно и быстро окупается. Так, при строительстве малой ГЭС установленной мощностью около 500 кВт стоимость строительно-монтажных работ составляет порядка 22,5-24,0 млн сомов. При совмещенном графике разработки проектной документации, изготовления оборудования, строительства и монтажа малая ГЭС вводится в эксплуатацию за 15-18 месяцев. Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на подобной ГЭС, составляет не более 0,50-0,55 сомов за 1 кВтч, что в 1,5 раза ниже, чем стоимость электроэнергии, фактически реализуемой энергосистемой. Кстати, в ближайшие один-два года энергосистемы планируют ее увеличить в 2-2,2 раза. Таким образом, затраты на строительство окупятся за 3,5-5 лет. Реализация такого проекта с точки зрения экологии не нанесет ущерба окружающей среде. Необходимо отметить, кроме этого, что реконструкция выведенной ранее из эксплуатации малой ГЭС обойдется в 1,5- 2 раза дешевле.