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 образуется чернозём
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.
Строительство и модернизация шести электростанций на Дальнем Востоке — спецрепортаж России-24
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
ГЭС — это что такое? Список крупнейших ГЭС России
ГЭС – это гидроэлектростанция, преобразующая энергию водного потока в электрическую. Поток воды, падая на лопасти, вращает турбины, которые, в свою очередь, приводят в движение генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую. Гидроэлектростанции сооружаются на руслах рек, при этом обычно строятся плотины и водохранилища.
Принцип работы
Основа работы ГЭС – это энергия падающей воды. Из-за разности уровней речная вода образует непрерывный поток от истока к устью. Плотина – неотъемлемая часть практически всех гидроэлектростанций, перекрывает движение воды в русле реки. Перед плотиной образуется водохранилище, создавая значительную разницу уровня воды до и после нее.
Верхний и нижний уровень воды называют бьефом, а разницу между ними — высотой падения или напором. Принцип работы достаточно прост. На нижнем бьефе устанавливается турбина, на лопасти которой направляется поток с верхнего бьефа. Падающий поток воды приводит в движение турбину, а она через механическую связь вращает ротор электрического генератора.
Чем больше напор и количество воды, проходящее через турбины, тем выше мощность гидроэлектростанции. Коэффициент полезного действия составляет около 85%.
Особенности
Существует три фактора эффективного производства энергии на гидроэлектростанциях:
- Круглогодичная гарантированная водообеспеченность.
- Благоприятствующий рельеф. Наличие каньонов и перепадов способствуют гидростроительству.
- Больший уклон реки.
Эксплуатация гидроэлектростанция имеет несколько, в том числе сравнительных особенностей:
- Себестоимость производимой электроэнергии существенно меньше, чем на других видах электростанций.
- Возобновляемый источник энергии.
- В зависимости от количества энергии, которое должна производить ГЭС, ее генераторы можно быстро включать и выключать.
- По сравнению с другими видами электростанций ГЭС намного меньше влияет на воздушную среду.
- В основном ГЭС — это удаленные от потребителей объекты.
- Строительство гидроэлектростанций очень капиталоемкое.
- Водохранилища занимают большие территории.
- Строительство плотин и устройство водохранилищ перекрывает многим видам рыб пути к нерестилищам, что кардинально меняет характер рыбного хозяйства. Но при этом в самом водохранилище устраиваются рыбоводческие хозяйства, увеличиваются запасы рыбы.
Гидроэлектростанции разделяют по характеру возведенных сооружений:
- Приплотинные ГЭС – это самые распространенные в мире станции, в которых напор создается плотиной. Строятся на реках с преимущественно небольшим уклоном. Для создания большого напора под водохранилища затопляются значительные территории.
- Деривационные – станции, сооружаемые на горных реках с большим уклоном. Нужный напор создается в обходных (деривационных) каналах при сравнительно малом расходе воды. Часть потока реки через водозабор направляется в трубопровод, в котором создается напор, что приводит в движение турбину.
- Гидроаккумулирующие станции. Они помогают справиться энергосистеме с пиковыми нагрузками. Гидроагрегаты таких станций способны работать в насосном и генераторном режиме. Состоят из двух водохранилищ в разных уровнях, соединенных трубопроводом с гидроагрегатом внутри. При высоких нагрузках вода сбрасывается из верхнего водохранилища в более низкое, при этом происходит вращение турбины и вырабатывается электричество. При низком спросе вода перекачивается назад из низкого хранилища в более высокое.
Гидроэнергетика России
На сегодняшний день в России суммарно вырабатывается более 100 МВт электроэнергии на 102 гидроэлектростанциях. Общая мощность всех гидроагрегатов ГЭС России составляет порядка 45 млн кВт, что соответствует пятому месту в мире. Доля ГЭС в общем количестве вырабатываемой электроэнергии в России составляет 21 % — 165 млрд кВт*ч/год, что также соответствует 5 месту в мире. По количеству потенциальных гидроэнергоресурсов Россия стоит на втором месте после Китая с показателем 852 млрд кВт*ч, но при этом степень их освоения составляет лишь 20%, что существенно ниже, чем практически у всех стран мира, в том числе развивающихся. Для освоения гидропотенциала и развития российской энергетики в 2004 году была создана Федеральная программа по обеспечению надежной эксплуатации функционирующих гидроэлектростанций, завершение действующих строек, проектирование и возведение новых станций.
Список крупнейших ГЭС России
- Красноярская ГЭС — г. Дивногорск, на реке Енисей.
- Братская ГЭС — г. Братск, р. Ангара.
- Усть-Илимская — г. Усть-Илимск, р. Ангара.
- Саяно-Шушенская ГЭС — г. Саяногорск.
- Богучанская ГЭС — на реке. Ангара.
- Жигулёвская ГЭС — г. Жигулевск, р. Волга.
- Волжская ГЭС — г. Волжский, Волгоградская обл, река Волга.
- Чебоксарская — г. Новочебоксарск, река Волга.
- Бурейская ГЭС — пос. Талакан, река Бурея.
- Нижнекамская ГЭС — Челны, р. Кама.
- Воткинская — г. Чайковский, р. Кама.
- Чиркейская — река. Сулак.
- Загорская ГАЭС — река. Кунья.
- Зейская — г. Зея, р. Зея.
- Саратовская ГЭС — река. Волга.
Волжская ГЭС
В прошлом Сталинградская и Волгоградская ГЭС, а ныне «Волжская», расположенная в одноименном городе Волжский на реке Волга, средненапорная станция руслового типа. На сегодняшний день считается крупнейшей гидроэлектростанцией в Европе. Количество гидроагрегатов – 22, электрическая мощность – 2592,5 МВт, среднегодовое количество вырабатываемой электроэнергии 11,1 млрд кВт*ч. Пропускная способность гидроузла – 25000 м3/с. Большая часть вырабатываемой электроэнергии поставляется местным потребителям.
Возведение ГЭС стартовало в 1950 году. Пуск первого гидроагрегата был осуществлен в декабре 1958. В полном объеме Волжская гидроэлектростанция заработала в сентябре 1961 года. Ввод в эксплуатацию сыграл важнейшую роль в объединении значимых энергосистем Поволжья, Центра, Юга и энергоснабжения Нижнего Поволжья и Донбасса.
Уже в 2000-х годах было произведено несколько модернизаций, что позволило увеличить общую мощность станции. Кроме производства электроэнергии Волжская ГЭС используется для орошения засушливых земельных массивов Заволжья. На сооружениях гидроузла устроены автодорожные и железнодорожные переходы через Волгу, обеспечивающие связь районов Поволжья между собой.
Источник: www.syl.ru
10 самых больших и мощных ГЭС в России
Гидроэлектростанция (ГЭС) – это станция, которая использует в качестве источника энергии водные массы. Их строятся на водоемах. Рядом со станциями образуются плотины и водохранилища. Принцип работы ГЭС: поток воды попадает на турбину, запускающую генераторы, а они, в свою очередь, вырабатывают электроэнергию.
В России энергетика – важная отрасль экономики. Сегодня в стране работает 13 гидроэлектростанций, общая мощность которых составляет 1000 мегаватт. Каждая ГЭС уникальна и имеет ряд особенностей. Благодаря нашему ТОПу, вы узнаете о самых мощных гидроэлектростанциях в РФ.
Мощность: 6400 мегаватт.
Это самая мощная станция в России. Ее ввели в строй в декабре 1985 года. ГЭС расположена на реке Енисей, в окрестностях поселка Черемушки, на границе Республики Хакасия и Краснодарского края. На момент постройки станция была 14-ой по счету в стране. Название «Саяно-Шушенская» ГЭС получила в честь Саянских гор и села Шушенское.
Начало строительства ГЭС – 1963 год, а формальное окончание – 2000. По мере создания Саяно-Шушенской станции возникал ряд проблем: появление трещин в плотине, проблемы с водосборными постройками. 17 августа 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС произошла авария, в результате которой погибло 75 человек. Окончательно ГЭС восстановили к 2014 году.
Мощность: 6000 мегаватт.
Красноярская ГЭС находится около города Дивногорска, в Красноярском крае на реке Енисей. ГЭС носит имя 50-летия Советского Союза. В комплексе станции расположен первый в России судоподъемник. В 70-80-х годах Красноярская ГЭС считалась крупнейшей в мире.
Красноярская ГЭС играет важную роль в обеспечении энергией Красноярского края. Станция вошла в эксплуатацию в 1971 году, при проверке получила оценку «отлично». Судоподъемник окончательно заработал в 1982 году.
На данный момент Красноярская ГЭС производит 30% энергии для Сибири и Красноярского края. Помимо выработки энергии, станция «поставляет» воду в местные поселки и защищает их от наводнений. В комплекс ГЭС входит водохранилище.
Мощность: 4500 мегаватт.
Братская гидроэлектростанция находится в Иркутской области на реке Ангаре. ГЭС носит имя 50-летия Великого Октября. Станция занимает третье место в России по мощности и первое по выработке электроэнергии. В комплекс гидроэлектростанции входит Братское водохранилище.
По плотине Братской ГЭС с 1965 года проходит автомобильная и железная дорога. В комплекс станции входит бетонная и земляные плотины. Гидроэлектростанция – важный поставщик энергии в Сибири. Это основная станция, которая поставляет энергию в Братский алюминиевый завод.
Братское водохранилище – первое в России по полезному объему. Его площадь составляет 5480 квадратных километров. По показателям рентабельности Братская гидроэлектростанция ежегодно занимает лидирующие позиции, обходя другие российские ГЭС.
Мощность: 3840 мегаватт.
Усть-Илимская гидроэлектростанция находится в Иркутской области, около Усть-Илимска на реке Ангара. Станция входит в Ангарский касад и является третьей после Братской и Иркутской.
Начало строительства Усть-Илимской гидроэлектростанции – 1963 год, окончание – 1980 год. Станция успешно вошла в эксплуатацию в 1979 году. В комплекс входит здание ГЭС, бетонная, песчаная и каменно-земляная плотина. По бетонной плотине проходит автодорога, но движение там запрещено. В планах постройка судоподъемника.
Усть-Илимская гидроэлектростанция играет важную роль в обеспечении энергией Сибири. ГЭС поставляет энергию в местные алюминиевые заводы и лесохимические организации. В 2010 году зафиксирован рекорд Усть-Илимской ГЭС – выработка 700 миллиардов киловатт в час.
Мощность: 2997 мегаватт.
Богучанская гидроэлектростанция расположена около города Кадинска Красноярского края на реке Ангара. ГЭС считается четвертой ступенью в Ангарском каскаде. Богучанская станция входит в пятерку мощнейших в России.
Комплекс Богучанской гидроэлектростанции строился с 1974 по 2014 год. Создание ГЭС всячески поддерживалось государством. Успешный ввод гидроэлектростанции в эксплуатацию состоялся 15 октября 2012 года. Работа ГЭС на полной мощности зафиксирована 22 декабря 2014 года. Развитие Богучанской станции – показатель развития Сибири и Приангарья.
В комплекс Богучанской ГЭС входят каменно-набросная и бетонная плотины, два водосброса, здание станции и Богучанское водохранилище. Строительство станции велось без предварительной оценки ее воздействия на природу. В связи с этим, Боугчанская гидроэлектростанция всячески критиковалась «Гринписом» и Фондом дикой природы.
Мощность: 2671 мегаватт.
Волжская гидроэлектростанция ранее носила имя Волгоградской и Сталинградской. Станция расположена в Волгоградской области, на реке Волге. Сегодня ГЭС признана крупнейшей в Европе. В 60-х годах – самой крупной в мире. Станция входит в Волжско-Камский каскад и занимает нижнюю ступень.
Волжская гидроэлектростанция строилась с 1952 по 1961 год. В комплекс ГЭС входит здание станции, водосливная и земляная плотина и Волгоградское водохранилище. По плотине проходит автомобильная и железная дорога через реку Волгу. Волгоградское водохранилище используют для орошения местных почв.
Сегодня Волгоградское водохранилище также используется для водного транспорта. Оно снабжает водой близлежащие населенные пункты и защищает их от наводнений. Волжская ГЭС поставляет энергию в алюминиевый завод, предприятия химической промышленности и завод подшипников.
Мощность: 2488 мегаватт.
Жигулевская гидроэлектростанция носила имя Волжская и Куйбышевская. Станция расположена в Самарской области, на реке Волга, около города Жигулевска и Тольятти. ГЭС входит в Волжско-Камский каскад и занимает шестую ступень. Занимает второе место в Европе по мощности.
Помимо снабжения населенных пунктов электроэнергией, Жигулевская гидроэлектростанция обеспечивает судоходство крупного судна, снабжает водой поселения и защищает города от наводнений. Строительство Жигулевской ГЭС длилось с 1950 по 1957 год. В комплекс станции входит водосборная и земляная плотина, здание ГЭС, судоходные шлюзы и Куйбышевское водохранилище – самое большое в Европе.
Жигулевская гидроэлектростанция сыграла важную роль в развитии экономики Урала и Поволжья. Она обеспечивает надежную энергосистему близлежащих территорий. Водохранилище используется для передвижения речного транспорта. ГЭС регулирует поток воды в реке Волге.
Мощность: 2010 мегаватт.
Бурейская гидроэлектростанция находится в Амурской области, около поселка Талакан, на реке Бурее. ГЭС входит в состав Бурейского каскада и занимает первую ступень. В 2011 году электростанция работала на полную мощность, а в 2014 успешно введена в эксплуатацию.
Бурейская гидроэлектростанция выполняет следующие функции: снабжает электроэнергией Дальний Восток, повышает надежность энергоснабжения, защищает территории от наводнений. Благодаря строительству Бурейской ГЭС смогли поставлять излишек энергии в Китай.
В комплекс Бурейской ГЭС входит здание станции, железобетонная плотина, водосбор и Бурейское водохранилище. За историю существования гидроэлектростанции произошло 4 аварии, которые не привели к гибели людей, однако стали причиной поломки оборудования.
Мощность: 1415 мегаватт.
Саратовская гидроэлектростанция расположена в Саратовской области, в Балаково, на реке Волге. ГЭС – часть Волжско-Камского каскада и занимает седьмую ступень. Особенности Саратовской станции: длиннейший в стране машинный зал, отсутствие водосборов. Помимо снабжения территорий электроэнергией Саратовская ГЭС орошает сухие почвы, обеспечивает судоходство крупных судов и снабжает населенные пункты водой.
Саратовская гидроэлектростанция снабжает энергией Поволжье и Центр, а также признана резервом на случай аварии. В комплекс станции входит земляная плотина, здание ГЭС, судоходный шлюз и Саратовское водохранилище.
После создания ГЭС Саратовская область стала регионом с избытком энергии. Водохранилище обеспечивает водой населенные пункты и промышленные предприятия. На плотине ГЭС расположена автомобильная и железная дорога.
Мощность: 1370 мегаватт.
Чебоксарская гидроэлектростанция расположена в Республике Чувашия, около Новочебоксарска, на реке Волге. Станция принадлежит к Волжском каскаду и занимает пятую ступень. ГЭС находится также на территории Республики Марий Эл и Нижегородской области.
Начало строительства Чебоксарской станции – 1968 год. Процесс до сих пор не окончен. Сложности со строительством ГЭС связаны с Правительствами регионов, которые спорят об отметках уровня воды в водохранилище.
В комплекс Чебоксарской станции входит земляная и водосборная плотина, здание ГЭС, судоходный шлюз и Чебоксарское водохранилище. Станция играет важную роль в снабжении энергией близлежащих территорий.
Источник: topster.plus