ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ГЭС приплотинного типа
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
- Вода под действием силы тяжести по водоводам движется из верхнего бьефа в нижний, вращая рабочее колесо турбины. Гидравлическая турбина соединена валом с ротором электрического генератора. Турбина и генератор вместе образуют гидрогенератор, В турбине энергия водотока преобразуется в механическую энергию вращения на валу агрегата, а генератор преобразует эту энергию в электрическую. Возможно создание на реках каскадов ГЭС. В России построены и успешно эксплуатируются Волжский, Камский, Ангарский, Енисейский и другие каскады ГЭС.
- Гидроэлектростанции как источник электрической энергии имеют существенные преимущества перед тепловыми и атомными электростанциями. Они лучше приспособлены для автоматизации и требуют меньшего количества эксплуатационного персонала. Показательны следующие средние значения удельной численности персонала станций различного вида на 1 млн. кВт установленной мощности: для ГЭС - 300, для ТЭС - 1400, для АЭС - 1800 чел. Но это только на самой станции, а еще нужно добавить трудозатраты на добычу и транспортирование топлива, в итоге требуемая удельная численность персонала на 1 млн. кВт для ТЭС (АЭС) в среднем составляет 2500 чел.
- В России построены и эксплуатируются крупные ГЭС: каскад Волжских ГЭС мощностью 2530 МВт и менее. Братская ГЭС - 4500 Мвт, Красноярская ГЭС — 6000 МВт, Саяно- Шушенская ГЭС-6400 МВт и др.
- В настоящее время в мире и России большой интерес вызывает возможность создания малых ГЭС мощностью до 30 МВт. Они могут создаваться в короткие сроки с использованием унифицированных гидроагрегатов и строительный конструкций с высоким уровнем автоматизации систем управления. Экономическая эффективность их использования существенно возрастает при комплексном использовании малых водохранилищ (восстановления объема водохранилища, рыбоводство, водозаборы для систем орошении и водоснабжения и т.п.).
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
- Насосная станция предназначена для перекачки воды с низких отметок на высокие и транспортирования воды в удаленные пункты. На ней устанавливаются насосные агрегаты, состоящие из насоса и двигателя. Насосная станция является потребителем электроэнергии.
- Насосные станции используются для водоснабжения тепловых и атомных станций, коммунально-бытового и промышленного водоснабжения, а также в ирригационных системах, в судоходных каналах, пересекающих водоразделы и т.п.
- Гидроаккумулирующая электростанция предназначена для перераспределения во времени энергии и мощности в энергосистеме, В часы пониженных нагрузок ГАЭС работает как насосная станция. Она за счет потребляемой энергии перекачивает воду из нижнего бьефа в верхний и создает запасы гидроэнергии за счет повышения уровня верхнего бьефа.
- В часы максимальной нагрузки ГАЭС работает как гидроэлектростанция. Вода из верхнего бьефа пропускается через турбины и нижний бьеф, и ГАЭС вырабатывает и выдает электроэнергию в энергосистему. В процессе работы ГАЭС потребляет дешевую электроэнергию, а выдает более дорогую энергию В период пика нагрузки (за счет разности тарифов). Заполняй провалы нагрузки в энергосистеме, она позволяет работать агрегатам атомных и тепловых станций в наиболее экономичном и безопасном режиме, резко снижая при этом удельный расход топлива на производство 1 кВтч электроэнергии в энергосистеме.
- В настоящее время в России работает Загорская ГАЭС мощностью 1200 MBт, ведется проектирование других ГАЭС.
Безнапорный деривационный водовод
Естественное русло
Уравнительный резервуар
Естественное русло
Напорный деривационный
водовод
в
г
Схемы создания напора:
а- на ГАЭС; б — на ПЭС, в — на плотиной ГЭС; г — на деривационной комбинированной ГЭС; д — на комбинированной ГЭС; 1-1 сечение верхнего бьефа; 2— 2 — сечение нижнего бьефа
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
- Приливные электростанции сооружаются на побережье морей и океанов со значительными приливно-отливными колебаниями уровня воды. Для этого естественный залив отделяется от моря плотиной и зданием ПЭС. При приливе уровень миря будет выше уровня воды в отделенном от нею заливе, а при отливе, наоборот, ниже, чем уровень воды в заливе . Перепады этих уровней создают напор, который используется при работе гидротурбин ПЭС.
- В некоторых морских заливах приливы достигают 10... 12 м, а наибольшие приливы наблюдаются в заливе Фанди (Канада) — до 19,6 м.
- Технические ресурсы приличной энергии России оцениваются в 200... 250 млрд. кВт-ч в год и в основном сосредоточены у побережья Охотского, Берингова и Белого морей.
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Технические гидроэнергетические
ресурсы — всегда меньше теоретических,
так как они учитывают потери:
- гидравлических напоров в водоводах, бьефах, на неиспользуемых участках водотоков;
- воды на испарение из водохранилищ, фильтрацию, холостые сбросы и т.п.;
- энергии в различном гидроэнергетическом оборудовании. Технические ресурсы характеризуют возможность получения , энергии на современном этапе.
- Технические гидроэнергетические ресурсы России составляют 1670 млрд. кВт-ч в год, в том числе по малым ГЭС — 382 млрд. кВт-ч в год.
- Выработка электроэнергии на действующих ГЭС России в 2002 г. составила 170,4 млрд. кВт-ч, в том числе на малых ГЭС — 2,2 млрд. кВт -ч.
- Экономические гидроэнергетические ресурсы — это часть технических ресурсов, которую по современным представлениям целесообразно использовать в обозримой перспективе. Они существенно зависят от прогресса в энергетике, удаленности ГЭС от места подключения к энергосистеме, обеспеченности рассматриваемого региона другими энергетическими ресурсами, их стоимостью, качеством и т. п.
- Схемы создания напора и основное оборудование ГЭС
- Способы использования энергии водотока. Наиболее эффективное использование энергии водотока возможно при концентрации перепадов уровней воды на относительно коротком участке. Для использования падения уровней рек, распределенных по значительной длине водотока, прибегают к искусственному сосредоточению передала, что может быть осуществлено различными способами.
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Различают три основные схемы:
- плотинная, при которой напор создается плотиной;
- деривационная, где капор создается преимущественно с помощью деривации (отведения, отклонения), выполняемой в виде канала, туннеля или трубопровода;
- комбинированная, в которой напор создастся плотиной и деривацией.
- Плотинная схема предусматривает создание подпора уровня водотока путем сооружения плотины. Образующееся при этом водохранилище может использоваться в качестве регулирующей емкости, дозволяющей периодически накапливать запасы воды и более полно использовать энергию водотока.
- В гидроузлах осуществленных по плотинной схеме создания <span style="