Гидравлические установки представлены гидроэлектростанциями (ГЭС) и гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС). Их размещение во многом зависит от природных условий, например, характера и режима реки. В горных районах обычно возводятся высоконапорные ГЭС, на равнинных реках действуют установки с меньшим напором, но большим расходом воды.
Гидростроительство в условиях равнин сложнее из-за преобладания мягких оснований под плотинами и необходимости иметь крупные водохранилища для регуляции стока. Сооружение ГЭС на равнинах вызывает затопление прилегающих территорий, что приносит значительный материальный ущерб. Строительство ГЭС требует решения целого комплекса проблем (орошение земель, развитие водного транспорта и рыбного хозяйства, охрана окружающей среды), и лучшим решением является каскадный принцип строительства, когда ГЭС «нанизываются» на реку. ГЭС выгодно строить на горных реках с большим падением и расходом воды. Российские же ГЭС в большинстве своем равнинные, а следовательно, низконапорные и малоэффективные. В целом по России в настоящее время использована 1/5 часть экономически обоснованного потенциала гидроэнергоресурсов. [9, c.78]
Как не надо строить
Гидравлические электростанции (ГЭС) находятся на втором месте по количеству вырабатываемой энергии (в 2008-18 %). [13, c.89]. Гидроэлектростанции являются весьма эффективным источником энергии, поскольку используют возобновляемые источники энергии, они просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 15-20 раз меньше, чем на ГРЭС) и имеют высокий кпд (более 80%).
В итоге производимая на ГЭС энергия самая дешевая, себестоимость производимой на ГЭС энергии в 5-6 раз ниже, чем на ТЭС. Но ГЭС имеют и ряд недостатков: требуют очень больших затрат времени и средств на свое сооружение, подвержены влиянию сезонности режима рек, прямая зависимость от водных ресурсов, загрязнение окружающей среды и водохранилищами затапливаются большие площади ценных приречных земель.
Гидроэнергоресурсы, привязанные к рекам, распределяются неравномерно по территории страны. Нaиболее знaчительными потенциaльными гидроэнергоресурсaми рaсполaгaют регионы средней и восточной Сибири, имеющие горный рельеф, множество мaлых и средних рек, a тaкже тaкие речные гигaнты, кaк Енисей, Aнгaрa, Ленa, Aмур.
Нa остaльной территории стрaны по гидроэнергетическому потенциaлу выделяются горные республики Северного Кaвкaзa, зaпaдный мaкросклон Урaльского хребтa и Кольский полуостров. Минимaльным потенциaлом рaсполaгaют зaсушливые рaйоны югa России и рaвнин Зaпaдной Сибири. Гидроэнергетический потенциaл нa знaчительной чaсти территории стрaны не используется вообще.
В регионaх Сибири лишь Aнгaрский и Енисейский кaскaды ГЭС позволяют использовaть чaсть потенциaлa нaиболее крупных рек. Нa остaльной территории Сибири использовaние свободной энергии движения воды имеет лишь точечный хaрaктер (Новосибирскaя, Усть-Хaнтaйскaя, Зейскaя, Вилюйскaя ГЭС и др.).
Нa европейской территории стрaны мaксимaльно возможное количество электроэнергии извлекaется в нижнем течении Волги, хотя потенциaл гидроэнергетики здесь не столь велик из-зa рaвнинного рельефa. В то же время больший по суммaрной мощности, но дисперсно рaспределенный потенциaл рек Кaвкaзa и зaпaдного Урaлa используется слaбее. Необходимо подчеркнуть, что энергодефицитное хозяйство Приморья вообще не имеет ГЭС, хотя этот регион рaсполaгaет большими гидроэнергоресурсaми. По-видимому это связaно с крaйним непостоянством режимa рек в условиях муссонного климaтa с регулярно проходящими тaйфунaми, что ведет к существенному удорожaнию строительствa в связи с проблемaми безопaсности.
ОГЭ по географии 2023! Разбор задания 15
От суммарного потенциального размера гидроэнергетических ресурсов России приходится на Дальневосточную зону — 53%, Восточно-Сибирский район — 26%, Центральный район — 1%. [11, c.135]. Практически отсутствуют гидроэнергетические ресурсы в Центрально-Черноземном районе.
Освоение гидроресурсов наиболее эффективно в восточных районах страны, что определяется сочетанием многоводности рек, горного рельефа территории, узости скальных русел, и следовательно созданием большого напора воды. В результате стоимость энергии в 5-6 раз ниже, чем в европейских районах страны. ГЭС восточных районов играли первичную роль в освоении природных ресурсов и развитии производственных сил. На их основе созданы ТПК, специализирующиеся на энергоёмких производствах.
Активное строительство ГЭС в России началось с 1920-х гг. в процессе реализации плана ГОЭЛРО. Для советского гидроэлектростроительства было характерно сооружение каскадов ГЭС. Каскад ГЭС — это группа ГЭС, расположенных по течению реки. В каскадах ГЭС электростанции располагаются ступенями по течению реки, и каждая из них использует энергию водного стока.
Каскады ГЭС сооружены на Волге и Каме, на Иртыше, на Ангаре и Енисее, на мелких реках Карелии и Кольского полуострова, на притоках Амура, на Вилюе, на Свири. На крупных равнинных реках созданы гидроузлы, состоящие из плотины, водохранилища, шлюзов. Возведение гидроузлов позволяет одновременно решать несколько задач: вырабатывать электроэнергию, орошать земли, обеспечивать хозяйство водой, улучшать условия судоходства, способствовать поддержанию рыбоводства и рыболовства.
Основные каскады ГЭС находятся в:
- · Восточно-Сибибирском экономическом районе (Ангаро-Енисейский каскад);
- · Поволжском районе (Волжско-Камский каскад)
Наиболее мощным в России является Ангаро-Енисейский каскад ГЭС (мощностью около 22 млн кВт), состоящий из пяти станций, четыре из которых являются крупнейшими в России. Это Саянская (6,4 млн кВт) и Красноярская ГЭС (6.0 млн кВт) на Енисее, Братская (4.3 млн кВт) и Усть-Илимская (4.3 млн кВт) ГЭС на Ангаре. На ангаре действуют также Иркутская ГЭС и продолжается сооружение Богучанской ГЭС. [13, c.45] (таблица 4)
Мощные ГЭС европейской части страны созданы на равнинных реках, в условиях мягких грунтов. Большую мощность имеет Волго-Камский каскад ГЭС (около 11,5 млн кВт), включающий 11 электростанций. Самыми крупными в его составе являются Волжская (2,5 млн кВт) и Волгоградская (2,3 млн кВт) ГЭС. [15, с.3]
Мощность более 2 млн кВт будут иметь также Бурейская ГЭС на Дальнем Востоке, на которой действует пока только первая очередь. Мощные электростанции действуют на Оби (Новосибирская), Дону (Цимлянская в Ростовской области), Зее (Зейская в Амурской области).
Разновидностью ГЭС являются также гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). В европейской части страны очень перспективно развитие данного вида электростанций. ГАЭС требуют постройки не одного, а двух водохранилищ на разных уровнях.
Во время пика потребления энергии (днём) они работают как обычные ГЭС, а во время спада потребления (ночью) ГАЭС гасят пики потребления и обеспечивают большую равномерность работы других станций. ГАЭС сооружаются около крупных городов, где наблюдается наибольшая разница между пиками и спадами потребления энергии. Они могут строиться на любых реках, но работают они только во взаимодействии со станциями других типов. В России построена Загорская ГАЭС, мощностью 1,2 млн. кВт (крупная ГАЭС находится около города Сергиев Посад в Московской области) и строится Центральная ГАЭС (3,6 млн. кВт). [13, c.135]
Экономический потенциал районов европейской части России в значительной мере использован, в то время как в восточных районах, обладающих огромными гидроэнергетическими ресурсами, его использование невелико (за исключением Восточной Сибири). Гидростроительство в Сибири и на Дальнем Востоке затруднено.
В настоящее время развитие гидроэнергетики в России ориентируется на строительство малых и средних ГЭС, не требующих значительных инвестиций и не создающих экологической напряженности.
Источник: vuzlit.com
rushydro
Сегодня в Общественной палате проводятся слушания под названием «Целесообразность строительства и модернизации гидроэлектростанций на равнинных реках России», инициированные Всероссийским обществом охраны природы. Само название слушаний вызывает, мягко говоря, некоторое недоумение – необходимость модернизации наших равнинных ГЭС, большинство из которых проработали уже 50 и более лет, вполне очевидна и до сей поры не вызывала каких-либо сомнений. Посему, поговорим о строительстве ГЭС на равнинных реках, о том, как обстоит с этим дело в настоящее время в России и в мире.
ГЭС Belo Monte – крупнейшая строящаяся гидроэлектростанция на равнинной реке. Взято отсюда
Очень часто можно услышать утверждения о том, что-де «Строительство ГЭС на равнинных реках давно признано ошибочным и недопустимым». При этом, на закономерный вопрос — кем и когда такое было признано, обычно следуют невнятные рассуждения с отсылкой на зарубежный опыт. Что же, посмотрим, как обстоит дело со строительством равнинных ГЭС за рубежом.
Волжская ГЭС – крупнейшая гидроэлектростанция в Европе. Но сейчас в мире построены и строятся значительно более мощные равнинные ГЭС.
Правда, с самого начала мы попадаем в некоторую неопределенность – а собственно что считать равнинными реками и соответственно равнинными ГЭС? Если отнесение к равнинным рекам Волги не вызывает каких-либо сомнений, то как быть с Ангарой? Или с Янцзы в районе «Трех Ущелий», где ради строительства ГЭС переселили более миллиона человек? Посему постараемся ограничиться теми станциями, «равнинность» которых достаточно очевидна. На сегодняшний день, такие проекты реализуются на всех континентах, кроме разве что Австралии с Антарктидой.
ГЭС Caruachi в Венесуэлле – построенная совсем недавно крупная равнинная ГЭС. Фото отсюда
Лидером по строительству равнинных ГЭС сейчас без сомнений является Бразилия. Эта страна исторически ориентирована на преимущественное развитие гидроэнергетики, и к настоящему моменту основные неиспользованные гидроресурсы остались в равнинной Амазонии, где в настоящее время реализуются три масштабных гидроэнергетических проекта.
Самый масштабный из них – это гигантская ГЭС Belo Monte в нижнем течении реки Шингу. Фактически, это сразу две ГЭС – относительно небольшая плотинная ГЭС Pimental мощностью 233 МВт и собственно плотинно-деривационная ГЭС Belo Monte мощность 11000 МВт – это примерно соответствует мощности всего Волжско-Камского каскада. Строительство началось в 2011 году и ведется весьма активно, не смотря на то, что кто только против этой станции не протестует – от индейцев до режиссера «Аватара» Джэймса Кэмерона.
Река Шингу. Фото отсюда
Еще две мощных ГЭС строятся на другом притоке Амазонки, реке Мадейра. Это гидроэлектростанции Santo Antonio мощностью 3150 МВт и Jirau мощностью 3300 МВт. По конструкции они очень близки, это типичнейшие равнинные ГЭС с напорами 13-15 м. Строить их начали в 2008 году, первые гидроагрегаты планируют запустить в 2013 году.
ГЭС Jirau. Фото отсюда
В соседней Аргентине в 2011 году была завершен проект ГЭС Yacyreta на Паране. Чисто «равнинный» проект мощностью 3200 МВт, начатый еще в 1983 году, но застрявший на промежуточной отметке водохранилища еще в 1994 году. После долгих обсуждений, в 2011 году водохранилище было наполнено до проектной отметки (для чего потребовалось переселить около 50 тыс. человек).
ГЭС Ясирета. Фото отсюда
Не отстает и Венесуэла. На реке Карони (приток Ориноко) в 1998-2010 годах была построена ГЭС Caruachi мощностью 2160 МВт, а с 2006 года строится ГЭС Tocoma той же мощности. Обе станции – вполне обычные равнинные, напоры 20-35 м.
Строительство ГЭС Tocoma. Фото отсюда
В Северной Америке продолжается строительство равнинных ГЭС в Канаде. С 1974 года строится огромный гидроэнергетический комплекс La Grande, в настоящее время завершается последний этап его строительства – переброска примерно половины стока реки Руперт в бассейн реки Ла Гранде, с увеличением выработки электроэнергии на существующих ГЭС и постройке двух новых – Sarcelle мощностью 150 МВт и Eastmain-1А мощностью 768 МВт. Строить эти ГЭС начали в 2006 году.
Строительство ГЭС Sarcelle. Фото отсюда
Переместимся в Европу. В западной Европе гидропотенциал в большинстве случаев освоен еще 30-40 лет назад. На Рейне – 27 ГЭС, на Мозеле – 28, куда уж дальше-то. Тем не менее, и там строят ГЭС, если появляется такая возможность. Очень характерный пример – строительство в 2003-2010 годах на Рейне ГЭС Rheinfelden мощностью 100 МВт взамен одноименной ГЭС, эксплуатировавшейся с конца XIX века.
Увеличив уровень водохранилища на 3 м, удалось увеличить мощность ГЭС в 4 раза. По конструкции, Rheinfelden – классическая низконапорная ГЭС с горизонтальными капсульными гидроагрегатами (напор 9 м).
Строительство новой ГЭС Rheinfelden. Фото отсюда
В Восточной Европе интересен опыт равнинной Белоруссии, где ранее никогда не строили ГЭС мощностью более 2 МВт. Но в последнее время ситуация резко изменилась – в 2008-2012 годах построена Гродненская ГЭС мощностью 18 МВт на Немане, с 2011 года строится Полоцкая ГЭС мощностью 22 МВт на Западной Двине, а с 2012 года – Витебская ГЭС мощностью 40 МВт на той же реке. Напоры на этих ГЭС – в диапазоне 7-14 МВт. Озвучены планы строительства еще одной ГЭС на Немане, двух на Западной Двине и целого каскада небольших станций на Днепре. Конечно, по сравнению с гигантами Бразилии мощности этих ГЭС не очень велики, но учитывая возможности белорусских рек – это вполне солидные объекты.
Гродненская ГЭС на этапе завершения строительства. Фото отсюда
Теперь Африка. В 2004-2010 годах в Судане была построена крупная ГЭС Merowe мощностью 1250 МВт на реке Нил. Классическая равнинная ГЭС с поворотно-лопастными турбинами.
ГЭС Merowe на начальном этапе строительства. Фото отсюда
Завершим Азией, а именно Лаосом, где в этом году развернуто строительство ГЭС Xayaburi на реке Меконг, напор на турбинах ГЭС – 18 м.
Подготовительные работы на строительстве ГЭС Xayaburi. Фото отсюда
Как мы видим, везде в мире развитие равнинных ГЭС продолжается, и довольно активно – строятся в том числе крупные, уникальные объекты. Вообще, выделение из гидроэнергетики отдельных «равнинных» ГЭС – довольно спорная идея, проект любой ГЭС оценивается с точки зрения его экономической и экологической эффективности. ГЭС на равнинных реках как правило имеют значительные площади затоплений; часто это неприемлемо в связи с большими потерями ценных земель и масштабами переселения населения. Но если выгоды от ГЭС оказываются существенно больше, чем потери (часто, хотя и не всегда, это связано с малоосвоенностью района строительства) – строительство ГЭС эффективно, в том числе и на равнинной реке.
Источник: rushydro.livejournal.com
Виды современных ГЭС: преимущества и недостатки
Все гидроэлектростанции в качестве источника энергии применяют энергию водного потока. Чаще всего, гидроэлектростанции строят на реках, создавая плотины и водохранилища.
Все ГЭС можно разделить на нижеуказанные виды:
Русловые и плотинные. Такие виды являются самыми распространенными, напор воды создается за счет установки плотины, которая перегораживает реку или поднимает уровень воды к нужной отметке. Данные виды ГЭС строят на многоводных равнинных реках и горных реках.
- Приплотинные. Их строят на местах максимального напора воды. Для этого, реку перегораживают плотиной, а здание ГЭС располагаются в нижней части этой плотины. Вода попадает в турбины через напорные тоннели.
- Деривационные. Подобные электростанции строят в местах, где есть большой уклон реки. А концентрацию воды создают за счет деривации. Деривационные ГЭС могут быть с напорной деривацией и без нее.
- Гидроаккумулирующие. Они аккумулируют электроэнергию, а используют ее только при пиковых нагрузках. В момент максимальной нагрузки, агрегаты ГЭС работают подобно насосам от внешних источников и закачивают воду в специальные бассейны, после вода поступает в трубопровод и заставляет работать турбины.
- Применение возобновляемой энергии.
- Дешевая электроэнергия.
- Отсутствие пагубных выбросов в атмосферу.
- Очень быстрый переход к режиму выдачи рабочей мощности после первого включения станции.
- Выгодно использовать в качестве аварийного резерва, поскольку генераторы станций можно легко включать/выключать в зависимости от потребностей.
- Менее негативное воздействие на воздушную среду, чем у других видов электростанций.
- Хорошо регулируется частота и покрываются растущие пиковые нагрузки.
- Затопление больших участков земель.
- Строительство возможно лишь в местах больших запасов энергии воды.
- На горных реках такие станции очень опасны по причине высокой сейсмичности районов.
- Нерегулируемые попуски воды из водохранилищ приводят к перестройке уникальных экосистем по руслу рек, поэтому реки загрязняются, уменьшается численность рыб, исчезают места гнездования перелетных птиц.
- Уменьшается поток биогенных веществ в океаны.
- Для постройки большой плотины требуется очень много материала и обходится это дорого.
- Строительство ГЭС, в сравнении с другими энергоисточниками более долгое и дорогое.
- Очень большая площадь водохранилищ.
- Большой вред плотины рыбному хозяйству, так как закрыт путь к нерестилищам.
- Крупные гидросооружения и плотины являются причиной пересыхания рек.
- Перспективы развития применения гидроэнергетических ресурсов минимальны, поскольку территории развитых стран практически исчерпали потенциал для развития данной сферы.
К примеру, Европа располагает только 25 процентами неохваченных территорий, которые подойдут для гидроэнергетических проектов, а северная часть США имеет лишь 30 процентов. Но у развивающихся стран перспектива лучше, например, Южная Америка и Африка имеют большие территории пригодные для освоения водных ресурсов. В Африке сейчас освоено только 7 процентов от водного ресурса, а в Южной Америке 33 процента.
Дата публикации: 14.01.2014
Похожие записи:
Последние публикации:
Пластиковые окна – проблемы и актуальные способы решения
Неправильно проведенные монтажные работы по установке окон ведут к драматичной картине – полной замене стеклопакета. Однако и в ходе эксплуатации жильцы квартир, домов допускают ошибки. В…
Поручни для лестниц: почему стоит выбрать вариант из нержавейки
Поручни – обязательный элемент любой комфортной в использовании лестницы. Когда по лестнице идет ребенок, престарелый человек, то даже самое безобидное препятствие может стать…
Заказывайте качественное современное ТВЧ оборудование в «Завод преобразователей ТВЧ»
Ток высокой частоты, или ТВЧ – широко используемое в промышленности явление, которое играет важную роль в процессе закалки металлов, а также других технологических процессах.…
Источник: nacep.ru