Гідроенергетичні ресурси країни. Гідроенергетичні ресурси Росії

Розмір: px

Починати показ зі сторінки:

Транскрипт

1 ГІДРОЕНЕРГЕТИЧНІ РЕСУРСИ. ТИПИ ГІДРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК Гідроенергетичні ресурси це частина водних ресурсів, яка використовується або може бути використаною для виробництва електроенергії. На відміну від інших видів первинних енергоресурсів, призначених переважно для вироблення енергії, гідроенергетичні ресурси ще використовуються для промислового та суспільного водопостачання, розвитку рибного господарства, іригації, судноплавства тощо. Характерною особливістю гідроенергоресурсів є перетворення механічної енергії води на електричну на ГЕС, яке відбувається без проміжного виробництва тепла. Енергія рік відновлювана, причому циклічність її відтворення повністю залежить від річкового стоку, тому гідроенергоресурси нерівномірно розподіляються протягом року, крім того, їх величина змінюється рік у рік. В узагальненому вигляді гідроенергоресурси характеризуються середньорічною величиною (як і водні ресурси). У природних умовах річки, стікаючи з піднесених місць у моря і озера, роблять величезну роботу, а отже, і мають великий запас енергії. У природних умовах ця енергія зникає, витрачаючись на подолання різних видів опорів під час руху води, і зовні робота потоку проявляється в розмивах русла, перенесенні по дну частинок піску, каміння тощо. Для використання енергії води потрібно мати її зосереджене падіння. У природних умовах таке падіння називається водоспадом і трапляється досить рідко. Розрізняють загальний енергетичний (або валовий) гідропотенціал річкового стоку по відношенню до рівня морів, технічний можливе використання гідроенергетичного потенціалу на сучасному рівні розвитку техніки та економічний економічно доцільний для реалізації на гідроелектростанціях за існуючих цін на паливо.

2 Загальний гідропотенціал рік Росії обчислюється 4000 млн МВт год (450 тис. МВт середньорічний встановленої потужності), що становить приблизно % від світового. Росія має у своєму розпорядженні найбільший економічний потенціал (852 млрд квт год). ТИПИ ГІДРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК Гідроенергетичні установки (ГЭУ) це сукупність гідротехнічних споруд, енергетичного і механічного обладнання, що перетворюють механічну енергію водного потоку в електричну енергію або, навпаки, електричну енергію в механічну енергію води . ГЕУ поділяються на: Гідроелектростанції (ГЕС); насосні станції (НС); гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС); приливні електростанції ПЕМ). Гідроелектростанції Гідроелектростанція (ГЕС) це комплекс споруд та обладнання, за допомогою яких енергія водотоку перетворюється на електроенергію. До складу ГЕС входять гідротехнічні споруди, що забезпечують необхідну концентрацію водного потоку і створення напору, і енергетичне обладнання, що перетворює енергію води, що рухається під натиском води в електричну енергію. Водний простір перед підпірними спорудами, наприклад, перед дамбою, що має більш високий рівень, називається верхнім б'єфом (ВБ). Водне місце за дамбою, за будівлею станції і т.д. має нижчі позначки рівня, називається нижнім б'єфом (НБ).

3 Позначки рівня позначається знаком або з відповідним числом, яке показує висоту над рівнем моря (абсолютна позначка) або над якоюсь іншою площиною порівняння (умовна позначка). На ГЕС вода під дією сили тяжіння рухається із верхнього б'єфу в нижній б'єф і обертає робоче колесо турбіни, на одному валу з яким знаходиться ротор генератора електричного струму. Іноді при порівняно невеликій потужності генератора застосовують проміжну передачу збільшення кількості обертів і зменшення ваги генератора. Турбіна та генератор разом утворюють агрегат або точніше гідроагрегат. У турбіні гідравлічна енергія перетворюється на механічну енергію обертання її робочого колеса разом із ротором генератора, а генераторі відбувається перетворення механічної енергії на електричну. За встановленою потужністю ГЕС поділяють на: потужні 250 МВт та вище; середні до 25 МВт; малі до 50 МВт. Потужність ГЕС залежить від напору, витрати води, що використовується в гідротурбінах та ККД гідроагрегату. У Росії за максимально використовуваним тиском ГЕС діляться на: високонапірні більше 60 м; середньонапірні від 25 до 60 м; низьконапірні від 3 до 25 м. На рівнинних річках напори рідко перевищують 100 м, а в гірських умовах за допомогою греблі можна створювати напори до 300 м.

4 її за допомогою насосних агрегатів до напірного басейну або місця споживання. Насосні станції мають велике поширення в системах комунально-побутового та промислового водопостачання та в системах водопостачання теплових електричних станцій; в іригаційних системах, для подачі води на поля, розташовані на високих позначках або у віддалених районах; на судноплавних каналах, що перетинають високі вододіли, тощо. Гідроакумулюючі електростанції Гідроакумулюючою електростанцією або її ще називають насосноакумулююча електростанція це ГЕС, призначена для перерозподілу в часі енергії і потужності в енергосистемі. У години пікових (максимальних) навантажень вона працює як ГЕС виробляє та видає електроенергію в енергосистему. У години зниження навантажень ГАЕС працює як насосна станція за рахунок електроенергії, що споживається з енергосистеми, вона перекачує воду з нижнього б'єфу у верхній, створюючи запаси гідроенергії. Для нормальної роботи ГАЕС різниця висот між верхнім і нижнім б'єфами має бути не менше 5 м. Таким чином, за рахунок різниці тарифів ГАЕС споживає дешеву електроенергію, а виробляє дорожчу в період максимальних навантажень, тим самим суттєво покращуючи технічні умови роботи теплових електростанцій та дозволяючи зменшити їх питому витрату палива на 1 кВт год вироблення електричної енергії. Існують ГАЕС із добовим, тижневим та сезонним акумулюванням енергії. В Україні працює Київська ГАЕС потужністю 225 МВт, а в Росії Кубанська ГАЕС, Сергієво-Пасадська ГАЕС потужністю 1200 МВт.

5 Приливні електростанції Приливні електростанції (ПЕМ) це особливий вид гідроелектростанцій, що використовує енергію припливів та відливів (кінетичну енергію обертання Землі). Перевага припливів і відливів, порівняно коїться з іншими джерелами відновлюваної енергії, у тому, що вони відбуваються регулярно і піддаються обчисленню. ПЕМ будують на берегах морів, де гравітаційні сили Місяця та Сонця двічі на добу змінюють рівень води. На деяких морських узбережжях приливні коливання (амплітуда припливу) досягають значної величини, 8 10 м. Для економічної експлуатації ПЕМ цей перепад повинен становити не менше ніж 5 м. Найбільша величина приливних коливань 19,6 м спостерігається в затоці Фанді (Канада). Для отримання енергії затоку або гирло річки перекривають греблею, в якій встановлені гідроагрегати, що працюють як у режимі генератора, так і насоса. Під час припливу відбувається накопичення води у водосховищі, а під час відливу скидання. Перш ніж потрапити у водосховище або з водосховища назад у затоку, вода проходить турбінами, таким чином електроенергія виробляється як при найвищому, так і найнижчому рівні води. Перша і в даний час найпотужніша ПЕМ була побудована на північному заході Франції в гирлі річки Ранс (затока Сейнт-Мало). Її потужність складає 240 МВт. У Росії з 1968 р. на узбережжі Баренцева моря біля Мурманська побудовано оригінальну дослідну Кислогубську ПЕМ потужністю 0,4 МВт. В даний час діють ПЕМ у Канаді (20 МВт), Китаї (10 МВт) та деяких інших країнах.

Тема 3. Влаштування та функціонування сучасної ГЕС. Загальні положення. Гідроелектричні станції – це високоефективні джерела електроенергії. У більшості випадків гідроелектростанції представляють

Актуальні проблеми 2017 310 УДК 621.3 Основні види гідроелектростанцій Паланевич А.П., Комякевич Н.А. Науковий керівник к.т.н., доцент КОНСТАНТИНОВА С.В. У зв'язку

Тема 5. Ефективність використання гідроенергетичних ресурсів. Гідроенергетичними ресурсами, які можуть бути використані для отримання механічної або електричної енергії, вважаються: - гідроенергія

НЕТРАДИЦІЙНІ ТА ВІДНОВЛЮВАНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ Сухоцький Альберт Борисович Особливості використання та потенціал гідроенергетичних ресурсів Республіки Білорусь. Конструкція ГЕС. Режими роботи та принципові

Виконала: Учениця 11 класу Б Тутарищева Амінат Вчитель: Клещева Ф.А Виробництво, передача та використання електричної енергії Генерація електроенергії виробництво електроенергії за допомогою перетворення

Робота ВАТ «НДІЕС» у галузі відновлюваних джерел енергії Доповідач: вед. інженер НТЦ ПЕ та ВДЕ Городничев Р.М. Напрямки робіт Приливна гідроенергетика Мала гідроенергетика Хвильова енергетика

ФГБУ «Канал імені Москви» найбільший генератор «зеленої» енергії в Московській агломерації Доповідач: Маркін В.В., заступник керівника з інвестицій та розвитку ФГБУ «Канал імені Москви»

REENFOR-2013 КРУГЛИЙ СТІЛ ТП «МАЛА РОЗПОДІЛЕНА ЕНЕРГЕТИКА» (КС 2) Сучасні технічні рішення практичної реалізації автономних електроенергетичних систем розподіленої енергетики на базі ВДЕ

Акціонерне товариство «Науково-дослідний інститут енергетичних споруд» (АТ «НДІЕС») Міні-ГЕС на базі енергоблоків контейнерного виконання з ортогональною турбіною Москва, 2016 р.

МАЛІ ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ. Гідротурбоагрегати Турбіною називається пристрій, що служить для перетворення енергії падаючої рідини в механічну енергію. Вони бувають двох типів: активні, робоче колесо

Філія ВАТ «РусГідро» - «Північно-Осетинський філіал» Принцип роботи та влаштування ГЕС Головний інженер Північно-Осетинського філії ВАТ «РусГідро» Зангієв Казбек Захарович Типи ГЕС Руслові Гребельні Дериваційні

Проблему електропостачання малопотужних споживачів можна досить економічно вирішити за допомогою електростанцій.

Приходька О.С. Гідроелектростанція// Академія педагогічних ідей «Новація». 2018. 5 (травень). АРТ 167-ел. 0,2 д.а. URL: http://akademnova.ru/page/875548 РУБРИКА: ПРОФЕСІЙНА ОСВІТА УДК 620 Приходько

Постанова Уряду Республіки Таджикистан Про затвердження Правил користування водними об'єктами для потреб гідроенергетики м. Душанбе, 4 березня 2003 р. 95 На виконання статті 83 Водного кодексу Республіки

Чиста енергія Зеленчукська ГЕС-ГАЕС Філія ВАТ «РусГідро»- «Карачаєво-Черкеська філія» 1 п. Правокубанська, 2014 р. 2 ЗЕЛЕНЧУСЬКА ГЕС-ГАЕС Ідея трансформації Зеленчуцької ГЕС у ГЕС-ГАЕС сформувалася

Національний дослідний Томський політехнічний університет Енергетичний інститут Кафедра: ЕЛЕКТРОСНАБЖЕННЯ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ Дисципліна: ІНТЕГРУВАННЯ В СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОЗНАБЩЕННЯ УСТАНОВОК

КОМПЛЕКСНЕ ВИКОРИСТАННЯ ВОДНИХ РЕСУРСІВ Водні ресурси включають води річок, озер, водосховищ, підземні води певних територій, які використовуються або доступні для використання для різних цілей

Огляд варіантів модернізації систем водоканалів Російської Федерації. На перекачування чистих і стічних вод у Росії витрачається 12-13 млрд. кВт*год електроенергії. Вартість електроенергії загалом

Лекція 11 Геоекологічні проблеми гідросфери План лекції 1. Геоекологічні особливості гідросфери. 2. Антропогенний вплив на гідросферу. 3. Геоекологічні аспекти використання природних ресурсів

Довідка Короткий опис Філії ВАТ «РусГідро» - «Волзька ГЕС» Ключові фактори історичні, виробничі, фінансові. Інформація про режим роботи, характер та середнє завантаження електростанції.

5 ВСТУП Функція та місце парового котла в тепловій схемі ТЕС Електрична станція є промисловим підприємством для вироблення електричної енергії. Основна кількість електричної енергії

Перспективні технології та технічні рішення в галузі гідроенергетики Керівник дирекції інноваційного розвитку ВАТ «РусГідро», член керуючого комітету, координатор технологічної платформи

Малі ГЕС Доповідач: Заступник генерального директора ВАТ «УК ГідроОГК» К.Є.Фролов м. Москва вересень 2014 р. Переваги та недоліки малих ГЕС Переваги Працюють по водотоку, не мають водосховищ

Міжнародний Конгрес ДНІ ЧИСТОЇ ЕНЕРГІЇ У САНКТ-ПЕТЕРБУРГІ Досвід проектування приливних електростанцій на Північному Заході Росії 15-16 квітня 2010 року Генеральний директор ВАТ «Мала Мезенська ПЕМ» Савченков

Муніципальна бюджетна загальноосвітня установа середня загальноосвітня школа 8 р. Одинцово Тема уроку: «Альтернативні джерела енергії» Розробила: Кашолкіна О.М., вчитель географії МБОУ

ФОНД ОЦІНОЧНИХ ЗАСОБІВ ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ ПРОМІЖНОЇ АТРЕФЕРАТАЦІЇ НАВЧАЛЬНИХ ПО ДИСЦИПЛІНІ (МОДУЛЮ). Загальні відомості фізики, біології та інженерних наук 1. Кафедра технологій 13.03.02 Електроенергетика та електротехніка

УДК 621.31 ВИБІР ТУРБІН МАЛИХ ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ НА ОСНОВІ АНАЛІЗУ ПАРАМЕТРІВ ВОДОТОКУ Р.О. Архіпов, студент, [email protected]М.С. Харитонов, канд. техн. наук, старший викладач, [email protected]

РусГідро Зарамагські ГЕС: ознайомча поїздка для аналітиків та інвесторів Серпень 2018 року Зарамагські ГЕС: основні відомості Схема основних об'єктів каскаду Зарамагських ГЕС Розташування: ділянка річки.

Укладач: С. В. Артемчук, доцент кафедри енергоефективних технологій Установи освіти Міжнародний державний екологічний університет ім. А.Д. Сахарова, кандидат технічних наук. Навчальна

УО «Молодечненський державний коледж» Виховна година «Берегти енергію берегти природу. Альтернативні джерела енергії» Підготувала: викладач Шапель Тетяна Петрівна Молодечно, 2017 Тема:

Особливості енергозбереження сучасного Таджикистану Таджикистан Таджикистан розташований в передгір'ях Паміру граничить з Узбекистаном і Киргизією на заході іпівночі, блукає на сході, сафганістаном півдні.

Міністерство енергетики Республіки Білорусь Стан та перспективи розвитку електроенергетичної сфери Республіки Білорусь Мінськ 2017 р. Всього: Встановлена потужність об'єднаної енергосистеми Білорусі

Завжди в русі! Використання альтернативних джерел електроенергії, застосування міні ГЕС на родовищі алмазів ім. В. Гриба Дмитро Єдакін, провідний інженер відділу водознижувального контуру та кар'єрного

Вода як ресурс НАУКИ ПРО ЗЕМЛЮ ЗЕМНІ РЕСУРСИ ВОДА ЯК РЕСУРС Розділ 1: Гідроенергія: Гребель Звідки вода бере свою енергію? Гідроенергія - це електрика, що виробляється з енергії руху води. Вироблення

Фолькер Куашнінг Системи відновлюваних джерел енергії Технологія - Розрахунки - Моделювання Підручник ВИДАВНИЦТВО ^ОНАИТ Астана-2013 Зміст 1. Енергія та захист клімату Г.Г. 1.1. Поняття «енергія»

РОСІЙСЬКЕ АКЦІОНЕРНЕ СУСПІЛЬСТВО ЕНЕРГЕТИКИ ТА ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ ЄЕС РОСІЇ ТИПОВА ПРОГРАМА ПРОВЕДЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ОБСТЕЖЕНЬ ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ2-4. 311 Вводиться в дію

Мікро гідроелектростанції Торопов Михайло, к.т.н., доцент кафедри НВІЕ КРСУ, ЦРВІЕЕ Тренінг Центру розвитку ВДЕ та енергоефективності Бішкек, 27-30 квітня 2013 ЦРВІЕЕ, www.creeed.net, 2013 Зміст Енергія

МІНІСТЕРСТВО ЕКОЛОГІЇ ТА ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ УКРАЇНИ MINISTRY OF ENVIRONMENT AND NATURAL RESOURCES OF UKRAINE Geneva 03. 06. 2014 ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ ГІДРОЕНЕРГЕТИКИ

АЗІАТСЬКА СУПЕРСЕТЬ та МОНГОЛІЯ С.Батхуяг д.т.н., професор Монгольського державного університету науки та технології Створення цієї супермережі насамперед обумовлюються такими об'єктивними

ФЕДЕРАЛЬНА ДЕРЖАВНА БЮДЖЕТНА УСТАНОВА «Канал імені Москви» Інвестиційний потенціал зеленої генерації на Каналі імені Москви Доповідач: Маркін В.В. Інженерна інфраструктура як платформа економічного

Міжнародна конференція ІО РАН, Москва «Многофазні системи», 16-18 червня 2010 року Відновлювані енергетичні ресурси океану В.А.Акулічов

Середня загальноосвітня школа з поглибленим вивченням іноземної мови при Посольстві Росії у Великій Британії Способи отримання електроенергії Проект з фізики: Керівники проекту: Журба Ярослав,

Джерела енергій використовувані людиною для її виробництва Гмирін Денис Мішуков Євген Вітряна енергія У наші дні двигуни, що використовують вітер, покривають всього одну тисячну світових потреб у

РЕГУЛЮВАННЯ ТА РОЗПОДІЛ ІНДИВІДУАЛЬНОГО, АВ- ТОНОМНОГО ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ ВІД ВІДНОВЛЮВАНИХ ДЖЕРЕЛОВ ЕНЕРГІЇ Єфімов М.М., Паршуков В.І., Папин В.В., Ма.

116 Вчитель географії Н. С. Супоніна УРОК З ГЕОГРАФІЇ У 9-А КЛАСІ ЗА ТЕМОЮ: «ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА РОСІЇ» Цілі уроку: Продовжити формування уявлень про міжгалузеві комплекси. Познайомити учнів

Міністерство енергетики та промисловості Республіки Таджикистан «Питання зміцнення енергобезпеки та раціонального використання енергоресурсів у країнах Північної та Центральної Азії, погляд з Республіки

Аргументи на користь їх розвитку поновлюваної енергетики: завоювання світових ринків нових техніки та технологій; збереження запасів вуглеводнів для неенергетичних секторів економіки; диверсифікація

Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії Інформація про дисципліну Лекції 8 годин Практичні заняття 6 годин Лабораторні роботи 4 годин Форма звітності іспит Література Твайделл Дж., Уейр

1. СТАН НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА НА БАЙКАЛЬСЬКІЙ ПРИРОДНІЙ ТЕРИТОРІЇ 1.1. Природні об'єкти 1.1.1. Озеро Байкал 1.1.1.1. Рівень озера (ТОВР по Іркутській області Єнісейського БВУ Росводресурсів; Сибірський

Вступні питання для тих, хто вступає на магістратуру за спеціальністю 6М071800 Електроенергетика 1. Електричні ланцюги: елементи, схеми, закони, класифікація. 2. Електромагнітні процеси та режими електричних

Список гідроелектростанцій Казахстану Назва ГЕС Бухтармінська ГЕС 675 2600 Шульбінська ГЕС 702 1660 Дії ГЕС побудована за гребельним типом. Склад споруд ГЕС: правобережна бетонна гребля.

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕЛЕКТРИФІКАЦІЯ НАРОДНОГО ГОСПОДАРСТВА. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ГОСТ 19431-74 Видання офіційне ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ СТАНДАРТІВ РАДИ МІНІСТРІВ

УПРАВЛІННЯ САМОСТІЙНА РОБОТА СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ФОРМИ НАВЧАННЯ 5.1. Методичні рекомендації щодо виконання робіт Керована самостійна робота складається з двох розділів: за темами лекцій та по

13. Використання енергії припливів та морських течій 13.1. Загальні відомості про використання енергії припливів Приливні коливання рівня величезних океанах планети цілком передбачувані. Основні періоди цих

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ ІНСТИТУТ СФЕРИ ОБСЛУГОВУВАННЯ ТА ПІДПРИЄМНИЦТВА (ФІЛІЯ) ФЕДЕРАЛЬНОЇ ДЕРЖАВНОЇ ОБСЛУГОВУВАННЯ БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗУ ЛЬНОГО

УДК 627.8.09 АНАЛІЗ ВАРІАНТІВ РОЗМІЩЕННЯ ГІДРОАКУМУРІЮЧОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ У КАЛІНІНГРАДСЬКІЙ ОБЛАСТІ О.М. Москалюк, студент, email: [email protected]ФДБОУ ВО «Калінінградський державний технічний

ПРОЕКТИ В ОБЛАСТІ ВИКОРИСТАННЯ ВІДНОВЛЮВАНИХ ДЖЕРЕЛОВ ЕНЕРГІЇ 15 листопада 2012 Фактори розвитку ВІЕ у світі вірні і для РФ ФАКТОР Приклади країн 2 Сприйняття ВІЕ в РФ момент впровадження В РФ не настав ВІЕ

Перелік чинних стандартів 1 Гідроелектростанції. Методики оцінки технічного стану основного обладнання гідроелектростанцій 17330282.27.140.001 2006 р. 141/3562 від 06.09.2006 р.

Група "РусГідро" один з найбільших російських енергетичних холдингів, що об'єднує понад 70 об'єктів відновлюваної енергетики в РФ і за кордоном. Встановлена потужність електростанцій, що входять до складу

ІСТОРІЯ КОМПАНІЇ Президія Всесоюзної Ради Народної Господарства (ВРНГ) СРСР спеціальною постановою утворив промисловий трест «Донбассвідтрест» з централізованого водопостачання Донецької, Луганської,

IV МІЖНАРОДНИЙ КОНГРЕС REENCON ХХІ Відновлювана енергетика XXI століття: енергетична та економічна ефективність 5 6 червня 2018 р. ВИКОРИСТАННЯ ОБЛАДНАННЯ МГЕС ДЛЯ МАЛИХ ПРИЛИВНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ

Михайло Вадимович Козлов Директор з інновацій та ВДЕ Енергозбереження у ВАТ РусГідро ЦІЛЬОВЕ БАЧЕННЯ МАЙБУТНЬОГО ВАТ РУСГІДРО Рішенням Ради директорів від 16 червня 2010 року затверджено Стратегічний план ВАТ «РусГідро»

Концепція гідротурбіни потужністю 1020МВт для Евенкійської ГЕС. Дем'янов В. А., Пилєв І. М., Сотников А. А. ВАТ «Силові машини» філія «ЛМЗ» Спорудження однієї з найбільших у світі Евенкійської ГЕС у Сибіру

ПРОГРАМА ПРАКТИК Найменування Навчальна практика: практика з здобуття первинних професійних умінь та навичок Виробнича практика: практика з здобуття професійних умінь та досвіду професійної

Лекція 16 Гідрологія водосховищ Призначення та типи водосховищ. Основні характеристики водосховищ Водосховище штучне водоймище, створене для накопичення та подальшого використання води Ітайпу

УДК 626.82/.83 А. Л. Кожанов Російський науково-дослідний інститут проблем меліорації, Новочеркаськ, Російська Федерація КОНСТРУКЦІЇ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНИХ ЗРОСНИХ СИСТЕМ З НАПІРНИМ РЕЖИМОМ

Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої освіти НАЦІОНАЛЬНИЙ ДОСЛІДНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «МЕІ» «ЗАТВЕРДЖУЮ» Директор ІЕЕ П.А. Бутирін 2016 р. ПРОГРАМА ВСТУПНОГО

Тонкоплівкові сонячні модулі «Хевел» Автономні гібридні енергоустановки на основі сонячних модулів Потенціал впровадження автономних гібридних енергоустановок у Росії У Росії понад 20 млн. чоловік

ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ТА ІНШІ ВІДНОВЛЮВАНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ

Зміст лекції:
17.1.	Гідроенергетичні ресурси
17.2.	Типи гідроенергетичних установок
17.3.	Основні схеми використання водної енергії
17.4.	Регулювання стоку річки водосховищем
17.5.	Гідроелектростанції та їх енергетичне обладнання
17.6.	Потужність ГЕС та вироблення енергії
17.7.	Гідротехнічні споруди ГЕС
17.8.	Гідроакумулюючі електростанції
17.9.	Сонячна енергетика
17.10.	Вітроенергетика
17.11.	Геотермальна енергетика
	Контрольні питання
	Література для самостійного вивчення

Гідравлічна енергія є відновлюваним джерелом енергії.

Територія, з якої стікає вода у річку, називається водозбірним басейномцієї річки. Лінія - а, б, в, г, д, що проходить по підвищених місцях і відокремлює один від одного сусідні басейни, називається водороздільною лінієюабо водорозділювачем(Рис. 17.1).

До водозбірного басейну моря відносяться водозбірні басейни всіх річок, що впадають у море.

Кількість води, що протікає через поперечний переріз водотоку в 1 с, називається витратою води Q(М3/с або л/с).

Хронологічний графік зміни витрат води у часі називається гідрографом. Будувати гідрограф дозволяють результати регулярних вимірів витрат води у річці. Форма гідрографа залежить від типу живлення річки (снігове, дощове, льодовикове тощо). На рис. 17.2 показано типовий гідрограф річки з переважно сніговим харчуванням. Гідрограф характеризується максимальним, мінімальнимі середнім значеннями витративоди за аналізований період.

Сумарний об'єм води, що пройшов через поперечний переріз водотоку від початкового моменту часу. t 0 до деякого кінцевого tдо, називається стоком W. При відомому гідрографі стік визначається за такими формулами (м3 або км3):

для безперервної функції Q(t)

де Q i- середня витрата в i-м інтервалі часу ( i Î ).

Середньорічний стік всіх річок світу становить 32 тис. км3; у табл. 17.1 наведено дані про річковий сток окремих країн світу.

Запаси поверхневого стоку територією Росії розподілені нерівномірно, що дуже несприятливо для народного господарства, зокрема й у енергетики. Більше 80% річкового стоку російських річок посідає ще мало освоєні території басейнів Північного Льодовитого і Тихого океанів.

Дані про річковий сток окремих країн світу
Таблиця 17.1 Країна	Площа території, млн км 2	Сумарний середній багаторічний обсяг стоку, км3/рік	Питома водність у середньому протягом року з 1 км 2 , л/с
Росія	17,075		7,4
Бразилія	8,51		11,9
США	9,36		9,8
Китай	9,90		8,3
Канада	9,98		24,0
Норвегія	0,32		35,8
Франція	0,551		19,7
Югославія	0,256		15,2
Польща	0,312		5,9

Особливістю стоку річки є його нерівномірний розподіл як за роками, і протягом року.

Багаторічна нерівномірність стоку несприятлива всім галузей народного господарства і насамперед енергетики. Розрізняють: багатоводні, середньоводніі маловодні роки. У маловодні роки зазвичай значно знижується вироблення енергії на гідроелектростанціях.

Нерівномірність стоку протягом року несприятлива для енергетики. Для більшості рік Росії маловодний період спостерігається взимку, коли потреба в електроенергії найбільша.

Механічна енергія річкового стоку (або гідравлічна енергія) може бути перетворена на електричну за допомогою гідротурбін і генераторів.

У природних умовах енергія водотоку витрачається на подолання внутрішнього опору руху води, опору на тертя стінках русла, розмив дна, берегів тощо. Чисельні значення можемо визначити в такий спосіб. Водотік розбиваємо на ряд ділянок, починаючи від початку до гирла. Визначаємо повну енергію потоку рідини у початковому Е 1 і кінцевому Е 2 стулки ділянки. Енергія, що втрачається на ділянці, дорівнюватиме різниці Е 2 та Е 1

Для розрахунку приймається r = 1000 г/м 3 g= 9,81 м/с2. Підставивши розрахункові значення r, g, Q 1-2 (м 3 /с) та Н 1-2 (м), отримаємо потужність водотоку, кВт:

(17.5)

Формули ( 17.3 ) і (17.5) виражають потенційну (теоретичну) вироблення енергії і потужність на ділянці водотоку, що розглядається.

Підсумовуючи потенційні енергетичні ресурси на ділянках водотоку, отримуємо потенційні енергетичні ресурси річки.

Аналогічно отримуємо теоретичні запаси гідроенергії для регіону, країни, континенту, світу.

Гідроенергетичні ресурси поділяють на потенційні (теоретичні), технічні та економічні.

Потенційні гідроенергетичні ресурси- це теоретичні запаси, що визначаються за формулою

(17.6)

де Е- Енергія, кВт · год; Q i- середня річна витрата річки на i-м ділянці, що розглядається, м 3 /с; H i- Падіння рівня річки на ділянці, м.

Вони підраховуються в припущенні, що весь стік буде використаний для вироблення електроенергії без втрат при перетворенні гідравлічної енергії на електричну, тобто. Коефіцієнт корисної дії h = 1.

Світові потенційні гідроенергетичні ресурси оцінюються у 35х10 3 млрд кВт·год на рік та 4000 ГВт середньорічної потужності. Потенційні ресурси Росії становлять 2896 млрд кВт · год за середньорічної потужності 330 ГВт.

Технічні гідроенергетичні ресурсизавжди менше потенційних, оскільки вони враховують втрати:

· Напорів - гідравлічні у водоводах, б'єфах, на невикористовуваних ділянках водотоків;

· Витрат - випаровування з водосховищ, фільтрацію, неодружені скиди і т.п.;

· Енергії в обладнанні.

Вони характеризують технічну можливість одержання енергії на етапі.

Технічні гідроенергетичні ресурси Росії становлять 1670 млрд кВт · год на рік, у тому числі по малим ГЕС - 382 млрд кВт · год на рік. Вироблення електроенергії на діючих ГЕС Росії у 2002 р. становило 170,4 млрд кВт · год, у тому числі на малих ГЕС - 2,2 млрд кВт · год.

Економічні гідроенергетичні ресурси- це частина технічних ресурсів, яку за сучасними уявленнями доцільно використовувати в найближчій перспективі. Вони суттєво залежать від прогресу в енергетиці, віддаленості ГЕС від місця підключення до енергосистемі, забезпеченості регіону, що розглядається іншими енергетичними ресурсами, їх вартістю, якістю і т.п. Економічні гідроенергетичні ресурси змінні в часі і залежать від багатьох факторів, що змінюються. Нині у світі спостерігається тенденція зростання оцінки економічних гідроенергетичних ресурсів.

Гідроенергетичні ресурси Землі оцінюються величиною 33000 ТВт год на рік, але з технічних і економічних міркувань із усіх запасів доступні від 4 до 25%. Загальний гідропотенціал рік Росії обчислюється в 4000 млн. МВт год (450 тис. МВт середньорічної встановленої потужності), що становить приблизно 10-12% від світового.

У табл. 1.13 наводяться дані про гідроресурси у різних країнах світу.

Відомо, що першоджерелом гідроенергії є сонячна енергія. Вода океанів і морів, випаровуючись під дією сонячної радіації, конденсується у високих шарах атмосфери у вигляді крапель, що збираються у хмари. Вода хмар падає у вигляді дощу у моря, океани та на сушу або утворює потужний сніговий покрив гір. Дощова вода дає початок річкам, що живляться підземними джерелами. Кругообіг води в природі відбувається під впливом сонячної радіації, завдяки якій з'являються початкові процеси круговороту - випаровування води та рух хмар. Таким чином, кінетична енергія води, що рухається в річках, є, образно кажучи, звільнена енергія Сонця.

Гідроресурси різних країн

Таблиця 1.13

Країна	Потужність, ГВт		Країна	Потужність, ГВт
Країна	(забезпеченість – 50%)	мінімаль витратах води (забезпеченість – 95%)	Країна	при середньорічних витратах води (забезпеченість – 50%)	мінімаль витратах води (забезпеченість – 95%)
Росія			Франція
			Італія
Канада			Швейцарія
Японія			Іспанія
Норвегія			Німеччина
Швеція			Англія

На відміну від невідновлюваної хімічної енергії, запасеної в органічному паливі, кінетична енергія води, що рухається в річках, відновлюється - на гідроелектростанціях вона перетворюється на електричну енергію.

Властивість поновлюваності гідроенергії є важливою перевагою ГЕС. До їх переваг належать також:

1) невелика вартість експлуатації та звідси низька собівартість енергії, що виробляється на ГЕС;
2) велика надійність роботи, що пояснюється відсутністю високих температур та тисків у гідротурбінах та відносно невисокими швидкостями обертання цих турбін та гідрогенераторів;
3) висока маневреність, що визначається невеликим часом, потрібним для включення в роботу, набору навантаження, а також зупинки ГЕС (цей час складає всього кілька хвилин).

Будівництво ГЕС у багатьох випадках вирішує також завдання постачання водою міст, промисловості та сільського господарства (зрошення).

Робота ГЕС, на відміну від ТЕС, не погіршує санітарного стану повітряного середовища та якість води у водоймах. Недоліками ГЕС є їхня висока вартість і великий термін будівництва в порівнянні з ТЕС. Однак ці недоліки зазвичай компенсуються перевагами ГЕС.

Енергія припливів та відливів. До використання цих видів енергії останнім часом проявляється значний інтерес.

Найбільшої висоти припливи досягають у деяких затоках і окраїнних морях Атлантичного океану - 14-18 м. У Тихому океані біля узбережжя Росії максимальні припливи бувають у Пенжинській губі Охотського моря - 12,9 м. , але в Білому морі, в Мензенській губі, досягають 10 м. В околиць моря Північного Льодовитого океану припливи не великі - 0,2-0,3 м, рідко 0,5 м. У внутрішніх морях - Середземному, Балтійському, Чорному - припливи майже непомітні.

Доступний використання потенціал припливів у європейській частині Росії оцінюється в 40 млн. МВт (16 тис. МВт середньорічний встановленої потужності), але в Далекому Сході - в 170 млн. МВт.

Течії та хвилювання у Світовому океані великі та надзвичайно різноманітні. Швидкості течій досягають високих значень, наприклад у Гольфстріму - 2,57 м/с (9,2 км/год) при глибині 700 м і ширині 30 км. Щоправда, частіше вони не перевищують кількох сантиметрів на секунду.

Максимальні параметри хвилювань: висота хвиль -15м, довжина – 800 м, швидкість – 38 м/с, період – 23 с. У товщі вод виникають і внутрішні хвилі, виявлені вперше Ф. Нансеном в 1902 р., їх амплітуда - від 35 до 200 м. При амплітуді ж в 1 м, ширині 5 м і швидкості поширення 10 м/с енергія хвилі досягає 267 кВт. Звідси видно, які великі запаси енергії в цих джерелах енергії.

В даний час споруджено декілька потужних електростанцій, що використовують енергію припливів. Однак велика вартість спорудження таких станцій, труднощі, пов'язані з нерівномірністю їх роботи (пульсуючий характер видачі потужності), не дозволяють поки вважати приливні станції досить ефективними, у зв'язку з чим їх розвиток йде повільно. Загальна потужність приливних хвиль оцінюється в 2-3 ТВт, проте потужність припливів у місцях, зручних для її використання значно менша.

Контрольні питання

1. Перерахуйте основні відновлювані та невідновлювані енергетичні ресурси.
2. Назвіть елементарний склад твердого палива та види маси палива.
3. Що основною характеристикою будь-якого виду палива?
4. Що таке умовне паливо?
5. Назвіть основний принцип одержання теплової енергії на атомних станціях.

Світові потенційні гідроенергетичні ресурси оцінюються в 35х10 3 млрд. кВт · год на рік та 4000 ГВт середньорічної потужності. Потенційні ресурси Росії становлять 2896 млрд. кВт · год за середньорічної потужності 330 ГВт.
Технічні гідроенергетичні ресурси завжди менші за потенційні, оскільки вони враховують втрати:
- напорів - гідравлічні у водоводах, б'єфах, на ділянках водотоків, що не використовуються;

Витрат - випаровування з водосховищ, фільтрацію, неодружені скиди тощо;

Енергії в устаткуванні.

Вони характеризують технічну можливість одержання енергії на етапі.
Технічні гідроенергетичні ресурси Росії становлять 1670 млрд. кВт · год на рік, у тому числі за малими ГЕС - 382 млрд. кВт · год на рік. Вироблення електроенергії на діючих ГЕС Росії у 2002 р. становило 170,4 млрд. Економічні гідроенергетичні ресурси - це частина технічних ресурсів, яку за сучасними уявленнями доцільно кВт · год, у тому числі на малих ГЕС - 2,2 млрд. кВт · год.
використовувати в доступній для огляду перспективі. Вони суттєво залежать від прогресу в енергетиці, віддаленості ГЕС від місця підключення до енергосистеми, забезпеченості регіону, що розглядається, іншими енергетичними ресурсами, їх вартістю, якістю тощо. Економічні гідро-енергетичні ресурси змінні в часі і залежать від багатьох факторів, що змінюються. Нині у світі спостерігається тенденція зростання оцінки економічних гідроенергетичних ресурсів.

На 2008 рік найбільшими виробниками гідроенергії (включно з переробкою на ГАЕС) в абсолютних значеннях є такі країни:

«Електроенергетика. Будівництво Росії. XX століття. М.: Майстер, 2009. С.193.

Гідроенергія Землі оцінюється величиною 35×10 3 млрд. кВт∙год на рік. Близько 25% цієї енергії за технічними та економічними умовами може використовуватись для практичних потреб. Ця величина приблизно вдвічі перевищує сучасний рівень щорічного вироблення електроенергії всіма електростанціями світу. У табл. 1.5 містяться дані про гідроенергетичні ресурси у різних країнах. У більшості розвинених капіталістичних країн частка гідроелектростанцій у виробленні електроенергії знижується, що зумовлено освоєнням інших найбільш економічних енергоресурсів та використанням гідростанцій переважно у пікових режимах.

За запасами на Росію припадає понад 20% світових ресурсів прісних вод (без урахування льодовиків та підземних вод). Серед шести країн світу, що володіють найбільшим річковим стоком (Бразилія, Росія, Канада, США, Китай, Індія), за абсолютною величиною Росія посідає друге місце у світі після Бразилії, за водозабезпеченістю на душу населення – третє (після Бразилії та Канади).

У нашій країні широке використання гідроенергетичних ресурсів уперше було передбачено 1920 р. Ленінським планом електрифікації Росії (ГОЕЛРО). За цим планом планувалося будівництво 10 великих на той час гідроелектростанцій (Волховська, Дніпровська, Свірська та ін.) із встановленою потужністю 640 МВт. До 1941 потужність всіх гідроелектростанцій склала 1,4 ГВт. У воєнні роки широко розгорнулося будівництво ГЕС у Середню Азію, а повоєнні (до 1966 р.) - у північно-західних районах (Кольський півострів, Карелія, Ленінградська область), у Закавказзі, і навіть на Волзі, Камі та Дніпрі.

Наприкінці цього періоду було розпочато будівництво найбільших гідростанцій у Сибіру (Братській, Красноярській, Усть-Ілімській, Саяно-Шушенській).

Відповідно до основних напрямів розвитку електроенергетики нашої країни в 1986 р. вироблення електроенергії на гідроелектростанціях становило 230-235 млрд. кВт∙г при встановленій потужності гідроелектростанцій 65 млн. кВт.

Унікальні запаси гідроенергії зосереджені на річках Ангарі та Єнісеї; на них планується збудувати понад 10 найбільших ГЕС загальною встановленою потужністю 60 млн. кВт, серед яких передбачається спорудження Середньонісейської та Туруханської станцій з агрегатами до 1 млн. кВт. встановлену потужність.

Для оцінки потенційних гідроенергетичних ресурсів (без урахування втрат при перетворенні водної енергії на електричну) визначається валовий гідроенергетичний потенціал. Він характеризується середньорічною річною потенційною енергією Е по т і середньорічною потенційною потужністю N по т .

Річна потенційна енергія, виходячи з 8760 год. використання в році потенційної потужності, може визначатися за формулою

Е піт = 8760 N піт.

Валовий теоретичний гідроенергетичний потенціал рік світу оцінюється в 39100 млрд. кВт·год.

Технічний гідроенергетичний потенціал характеризує частину водної енергії, яку можна використовувати технічно.

При визначенні технічного гідроенергетичного потенціалу враховуються всі втрати, пов'язані з виробництвом електроенергії, включаючи неможливість повного використання стоку, що спричинено недостатньою ємністю водосховищ та обмеженням потужності ГЕС, у зв'язку з обмеженим використанням верхових та низових ділянок річок з малою потенційною потужністю, втратами на випаровування з поверхні водосховищ та на фільтрацію з водосховищ, втратами напору та потужності у проточному тракті та енергетичному обладнанні ГЕС.

Економічно ефективний гідроенергетичний потенціал визначає ту частину технічного потенціалу, яку нині економічно доцільно використати. Слід зазначити умовність визначення економічно ефективного потенціалу, оскільки він базується на технікоекономічному порівнянні з альтернативними джерелами електроенергії, як виступають теплові електростанції, і не враховує досить повно ефективність комплексного використання водних ресурсів. Крім того, у зв'язку зі зростанням вартості органічного палива, а також збільшенням вартості будівництва ТЕС з урахуванням посилення вимог щодо охорони навколишнього середовища та ін. можна прогнозувати збільшення в перспективі економічно ефективного потенціалу, який наближатиметься до технічного гідроенергетичного потенціалу.

Таблиця 2.1 Дані про гідроенергетичний потенціал та його використання у країнах, що мають найбільші гідроенергетичні ресурси

	Гідроенергетичний потенціал, вироблення
	Технічний, млрд. кВт·г	Економічно ефективний, млрд. кВт·г	Потужність, млн. кВт	Вироблення
	Технічний, млрд. кВт·г	Економічно ефективний, млрд. кВт·г	Потужність, млн. кВт	млрд. кВт·год	% від економічно ефективного


Бразилія

Республіка Конго

				308,8 (2000 р.)
Таджикистан

Венесуела

Глобальне потепління клімату Землі, можливість якого обгрунтовується багатьма дослідженнями, може спричинити стік річок і гідроенергетичні ресурси. Так, за наближеною оцінкою середньорічне виробництво ГЕС у Росії може збільшитися до 12%.

Світовий технічний гідроенергетичний потенціал (на рівні 2008 р.) оцінюється у 14650 млрд. кВт·г, а економічно ефективний – у 8770 млрд. кВт·г. Розподіл економічного ефективного потенціалу та його використання за континентами на рівні 2000 р. наведено на рис. 2.2.

Незважаючи на різке підвищення вимог щодо охорони навколишнього середовища, за 25 років з 1975 по 2000 роки. світовий обсяг виробітку електроенергії на ГЕС зріс з 1165 до 2650 млрд. кВт·г і становив близько 19% світового виробництва електроенергії. При цьому використовується лише третина економічно ефективного гідроенергетичного потенціалу. У всьому світі встановлена потужність ГЕС, що перебувають в експлуатації, в 2000 р. склала 670 млн. кВт, а до 2008 р. досягла 887 млн. кВт, а вироблення - 3350 млрд. кВт · год. Дані про гідроенергетичний потенціал країн, що мають найбільші гідроенергетичні ресурси, та його використання на рівні 2008 р. наведено в таблиці 2.1.

Повний обсяг всіх водосховищ у світі перевищив 6 тис. км3 (ресурси річкового стоку оцінюються в 37 тис. км3). На середні та великі водосховища обсягом понад 100 млн. м 3 припадає понад 95% сумарного обсягу всіх водоймищ, причому переважна більшість цих водосховищ мають ГЕС.

Гідроенергійні ресурси не безмежні, і приходить розуміння, що вони таке ж національне багатство, як нафта, газ, вугілля, уран, на відміну яких є відновлюваними ресурсами.

Найбільші експлуатовані ГЕС мають встановлену потужність: Три ущелини (Китай) – 18,2 млн. кВт, Ітайпу (Бразилія – Парагвай) – 12,6 (14,0) млн. кВт, Guri (Венесуела) – 10,3 млн. кВт, Тукуру (Бразилія) – 7,2 млн.кВт, Гренд Кулі (США) – 6,5 млн.кВт, Саяно–Шушенська – 6,4 млн.кВт та Красноярська (Росія) – 6 млн.кВт, Черчілл- Фолс - 5,4 млн. кВт і Ла Гранде (Канада) - 5,3 млн. кВт.

Таблиця 2.2 Дані про гідроенергетичний потенціал країн, які максимально його використовують (на рівні 2008 р.)

	Гідроенергетичний потенціал, вироблення, млрд. кВт·г		Освоєння гідроенергетичного потенціалу
	Технічний	Економічно ефективний	Потужність, млн. кВт	Вироблення
	Технічний	Економічно ефективний	Потужність, млн. кВт	млрд. кВт·год	% від економічно ефективного потенціалу
Європа

Швейцарія

Німеччина
Фінляндія


Азія

Північна та Центральна Америка



Південна Америка
Венесуела
Парагвай
Австралія та Океанія
Австралія

Аналізуючи світовий досвід розвитку енергетики, слід зазначити, що практично всі найрозвиненіші країни насамперед інтенсивно освоювали свої гідроенергетичні ресурси та досягли високого рівня їх використання (табл. 2.2). Так, гідроенергетичні ресурси США використані на 82%, у Японії – на 90%, Італії, Франції, Швейцарії – на 95–98%.

В Україні економічно ефективний гідроенергетичний потенціал використано на 60%, у Росії – на 21%.

У світі зберігається тенденція до постійного збільшення використання вічно відновлюваних гідроенергетичних ресурсів, особливо в слаборозвинених країнах, що розвиваються, розвиток енергетики в яких йде шляхом першочергового застосування саме гідроенергетичних ресурсів. При цьому будівництво ГЕС в основному переміщується до передгір'їв та гірських районів, де їх негативний вплив на навколишнє середовище значно зменшується.

"Ітайпу" - одна з найбільших ГЕС світу на річці Парана, за 20 км до м. Фос-ду-Ігуасу (Foz do Iguacu) на кордоні Бразилії та Парагваю. За потужністю поступається лише ГЕС «Три ущелини» (Китай), проте на 2008 рік була найбільшою з виробництва електроенергії.

ГЕС «Три ущелини» – найбільша за всю історію світової гідроенергетики. До складу споруджень ГЕС входять: бетонна глуха гребля, будівля ГЕС з 26 агрегатами, водоскидна гребля, 2 нитки шлюзів по 5 камер з напором на кожну камеру 25,4 м, суднопідйомник. Повна та корисна ємність водосховища – 39,3 та 22,1 млн. м3, його максимальна глибина – 175 м. Встановлена потужність ГЕС 18 200 МВт.