Eng Ru
Отправить письмо

Мощность ГЭС и выработка энергии. Гэс кпд


Гидротурбины

Проект ГЭС разрабатывается на основе топографо-геодезическихиинженерно-геологическихизысканий. Используются многолетние наблюдения за гидрологическим режимом реки: расходами, уровнями, ледовым режимом. Напор на гидроузлеНГЭС равен разности уровней воды верхнего и нижнего бьефов. ПриНГЭС < 25 м станцию относят к низконапорным. Напор блока (гидроагрегата) представляет собой разность удельных потенциальных энергий на входе и выходе из гидротурбины и определяется из выражения

Нбл= НГЭС- ∆hкин, м,

(1.2)

где ∆hкин – потери кинетической энергии в водоподводящих и водоотводящих сооружениях плотины. Согласно гидравлике эти потери пропорциональны квадрату скорости воды (и, следовательно, квадрату расхода). На низконапорных плотинах сНГЭС = 6…8 м напор блока может уменьшаться на 10…15% только за счет сороудерживающих решеток.

Расход воды в водохранилище (верхнем бьефе) зависит не только от расхода через плотину, но также от водозабора на нужды водоснабжения, ирригации, от осадков, испарения, фильтрации, льдообразования. Расход в нижнем бьефе зависит от расхода через турбины, холостых сбросов, фильтрации.

Преобразование потенциальной энергии воды гидроузла в механическую энергию, передаваемую электрогенератору, происходит в гидротурбинах. Ведущая роль в создании и развитии гидротурбин большой мощности в России принадлежит Ленинградскому металлическому заводу. Ленинградскими учеными и инженерами разработаны уникальные турбоагрегаты, превосходящие мировой уровень. Турбинами, выпущенными на ЛМЗ, оборудованы почти все российские и многие иностранные крупные ГЭС.

При работе гидротурбины имеют место потери энергии. Гидравлические потери связаны с вязким трением и вихреобразованием при течении воды через турбину. Объемные потери обусловлены перетеканием некоторого объема жидкости через зазоры между лопастями турбины и стенками статора агрегата. Механические потери связаны с трением в подшипниках. Суммарные потери мощности учитываются коэффициентом полезного действия гидротурбины ηт в выражении (1.1). Для современных турбин характерны значенияηт = 0,85…0,9.

Для низконапорных, в том числе малых, ГЭС оптимальными являются гидротурбины пропеллерного типа с горизонтальным валом. На рис. 1.3 представлен схематически гидроагрегат для микроГЭС на мощность от 7 до 50 кВт, напоры от 3 до 10 м, расходы воды от 0,3 до 0,9 м3/с. Гидроагрегаты такого типа размещаются в теле плотины без заглубления, что снижает стоимость строительства ГЭС. Габариты горизонтальных турбин меньше, чем вертикальных. Для малых ГЭС с невысокими плотинами научнопроизводственным объединением «Ранд» и АОЗТ «МНТО ИНСЭТ» (С.-

studfiles.net

А при учёте КПД турбины с двигателем мощность микро ГЭС равна

Микро гидроэлектростанции

Микро гидроэлектростанции Микро гидроэлектростанции Торопов Михаил, к.т.н., доцент кафедры НВИЭ КРСУ, ЦРВИЭЭ Тренинг Центра развития ВИЭ и энергоэффективности Бишкек, 27-30 апреля 2013 ЦРВИЭЭ, www.creeed.net, 2013 Содержание Энергия

Подробнее

Задание. Таблица выбора вариантов

Задание. Таблица выбора вариантов

Задание Каждому студенту необходимо решить по одной задаче из каждого раздела практикума и прикрепить решение на учебном портале через расписание для проверки преподавателем. варианта выбирать согласно

Подробнее

Потребляемая мощность. Мощность, квт 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00. Зима Лето 6,00 4,00 2,00 0, ГРС

Потребляемая мощность. Мощность, квт 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00. Зима Лето 6,00 4,00 2,00 0, ГРС Мощность, квт РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ АВТОНОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК МАЛОЙ МОЩНОСТИ С РАСШИРИТЕЛЬНОЙ ТУРБИНОЙ НА БАЗЕ ТУРБИН КОНСТРУКЦИИ ЛПИ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ И ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ

Подробнее

Русловая электростанция «Fish-energy»

Русловая электростанция «Fish-energy» Русловая электростанция «Fish-energy» Напорная магистраль A-A Ротор Дарье с редуктором A A Всасывающая магистраль Коллектор Fish engine Рычаг Гидроаккумулятор Насос Шланг Гидродвигатель Генератор Рис.

Подробнее

Учёт стока воды через водоводы ГЭС

Учёт стока воды через водоводы ГЭС Учёт стока воды через водоводы ГЭС И.Э. Жуков Основными задачами организации учёта стока воды на гидроэлектрических станциях являются: контроль состояния гидротурбинного оборудования, контроль использования

Подробнее

Практическое занятие июня 2017 г.

Практическое занятие июня 2017 г. 12 июня 2017 г. Совместный процесс конвекции и теплопроводности называется конвективным теплообменом. Естественная конвекция вызывается разностью удельных весов неравномерно нагретой среды, осуществляется

Подробнее

Ветроэнергетическая установка ВЭС - 20

Ветроэнергетическая установка ВЭС - 20 Ветроэнергетическая установка ВЭС - 20 >1 Производственная компания «Авангард» Является лидером в области металлообработки, электромонтажного и электротехнического оборудования. На сегодняшний день ассортимент

Подробнее

Вихревая ветроэнергетическая установка

Вихревая ветроэнергетическая установка ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО НАУЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ФГБНУ ВИЭСХ) Вихревая

Подробнее

РАДИАЛЬНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ ВЦ 4-282

РАДИАЛЬНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ ВЦ 4-282 РАДИАЛЬНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ ВЦ РАДИАЛЬНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ ВЦ В данном каталоге ТОО «АВЗ» представляет радиальные вентиляторы собственной разработки для применения только в системах вентиляции гражданского промышленного

Подробнее

ОСНОВЫ НАСОСНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ОСНОВЫ НАСОСНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ОСНОВЫ НАСОСНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 1. ВВЕДЕНИЕ. СИСТЕМА И КРИВАЯ СИСТЕМЫ 3. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ ПЕРЕКАЧИВАНИЕ 3.1. Параллельно соединенные насосы 3.. Последовательно соединенные насосы 4. NPSH

Подробнее

Принцип работы и устройство ГЭС

Принцип работы и устройство ГЭС Филиал ОАО «РусГидро» - «Северо-Осетинский филиал» Принцип работы и устройство ГЭС Главный инженер Северо-Осетинского филиала ОАО «РусГидро» Зангиев Казбек Захарович Типы ГЭС Русловые Плотинные Деривационные

Подробнее

ТЕПЛОВЕНТИЛЯЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ТЕПЛОВЕНТИЛЯЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРЕВАТЕЛИ Для подогрева наружного воздуха в холодный период года используют воздухонагреватели с водяным и электрическим источником тепла. Электрические канальные воздухонагреватели (электрокалориферы)

Подробнее

Геометрические характеристики винтов

Геометрические характеристики винтов

Тема 3. Особенности аэродинамики воздушных винтов Воздушный винт представляет собой лопастный движитель, приводимый во вращение двигателем, и предназначен для получения тяги. Он применяется на самолетах

Подробнее

Презентация к уроку на тему:

Презентация к уроку на тему: Преподавание есть искусство, а не ремесло в этом самый корень педагогического дела. Презентация к уроку на тему: Выполнила преподаватель Ротмистровская И.В. Вентилятор представляет собой механическое устройство,

Подробнее

docplayer.ru

Микро ГЭС | Weswen

Гидроэнергия — это энергия, сосредоточенная в потоках водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Любой водный поток обладает кинетической и потенциальной энергией.

Гидроэнергия относится к одним из самых древних источников энергии: использование энергии накопившейся или проточной воды при помощи водяных колес практиковалось уже в Китае и в Древнем Риме еще в III столетии до н.э.

Гидроэлектростанция (ГЭС) — это электростанция, которая преобразует потенциальную и кинетическую механическую энергию водного потока в электроэнергию.

КПД ГЭС складывается из КПД гидротурбины и электрического генератора, образующих гидроагрегат. С точки зрения превращения энергии гидроэнергетика — это технология с очень высоким КПД, зачастую превышающим более чем в 2 раза КПД теплоэлектростанций. На современных гидроэлектростанциях этот параметр может достигать 85–90%.

Объекты малой гидроэнергетики условно делят на два типа: «мини» — обеспечивающие единичную мощность до 5000 кВт, и «микро» — работающие в диапазоне от 0.3 до 100 кВт.

Данный диапазон мощностей является основным направлением работы в области разработок и реализации специалистов компании WESWEN.

В микро ГЭС, изготавливаемых компанией WESWEN, сочетаются преимущества большой ГЭС с одной стороны и возможность децентрализованной подачи энергии с другой стороны. Внедрение данных установок повышает энергетическую безопасность региона, обеспечивает независимость от поставщиков топлива, находящихся в других регионах, экономит дефицитное органическое топливо. Сооружение подобного энергетического объекта не требует крупных капиталовложений, большого количества энергоемких строительных материалов и значительных трудозатрат, относительно быстро окупается. Они не оказывают отрицательного воздействия на образ жизни населения, на животный мир и местные микроклиматические условия. В процессе выработки электроэнергии микро ГЭС не производит парниковых газов и не загрязняет окружающую среду продуктами горения и токсичными отходами, что соответствует требованиям Киотского протокола.

Микро ГЭС в большинстве случаев используются для электроснабжения мелких изолированных потребителей, удаленных от сетей централизованного электроснабжения. Источниками ресурсов для микро гидроэнергетики могут являться естественные и искусственные водотоки, малые и средние реки, ручьи, водосбросы из водохранилищ, искусственных прудов и пр.

Деривационная ГЭС

Деривационная ГЭС

Русловая ГЭС

Русловая ГЭС

Существуют три основных схемы микро гидроэлектростанций:— русловая, с использованием мини-плотины;— деривационного типа, при применении которой часть воды из реки отводится в напорный трубопровод и после использования в гидротурбине опять сбрасывается в реку;

— свободнопоточного типа, когда турбина устанавливается прямо в водный поток (гидроколеса Савониуса в США, турбины Ленева и гирляндного типа в России).

По типу рабочих колес гидротурбины делятся на активные и реактивные.

Активные гидротурбины используют преимущественно кинетическую энергию водного потока. К данному типу относятся:

— Водяные колеса (нория, среднебойное, наливное)

— Ковшовые турбины Пелтона

— Наклонно-струйные турбины Тюрго

— Турбины поперечного течения типа Банки— Турбины Тайсона и свободнопоточные турбины

Наливное водяное колесо

Наливное водяное колесо

Турбина Пелтона

Турбина Пелтона

Турбина Тюрго

Турбина Тюрго

Турбина Банки

Турбина Банки

Реактивные гидротурбины используют преимущественно потенциальную энергию потока.

Турбина Каплана

Турбина Каплана

Турбина Френсиса

Турбина Френсиса

Основные их типы:

— Радиальные турбины Френсиса

— Пропеллерные турбины, в т.ч. вертикально и горизонтально-осевые турбины типа Каплан

Каждый тип гидротурбин соответствует определенному диапазону напора и расхода воды. При выборе типа можно руководствоваться данной диаграммой.

weswen.ru

Мощность ГЭС и выработка энергии — Мегаобучалка

В энергосистеме ГЭС обычно используется для выработки электроэнергии, покрытия графика нагрузки, особенно его пиковой части, регулирования частоты электрического тока в системе, в качестве резерва и для выработки реактивной мощности в режиме синхронного компенсатора.

Режим работы ГЭС в энергосистеме зависит от расхода воды, напора, объема водохранилища, потребностей энергосистемы, ограничений по верхнему и нижнему бьефу.

Агрегаты ГЭС по техническим условиям могут быстро включаться, набирать нагрузку и останавливаться. Причем включение и выключение агрегатов, регулирование нагрузки могут происходить автоматически при изменении частоты электрического тока в энергосистеме. Для включения остановленного агрегата и набора полной нагрузки обычно требуется всего 1—2 мин.

Мощность на валу гидротурбины (кВт) определяется как

 

(17.7)

где Qт — расход воды через гидротурбину, м3/с; Нт — напор турбины, м; hт — коэффициент полезного действия (КПД) турбины. Напор турбины равен:

 

(17.8)

где ÑВБ, ÑНБ — отметки уровня воды соответственно в верхнем и нижнем бьефе, м; Нг — геометрический напор; Dh — потери напора в водоподводящем тракте, м.

Потери напора обычно составляют 2—5 % Нг. Значение КПД гидротурбины зависит от ее конструкции, размеров и режимов работы. Коэффициент полезного действия современных крупных гидротурбин может достигать 0,95.

Электрическая мощность гидроагрегата Na на выводах генератора

 

(17.9)

где hген — КПД гидрогенератора. Обычно КПД гидрогенератора равен 0,9—0,98.

Регулирование мощности агрегата ГЭС производится изменением расхода, проходящего через гидротурбину. Мощность ГЭС в i-й момент времени равна:

 

(17.10)

где Qгi, Hгi, hгi — расход ГЭС, напор ГЭС и КПД ГЭС соответственно в i-й момент времени.

Выработка электроэнергии ГЭС (кВт · ч) за период времени Т (ч) определяется как

 

(17.11)

 

В качестве расчетного периода Т рассматриваются час, сутки, неделя, месяц, год.

Годовая выработка электроэнергии ГЭС не является постоянной величиной, а изменяется в зависимости от объема стока, поступающего в водохранилище, степени его регулирования и условий эксплуатации ГЭС. При годичном регулировании годовая выработка электроэнергии ГЭС, как правило, существенно колеблется в основном за счет энергоотдачи в паводковый период.

При многолетнем регулировании неравномерность выработки электроэнергии по годам бывает незначительной.

Среднемноголетняя выработка электроэнергии Э является важной характеристикой, используемой при определении технико-экономических показателей ГЭС.

Для оценки работы ГЭС в энергосистеме служит условное число часов использования установленной мощности в году Ту представляющее собой отношение:

 

(17.12)

где Nу — установленная мощность ГЭС; Эг — среднегодовая выработка.

Для остропиковых ГЭС Ту £ 2000 ч, а для ГЭС, работающих в полупиковом режиме, Ту возрастает до 4000 ч. Если ГЭС предназначается для базисной работы, то Ту составляет обычно 6000—6500 ч. Теоретическим пределом является Ту = 8760 ч.

Эксплуатационный персонал на ГЭС существенно меньше, чем на тепловой или атомной электростанции аналогичной мощности.

Себестоимость выработки электроэнергии на ГЭС обычно в 6—8 раз ниже, чем на ТЭС или АЭС.

megaobuchalka.ru

Свободнопоточные ГЭС - Rushydro rocks

На днях в Красноярске была запущена в работы экспериментальная свободнопоточная ГЭС, разработанная учеными Сибирского федерального университета. Это событие вызвало всплеск интереса к такого рода установкам, многие комментаторы пророчат этому направлению энергетики самое светлое будущее. Попробуем разобраться, что это за станции, каковы их преимущества, недостатки и перспективы.Фото отсюда

Принципиальным отличием свободнопоточной ГЭС от классической является использование ими не потенциальной (создаваемой плотиной или деривацией), а кинетической энергии текущего водного потока. Ближайший аналог – ветровая электростанция, которая аналогичным образом использует кинетическую энергию движущегося воздуха. Часто свободнопоточные ГЭС называют бесплотинными, что не вполне верно, поскольку бесплотинными являются и некоторые классические ГЭС, в том числе и весьма крупные – например, расположенные на Ниагарском водопаде.Бесплотинная ГЭС Robert Moses. Мощность – 2525 МВт. Фото отсюда

Идея использования кинетической энергии речной воды отнюдь не нова, более того, самые первые в истории гидравлические машины – подливные водные колеса (нории), используемые уже несколько тысяч лет, работают именно таким образом. Казалось бы, чего проще – помещаешь рабочее колесо в воду, оно крутит генератор и вырабатывает ток. Не нужны дорогостоящие плотины или деривационные тоннели, земли не затапливаются, рыбе не мешают, поставить такую ГЭС можно вроде бы практически везде – масса преимуществ. За сотни лет (особенно за последние десятилетия) и энтузиастами, и специалистами создано огромное количество конструкций свободнопоточных ГЭС. И все реки мира должны были бы давно заставлены такими сооружениями – но этого не наблюдается, и распространение свободнопоточных ГЭС очень ограничено и представлено главным образом экспериментальными установками. Почему это происходит?Нория. Фото отсюда

Начнем с физики. Скорость течения равнинной реки (а свободнопоточные ГЭС предлагается размещать преимущественно на таких реках) составляет обычно 2-5 км/ч (в паводки на 1-3 км/ч больше). Знакомый со средней школы расчет показывает, что один кубометр воды, движущейся с такой скоростью, будет иметь энергию 155-965 Дж.А теперь посмотрим, какую энергию имеет тот же кубометр воды, падающий с высоты всего в 1 метр. Это 9800 Дж, т.е. в 10-60 раз больше. При этом, столь малые напоры в гидроэнергетике считаются малоэффективными и практически не используются. При этом, КПД классической ГЭС заведомо выше (сейчас он составляет более 95%), а КПД свободнопоточной ГЭС даже чисто теоретически составляет менее 60%, ведь невозможно остановить воду – она должна куда-то деваться после выхода из турбины; на практике же КПД оказывается еще ниже.Вариант конструкции свободнопоточной ГЭС. Диаметр ротора – 6 м. Взято отсюда

Таким образом, свободнопоточная ГЭС вынуждена использовать низкопотенциальную энергию. Это всегда менее эффективно, чем использование высокопотенциальной энергии (существенно растут удельные затраты на единицу мощности и вырабатываемой электроэнергии). На первый взгляд, это не является непреодолимым препятствием – в конце концов, потенциал энергии ветра еще меньше, но ветроэлектростанций масса. Однако, ветроэлектростанции решают эту проблему за счет огромного размаха лопастей рабочего колеса. Для свободнопоточной ГЭС такой путь невозможен – глубина даже крупных рек относительно невелика, да к тому же резко изменяется в зависимости от текущих показателей водности, а также русловых процессов. Но в море, такие станции возможны и существую – они используют энергию приливных течений (хотя тоже являются пока экзотикой).Приливная свободнопоточная электростанция SeaFlow мощностью 300 кВт, пущенная в 2003 году. Фото отсюда

Исходя из описанного, свободнопоточная ГЭС в принципе не может иметь заметной мощности, ее предел – несколько киловатт (возможно, пара десятков киловатт на больших и глубоких реках). Такая станция должна быть полностью погружена под воду, причем под минимальный меженный уровень и с хорошим запасом на толщину льда – в противном случае, она будет разрушена ледоходом (либо на период ледостава и ледохода ее придется демонтировать, что накладно). Если река судоходна – станция должна быть вне фарватера (где, заметим, самая большая глубина и самое быстрое течение). В то же время, ее нельзя и просто опустить на дно – установка может быть замыта донными отложениями. Но при любом размещении, гарантии от повреждения льдом такой установки на замерзающих реках невозможно дать в принципе – ведь никто не отменял ледяные заторы и зажоры, когда льдом и шугой забивается практически все сечение русла реки.Еще одна из предложенных конструкций свободнопоточных ГЭС. Зимой в России такая станция по очевидным причинам работать вряд-ли будет. Взято отсюда

Получается, что удобных для установки свободнопоточных ГЭС мест не так много, и эта установка явно потребует сложных водолазных работ. А ведь еще надо как-то выдать электроэнергию с такой станции в сеть – нужна прокладка подводного кабеля, отдельная подстанция на берегу. А как обслуживать и ремонтировать эту установку? Использовать водолазов? Сколько это будет стоить?Еще одна свободнопоточная ГЭС, разработанная еще в 1945 году. Взято отсюда

Итого на выходе получается такая гидроэлектростанция: совсем маломощная, с низким КПД, очень металлоемкая, очень чувствительная к качеству изготовления (требуется полная герметичность конструкции на протяжении многих лет), сложная в монтаже, ремонте и подключении к сетям, очень требовательная к месту размещения, находящаяся под постоянной угрозой разрушения льдом…Все это технически решаемо, но неизбежно ведет к увеличению стоимости как самой установки, так и ее монтажа, подключения и эксплуатации – и соответственно, к ее экономической неконкурентоспособности в сравнении с другими видами энергетики (как традиционной, так и возобновляемой). Именно поэтому свободнопоточные ГЭС даже в в тепличных по отношению к возобновляемой энергетике условиях европейских стран не получили заметного развития. Кинетическая энергия рек – перспективный ресурс возобновляемой энергетики, но эффективно взять ее пока что не получается.

rushydro.livejournal.com

Свободнопоточные ГЭС - saiga20k

На днях в Красноярске была запущена в работы экспериментальная свободнопоточная ГЭС, разработанная учеными Сибирского федерального университета. Это событие вызвало всплеск интереса к такого рода установкам, многие комментаторы пророчат этому направлению энергетики самое светлое будущее. Попробуем разобраться, что это за станции, каковы их преимущества, недостатки и перспективы.

Фото отсюда

Принципиальным отличием свободнопоточной ГЭС от классической является использование ими не потенциальной (создаваемой плотиной или деривацией), а кинетической энергии текущего водного потока. Ближайший аналог – ветровая электростанция, которая аналогичным образом использует кинетическую энергию движущегося воздуха. Часто свободнопоточные ГЭС называют бесплотинными, что не вполне верно, поскольку бесплотинными являются и некоторые классические ГЭС, в том числе и весьма крупные – например, расположенные на Ниагарском водопаде.Бесплотинная ГЭС Robert Moses. Мощность – 2525 МВт. Фото отсюда

Идея использования кинетической энергии речной воды отнюдь не нова, более того, самые первые в истории гидравлические машины – подливные водные колеса (нории), используемые уже несколько тысяч лет, работают именно таким образом. Казалось бы, чего проще – помещаешь рабочее колесо в воду, оно крутит генератор и вырабатывает ток. Не нужны дорогостоящие плотины или деривационные тоннели, земли не затапливаются, рыбе не мешают, поставить такую ГЭС можно вроде бы практически везде – масса преимуществ. За сотни лет (особенно за последние десятилетия) и энтузиастами, и специалистами создано огромное количество конструкций свободнопоточных ГЭС. И все реки мира должны были бы давно заставлены такими сооружениями – но этого не наблюдается, и распространение свободнопоточных ГЭС очень ограничено и представлено главным образом экспериментальными установками. Почему это происходит?Нория. Фото отсюда

Начнем с физики. Скорость течения равнинной реки (а свободнопоточные ГЭС предлагается размещать преимущественно на таких реках) составляет обычно 2-5 км/ч (в паводки на 1-3 км/ч больше). Знакомый со средней школы расчет показывает, что один кубометр воды, движущейся с такой скоростью, будет иметь энергию 155-965 Дж.А теперь посмотрим, какую энергию имеет тот же кубометр воды, падающий с высоты всего в 1 метр. Это 9800 Дж, т.е. в 10-60 раз больше. При этом, столь малые напоры в гидроэнергетике считаются малоэффективными и практически не используются. При этом, КПД классической ГЭС заведомо выше (сейчас он составляет более 95%), а КПД свободнопоточной ГЭС даже чисто теоретически составляет менее 60%, ведь невозможно остановить воду – она должна куда-то деваться после выхода из турбины; на практике же КПД оказывается еще ниже.Вариант конструкции свободнопоточной ГЭС. Диаметр ротора – 6 м. Взято отсюда

Таким образом, свободнопоточная ГЭС вынуждена использовать низкопотенциальную энергию. Это всегда менее эффективно, чем использование высокопотенциальной энергии (существенно растут удельные затраты на единицу мощности и вырабатываемой электроэнергии). На первый взгляд, это не является непреодолимым препятствием – в конце концов, потенциал энергии ветра еще меньше, но ветроэлектростанций масса. Однако, ветроэлектростанции решают эту проблему за счет огромного размаха лопастей рабочего колеса. Для свободнопоточной ГЭС такой путь невозможен – глубина даже крупных рек относительно невелика, да к тому же резко изменяется в зависимости от текущих показателей водности, а также русловых процессов. Но в море, такие станции возможны и существую – они используют энергию приливных течений (хотя тоже являются пока экзотикой).Приливная свободнопоточная электростанция SeaFlow мощностью 300 кВт, пущенная в 2003 году. Фото отсюда

Исходя из описанного, свободнопоточная ГЭС в принципе не может иметь заметной мощности, ее предел – несколько киловатт (возможно, пара десятков киловатт на больших и глубоких реках). Такая станция должна быть полностью погружена под воду, причем под минимальный меженный уровень и с хорошим запасом на толщину льда – в противном случае, она будет разрушена ледоходом (либо на период ледостава и ледохода ее придется демонтировать, что накладно). Если река судоходна – станция должна быть вне фарватера (где, заметим, самая большая глубина и самое быстрое течение). В то же время, ее нельзя и просто опустить на дно – установка может быть замыта донными отложениями. Но при любом размещении, гарантии от повреждения льдом такой установки на замерзающих реках невозможно дать в принципе – ведь никто не отменял ледяные заторы и зажоры, когда льдом и шугой забивается практически все сечение русла реки.Еще одна из предложенных конструкций свободнопоточных ГЭС. Зимой в России такая станция по очевидным причинам работать вряд-ли будет. Взято отсюда

Получается, что удобных для установки свободнопоточных ГЭС мест не так много, и эта установка явно потребует сложных водолазных работ. А ведь еще надо как-то выдать электроэнергию с такой станции в сеть – нужна прокладка подводного кабеля, отдельная подстанция на берегу. А как обслуживать и ремонтировать эту установку? Использовать водолазов? Сколько это будет стоить?Еще одна свободнопоточная ГЭС, разработанная еще в 1945 году. Взято отсюда

Итого на выходе получается такая гидроэлектростанция: совсем маломощная, с низким КПД, очень металлоемкая, очень чувствительная к качеству изготовления (требуется полная герметичность конструкции на протяжении многих лет), сложная в монтаже, ремонте и подключении к сетям, очень требовательная к месту размещения, находящаяся под постоянной угрозой разрушения льдом…Все это технически решаемо, но неизбежно ведет к увеличению стоимости как самой установки, так и ее монтажа, подключения и эксплуатации – и соответственно, к ее экономической неконкурентоспособности в сравнении с другими видами энергетики (как традиционной, так и возобновляемой). Именно поэтому свободнопоточные ГЭС даже в в тепличных по отношению к возобновляемой энергетике условиях европейских стран не получили заметного развития. Кинетическая энергия рек – перспективный ресурс возобновляемой энергетики, но эффективно взять ее пока что не получается.

saiga20k.livejournal.com

гидроэлектрическая станция - это... Что такое гидроэлектрическая станция?

 гидроэлектрическая станция гидроэлектри́ческая ста́нция (гидроэлектростанция, ГЭС), комплекс гидротехнических сооружений и энергетического оборудования, обеспечивающий преобразование энергии водного потока в электрическую энергию. Для этого поперёк русла реки сооружают плотину, чтобы накопить воду в водохранилище и сконцентрировать перепад уровня воды на сравнительно небольшом участке (по ширине плотины). Как правило, непосредственно к плотине примыкает здание ГЭС, в котором располагается основное оборудование – гидроагрегаты (в машинном зале) и устройства автоматического контроля и управления работой ГЭС. Подвод воды к гидравлическим турбинам осуществляется по напорным водоводам. Вращение рабочего колеса гидротурбины под напором падающей воды передаётся на вал гидрогенератора, вырабатывающего электрический ток. На открытой площадке рядом со зданием ГЭС или в отдельном здании обычно сооружают повышающую трансформаторную подстанцию ГЭС с распределительными устройствами. По способу использования водных ресурсов ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные (с подводом воды к ГЭС по специальным сооружениям), смешанные, гидроаккумулирующие и приливные. По установленной мощности различают ГЭС мощные (св. 250 МВт), средние и малые (до 5 МВт). Мощность ГЭС зависит от напора (разности уровней воды верхнего и нижнего бьефов), расхода воды через гидротурбины и кпд гидроагрегатов. По максимально используемому напору ГЭС условно делят на высоконапорные (св. 60 м), средненапорные (25–60 м) и низконапорные (3—25 м). Практически на равнинных реках с помощью плотин можно создать напор до 100 м, в горных условиях он может достигать 300 м и более. Поэтому на равнинных реках мощность станции определяется гл. обр. величиной расхода воды, а в горных условиях, где расход воды значительно меньше, величиной напора. Из-за сезонных колебаний уровней воды в водоёмах, необходимости пропуска, напр., паводковых вод, непостоянства нагрузки энергосистемы и других причин напор и расход воды и, как следствие, мощность ГЭС непостоянны. Различают годичный, недельный и суточный циклы работы ГЭС. Кпд ГЭС достигает 90–93 %, по этому показателю они являются самыми экономичными электростанциями (кпд тепловых электростанций не превышает 40 %). Себестоимость вырабатываемой ГЭС электроэнергии, а также эксплуатационные расходы в 5–6 раз ниже, чем на тепловых и атомных электростанциях; гидроэлектростанции не требуют топлива, обладают высокой надёжностью и мобильностью в части изменения мощности и являются исключительно дешёвым и манёвренным источником электроэнергии.

Схема устройства гидроэлектростанции:

1 – водохранилище; 2 – затвор; 3 – трансформаторная подстанция с распределительным устройством; 4 – гидрогенератор; 5 – гидравлическая турбина

Первые гидроэлектрические установки мощностью в несколько сотен ватт были сооружены в 1876—81 гг. в Штангассе и Лауфене (Германия) и в Грейсайде (Англия). Затем были введены в эксплуатацию ГЭС в Швейцарии (1892), Швеции (1893), США (1896 г., на Ниагарском водопаде), Франции (1901) и т. д. В России первая промышленная ГЭС мощностью 300 кВт была построена в 1895—96 гг. в Санкт-Петербурге на р. Охта. В период с 1905 по 1917 г. вступили в строй: крупнейшая для своего времени Гиндукушская ГЭС мощностью 1.35 МВт (1909), Саткинская, Сестрорецкая и другие ГЭС небольшой мощности. В 20—30-х гг. 20 в. в СССР по плану ГОЭЛРО были построены первые крупные ГЭС: Волховская (мощностью 58 МВт) и Земо-Овчальская (36.8 МВт), а также Днепровская, Нижне-Свирская и др. В 50—70-х гг. в России были созданы крупнейшие уникальные ГЭС на Волге (Горьковская – мощностью 1000 МВт, Куйбышевская – 2300 МВт, Саратовская – 1360 МВт, Волгоградская – 2540 МВт и др.), Ангаре (Братская – 4500 МВт, Усть-Илимская – 3840 МВт и др.), Енисее (Красноярская – 6000 МВт, Саяно-Шушенская – 6400 МВт) и др.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

  • гидроузел
  • гидроэнергетика

Смотреть что такое "гидроэлектрическая станция" в других словарях:

  • Гидроэлектрическая станция — комплекс гидротехнических сооружений и оборудования для преобразования потенциальной энергии водотока, падающего на лопасти гидротурбины, в электрическую энергию. Мощность ГЭС зависит от создаваемой плотиной разности уровней воды и от массы воды …   Финансовый словарь

  • гидроэлектрическая станция — гидроэлектростанция ГЭС Ндп. гидростанция гидросиловая установка Комплекс гидротехнических сооружений и оборудования для преобразования потенциальной энергии водотока в электрическую энергию. [ГОСТ 19185 73] Недопустимые, нерекомендуемые… …   Справочник технического переводчика

  • гидроэлектрическая станция — vandens jėgainė statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Įrenginių kompleksas, vandens energiją verčiantis mechanine energija. Susideda iš hidraulinių variklių paleidimo ir valdymo įrenginių. atitikmenys: angl. hydropower plant;… …   Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

  • гидроэлектрическая станция. — 3.7.3 гидроэлектрическая станция. Гидроэлектростанция, ГЭС по ГОСТ 19431 84: Электростанция, преобразующая механическую энергию воды в электрическую энергию. Источник: СО 34.21.308 2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Гидроэлектрическая станция —         гидроэлектростанция (ГЭС), комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений (См. Гидротехнические… …   Большая советская энциклопедия

  • гидроэлектрическая станция — (гидроэлектростанция, ГЭС), электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования энергии водного потока. ГЭС значительно меньше, чем другие виды электростанций, загрязняют окружающую среду, однако гидротехнические… …   Географическая энциклопедия

  • ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ — (ГЭС), гидроэлектростанция, электростанция, вырабатывающая электрич. энергию в результате преобразования энергии водного потока. ГЭС состоит из гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ (ГЭС) — Электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования энергии водного потока. ГЭС состоит из гидротехнических сооружений, обеспечивающих нужный напор воды, и гидроагрегатов, преобразующих энергию воды в электрическую… …   Комплексное обеспечение безопасности и антитеррористической защищенности зданий и сооружений

  • СТАНЦИЯ ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ — см. ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Источник: Терминологический словарь по строительству на 12 языках …   Строительный словарь

  • ДЕРИВАЦИОННАЯ ГЭС — гидроэлектрическая станция, напор к рой обеспечивается в осн. посредством деривации. Вода из речного русла отводится дернвац. каналом (безнапорная деривация), туннелем или напорным трубопроводом (напорная деривация) к станционному узлу, где за… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

dic.academic.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта