Как вырабатывает гэс электричество: Что такое Гидроэлектростанция (ГЭС)? — Техническая Библиотека Neftegaz.RU

Что такое Гидроэлектростанция (ГЭС)? — Техническая Библиотека Neftegaz.RU

AИ-95

0

AИ-98

0

14 мая 2012 в 23:14

207420

Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока.

Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока.

Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.

Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы 2 основных фактора: круглогодичная гарантированная обеспеченность водой и наличие больших уклонов реки.

Принцип работы ГЭС.

Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

Необходимый напор воды формируется строительством плотины, что приводит к концентрации реки в определенном месте, или естественным током воды (деривацией), или использованием совместно и плотины, и деривации.

В здании ГЭС располагается все энергетическое оборудование.

В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию, и дополнительное оборудование: устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

ГЭС разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:

• 
  мощные — вырабатывают от 25 МВт и выше;
• 
  средние — до 25 МВт;
• малые гидроэлектростанции — до 5 МВт.

Мощность ГЭС зависит от напора и расхода воды, а также от КПД используемых турбин и генераторов.

Особенностью ГЭС является цикличность мощности в зависимости от природных факторов.

Различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.

ГЭС делятся в зависимости от максимального использования напора воды:

• 
  высоконапорные — более 60 м;
• 
  средненапорные — от 25 м;
• 
  низконапорные — от 3 до 25 м.

Принцип работы используемых в ГЭС турбин един.

Вода, находящаяся под давлением (напор воды), поступает на лопасти турбины, которые начинают вращаться.

Механическая энергия, передается на гидрогенератор, который вырабатывает электроэнергию.

Турбины отличаются некоторыми техническими характеристиками, а также камерами — стальными или железобетонными, и рассчитаны на различный напор воды.

На высоконапорных ГЭС применяются ковшовые и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами.

На средненапорных ГЭС применяются поворотнолопастные и радиально-осевые турбины.

На низконапорных ГЭС применяются поворотнолопастные турбины в железобетонных камерах.

ГЭС делятся в зависимости от принципа использования природных ресурсов:

• На русловых ГЭС напор воды создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку.

Такие гидроэлектростанции на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.

Вода подается непосредственно к турбинам ГЭС.

• На приплотинных ГЭС напор воды также создается при полном перегораживании плотины, здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части.

Вода, имеющая большее давление, нежели на русловых ГЭС, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели.

• На деривационных ГЭС необходимая концентрация воды посредством деривации.

Вода подводится непосредственно к зданию ГЭС.

• На гидроаккумулирующих ГЭС (обозначаемых ГАЭС) вырабатываемая электроэнергия аккумулируется и используется в моменты пиковых нагрузок.

В течение времени не пиковой нагрузки агрегаты ГАЭС работают как насосы от внешних источников энергии, когда её стоимость не высока (например, ночью), и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны.

В моменты пиковых нагрузок вода из них поступает в напорный трубопровод и приводит в действие турбины.

В состав ГЭС могут входить шлюзы, судоподъемники, рыбопропускные, ирригационные водозаборные сооружения и др.

Для производства электрической энергии используются возобновляемые природные ресурсы, поэтому конечная стоимость получаемой электроэнергии ниже, чем при использовании других видов электростанций, и нет вредных выбросов в атмосферу.

Однако построить ГЭС можно только там, где можно создать большой напор воды.

Создаваемые при этом водохранилища обычно заливают большую территорию земли, иногда это приводит к нарушению экологического равновесия.

#Гидроэлектростанция
#ГЭС
#электростанция
#энергия
#водный поток
#водохранилище

Последние новости

Новости СМИ2

Произвольные записи из технической библиотеки

Используя данный сайт, вы даете согласие на использование файлов cookie, помогающих нам сделать его удобнее для вас. Подробнее.

От генератора до розетки. Как производят электричество на ГЭС, АЭС и ТЭС

Мы привыкли к тому, что стоит солнцу скрыться за горизонтом, нам достаточно щелкнуть выключателем, чтобы дома снова стало светло. Для этого не нужно разводить огонь или прикладывать другие усилия. Но мало кто задумывается о том, как и где добывается электричество, хотя оно играет огромную роль в экономике, потому что необходимо для производства всех товаров и услуг. А кроме того, производство электричества — это крайне увлекательный процесс, о котором мы сегодня и расскажем.

Основной метод получения электричества в первой половине XIX века открыл английский физик-экспериментатор Майкл Фарадей: если катушку из проводящего материала поставить между полюсами магнита и как следует закрутить, возникнет электрический ток.

Этот принцип используется и по сей день. Только вместо катушки — огромный генератор, который под действием различных механических сил приводится в движение. Так получают большие объемы электричества, которое затем по линиям электропередач попадает в наши дома. Поэтому самая главная задача, которую решают при генерации электроэнергии — каким именно способом эту катушку раскрутить.

Самые распространенные способы получения электроэнергии сегодня — гидро-, тепло- и атомных электростанции.

ГЭС

Первая гидравлическая турбина была изобретена в 1750 г., первая ГЭС была построена в Англии в 1878 г. Она могла питать только одну дуговую лампочку в картинной галерее ее изобретателя Уильяма Армстронга. Однако за следующие десять лет технический прогресс рывком двинулся вперед: уже в 1889 г. только в США насчитывалось около 200 гидроэлектростанций.

Этот метод получения электроэнергии остается популярным и по сей день. На конец 2021 г. гидроэлектростанции занимали третье место в мире по доле глобальной генерации (16%), уступая только угольным и газовым станциям. В России доля электроэнергии, выработанная ГЭС за этот период, составила 18,8% от общего объема.

Как это работает

Гидроэлектростанции строят в местах, где есть постоянный поток воды. Часто для этого сооружают плотину, в которой оставляют относительно небольшое отверстие. По бокам делают затворы, с их помощью можно регулировать напор, от которого непосредственно зависит скорость, с которой будет крутиться турбина. А значит, таким образом можно контролировать количество вырабатываемого электричества.

Итак, вода через ворота попадает в трубу, по ней движется к лопастям рабочей турбины, которая начинает раскручиваться. Поскольку к турбине присоединен генератор, он также приходит в движение и начинает вырабатывать электрический ток. Оттуда ток попадает в трансформатор, а затем — на магистральные линии. Вода при этом движется дальше, в отсасывающую трубу, а затем вытекает наружу в имеющийся водоем.

Плюсы и минусы

Работа ГЭС не сопровождается выделением вредных веществ, поэтому такой способ получения электроэнергии считается экологичным. К тому же вода — возобновляемый источник энергии, до тех пор, пока реки и моря не пересохнут, он будет востребован.

Но у гидроэлектростанций есть и недостатки. Во-первых, для их строительства чаще всего приходится затапливать большие территории, которые могли бы использоваться для других целей. Во-вторых, разрушение ГЭС практически неминуемо приведет к катастрофическому наводнению. Кроме того, такие сооружения можно строить далеко не везде. Например, они не подходят для пустынных и степных районов.

АЭС

Атомные электростанции по итогам 2021 г. находятся на четвертом месте в мире по объему произведенного электричества, уступив ГЭС, а также газовым и угольным станциям. При этом в структуре единой энергосистемы России на долю АЭС за минувший год пришлось 19,9% от общего объема электроэнергии.

Как это работает

Для работы АЭС используется ядерное топливо, то есть радиоактивные элементы, чаще всего уран-235, в результате распада которых выделяется большое количество тепла — ядерная энергия преобразуется в тепловую. С ее помощью нагревается теплоноситель — то есть емкость с водой. Получается пар, который и вращает турбину, соединенную с генератором. После вода поступает в конденсатор, оттуда в специальные охладительные башни — градирни. Затем цикл повторяется.

Принцип работы атомной электростанции похож на ТЭС, только тепло выделяется в результате ядерной реакции, а не при сжигании топлива. Добавим, что одной загрузки ядерного топлива хватает на 4–5 лет. После его выгружают и на несколько лет отправляют в специальные бассейны, где оно остывает и становится менее радиоактивным. После его достают, осушивают, а затем направляют на переработку или на захоронение ядерных отходов.

Кстати, эксперименты по атомной теплофикации, то есть отоплению домой с помощью ядерного топлива, проводились. Разработки в этом направлении продолжаются до сих пор, однако пока это достаточно сложная и дорогостоящая схема. Но на данный момент АЭС рентабельно использовать только для производства электричества.

Плюсы и минусы АЭС

Мнения по поводу экологичности АЭС расходятся. С одной стороны, в в атмосферу не попадают вредные выбросы, с другой — отходы таких предприятий радиоактивны и их приходится утилизировать. Однако уровень сырьевого потребления АЭС очень низкий, потому что ядерные элементы служат годами.

Однако уран — редкий и ограниченный ресурс, потребление которого уменьшает его количество на Земле. Также один из минусов — загрязнение радиацией воды, в которую погружают ядерное топливо после отработки. Еще одним недостатком АЭС называют возможность экологической катастрофы, как это было на Чернобыльской АЭС.

ТЭС

Теплоэлектростанции по итогам 2021 г. стали самым распространенным источником электроэнергии в мире. Они вырабатывают больше половины всего производимого электричества, основной объем приходится на угольные и газовые. В России доля ТЭС составила 54,7%.

Как это работает

На теплоэлектростанции электричество вырабатывается также с помощью генератора. Однако, чтобы привести его в движение, сжигают топливо. В результате химическая энергия преобразуется в тепловую, а после — в механическую. В качестве топлива чаще всего используются ископаемый уголь и природный газ, реже — нефть, бензин, спирт и мазут.

В топку печи поступают топливо и разогретый воздух. В результате горения выделенное тепло нагревает котел с водой, превращая ее в пар. Под давлением пар попадает в паровую турбину, заставляя ее вращаться. От этого генератор также приходит в движение. Механическая энергия преобразуется в электрическую, и получается ток.

После пар направляется в конденсатор, где он снова становится водой, которую очищают и еще раз направляют в паровой котел. Так цикл замыкается.

Плюсы и минусы

Преимущество теплоэлектростанций, в первую очередь, дешевизна производства. Топливо, на котором работает ТЭС, стоит относительно недорого. Кроме того, в отличие, допустим, от ГЭС, такие станции можно размещать на любой территории, вне зависимости от наличия топлива рядом, поскольку его можно доставить транспортом.

Основной минус ТЭС один — загрязнение окружающей среды. Поскольку в производстве электричества используется уголь и газ, продукты их переработки выбрасываются в атмосферу.

ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) — одна из разновидностей теплоэлектростанций. Основное отличие заключается в том, что она производит не только электроэнергию, но и тепло, то есть используют для обогрева домов, промышленных зданий и т.д.

Читайте также: Как устроен рынок электроэнергии в России

БКС Мир инвестиций

Как работает гидроэнергетика | Департамент энергетики

Управление гидроэнергетических технологий

Учить больше

Программа гидроэнергетики

Основы гидроэнергетики

Зачем использовать гидроэнергетику?

История гидроэнергетики

Турбины гидроэнергетики

Аккумулирующие гидроэлектростанции

Глоссарий гидроэнергетики

Портал STEM гидроэнергетики

Отчет о рынке гидроэнергетики 2021

КАК МЫ ПОЛУЧАЕМ ЭНЕРГИЮ ИЗ ВОДЫ?

Гидроэнергетика, или гидроэлектроэнергия, представляет собой возобновляемый источник энергии, который вырабатывает энергию за счет использования плотины или отводной конструкции для изменения естественного течения реки или другого водоема. Гидроэнергетика опирается на бесконечную, постоянно перезаряжаемую систему водного цикла для производства электроэнергии с использованием топлива — воды, которое не уменьшается и не устраняется в процессе. Существует множество типов гидроэнергетических сооружений, хотя все они питаются от кинетической энергии текущей воды, движущейся вниз по течению. Гидроэнергетика использует турбины и генераторы для преобразования этой кинетической энергии в электричество, которое затем подается в электрическую сеть для питания домов, предприятий и промышленности.

КАК ИМЕННО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ ПРОИЗВОДИТСЯ НА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ?

Поскольку гидроэнергетика использует воду для выработки электроэнергии, станции обычно располагаются на источнике воды или рядом с ним. Энергия, доступная от движущейся воды, зависит как от объема водного потока, так и от изменения высоты — также известного как напор — от одной точки к другой. Чем больше поток и выше напор, тем больше электроэнергии можно произвести.

На уровне завода вода течет по трубе, также известной как водовод, и затем вращает лопасти в турбине, которая, в свою очередь, вращает генератор, который в конечном итоге производит электричество. Так работает большинство обычных гидроэлектростанций, включая системы русла реки и гидроаккумулирующие системы.

ПОСМОТРЕТЬ ВСЕ

Министерство энергетики США объявляет о технической помощи для развития технологий гидроэнергетики

WPTO объявило о возможности для разработчиков гидроэнергетики и других заинтересованных сторон получить техническую помощь для преодоления препятствий оценки при разработке гидроаккумулирующих гидроэнергетических проектов и проблем, связанных с миссией HydroWIRES.

Учить больше

Интересуетесь карьерой в гидроэнергетике?

В этот национальный день STEM Управление технологий гидроэнергетики представляет ресурсы, инструменты и возможности, которые могут помочь вам сделать карьеру в области экологически чистой энергии в гидроэнергетике.

Учить больше

WPTO предоставляет возможность финансирования в размере 4 миллионов долларов США для продвижения технологий прохода и защиты рыбы

Возможность финансирования в размере 4 миллионов долларов США направлена ​​​​на снижение воздействия гидроэнергетики на окружающую среду с помощью исследований для продвижения инновационных технологий прохода и защиты рыбы.

Учить больше

Новый отчет подчеркивает потребность гидроэнергетики в новых, разнообразных талантах

Гидроэнергетическая отрасль США сталкивается с надвигающейся волной выхода на пенсию, и новая, разнообразная рабочая сила имеет решающее значение для способности отрасли поддерживать текущие операции и расти. Узнайте об этих и других тенденциях и потребностях в рабочей силе гидроэнергетики.

Учить больше

Плывем к готовности к рынку: победители премии «Защита рыбы» продолжают совершенствовать свои технологии для модернизации гидроэнергетических сооружений

После получения премии «Защита рыбы» три команды продолжили разработку своих инновационных концепций, которые могут помочь модернизировать гидроэнергетические объекты и защитить рыбу от воды отводные трубы и водозаборы плотин по всей стране.

Учить больше

WPTO объявляет победителей второго этапа премии за оптимизацию эксплуатации гидроэнергетики

WPTO объявляет шесть победителей второго этапа премии за оптимизацию эксплуатации гидроэнергетики. Эти команды разработали высокотехнологичные решения для улучшения работы гидроэнергетики и устойчивости сети. Третий и последний этап розыгрыша приза открыт!

Учить больше

Исследование

показало, что гидроэнергетика обеспечивает надежное электроснабжение даже во время исторических засух

Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория при финансовой поддержке WPTO недавно завершила самое всестороннее исследование воздействия засухи на производство гидроэлектроэнергии в Соединенных Штатах в этом столетии.

Учить больше

Станьте менеджером гидроэнергетической программы WPTO!

WPTO ищет человека, который присоединится к ее команде в качестве менеджера гидроэнергетической программы! Узнать больше о вакансии и подать заявку не позднее 21 сентября 2022 г.

Учить больше

Гидроэнергетика делает больше, чем вы думаете: шесть вещей, которые нужно знать об этой электростанции, работающей на возобновляемых источниках энергии

Гидроэлектростанции вырабатывают энергию, используя перепад высот, создаваемый плотиной или водозаборной конструкцией. Вода течет в одну сторону и выходит в нижней точке, которая вращает турбину, приводящую в действие генератор. Узнайте шесть фактов о потенциале гидроэнергетики.

Учить больше

Образовательные ресурсы по гидроэнергетике для обеспечения потока энергии

В разгар школьного сезона WPTO предлагает ряд образовательных ресурсов для обучения учащихся всех возрастов гидроэнергетике и выделяет программы, разработанные для тех, кто собирается начать свою карьеру в сфере экологически чистой энергетики. .

Учить больше

Как вырабатывается гидроэлектроэнергия? — Enbridge Inc.

---

Гидроэлектроэнергия — это возобновляемый источник энергии, который использует энергию движущейся воды для производства электроэнергии.

Процесс гидроэнергетики начинается задолго до того, как вы включаете свет дома или на работе.

Крупномасштабные гидроэнергетические проекты обычно включают плотины. Русловые и приливные проекты также используют энергию движущейся воды для производства возобновляемой электроэнергии.

Плотина гидроэлектростанции преобразует потенциальную энергию, запасенную в водохранилище за плотиной, в механическую энергию — механическую энергию, также известную как кинетическая энергия. Когда вода стекает через плотину, ее кинетическая энергия используется для вращения турбины.

Генератор преобразует механическую энергию турбины в электричество.

Эта электрическая энергия затем проходит через различные процессы передачи, прежде чем достигнет вас.

Посмотрите это видео от Министерства энергетики США, чтобы узнать больше о том, как вырабатывается гидроэлектроэнергия:

Интересует терминология, используемая в этой статье? На веб-сайте Управления энергетической информации США есть простой для понимания обзор терминов в области энергетики, таких как потенциальная энергия и механическая/кинетическая энергия.

Вот несколько ссылок на дополнительные ресурсы, чтобы узнать больше о гидроэнергетике:

г. до н.э. Гидроэнергетика: как производится гидроэнергетика

Министерство энергетики США: как работает гидроэнергетика

Производство электроэнергии в Онтарио: гидроэнергетика

---

Одним словом — да!

Учить больше

Движущаяся вода может дать энергию, необходимую для освещения вашей комнаты и зарядки мобильного телефона.

Учить больше

---

В мировых дискуссиях об энергии один момент не подлежит сомнению: энергия вносит жизненно важный вклад в качество жизни людей, общества и человеческого прогресса.