Развитие гидроэнергетики в России, отечественные гидростанции их типы и характеристики. Перспективы развития гэсРазвитие гидроэнергетики в России, отечественные гидростанции их типы и характеристики
Развитие гидроэнергетики в России началось только после Великой Октябрьской социалистической революции. По утвержденному в 1920 г. государственному плану электрификации (ГОЭЛРО), составленному по инициативе В. И. Ленина, в течение 10—15 лет надлежало построить 30 электростанций общей мощностью 1 750 000 кет, в том числе 10 гидроэлектростанций мощностью 640 000 кет (Волховскую, Нижне- и Верхне-Свирские, Днепровскую и др.). Первая крупная гидроэлектростанция — Волховская мощностью 66 000 кВт была введена в эксплуатацию з 1926 г., в 1932 г. начала работать Днепровская ГЭС имени В. И. Ленина мощностью 650 000 /сет, а к 1937 г. общая мощность гидроэлектростанций страны составляла уже 1 400 000 Квт. Особенно быстро гидроэнергетика начала развиваться в послевоенные годы, и в настоящее время мощность гидроэлектростанций России составляет свыше 30 млн. квт с выработкой электроэнергии до 120 млрд. квт — ч. Гидроэлектростанции, используя непрерывно возобновляющиеся энергетические ресурсы рек, являются высокорентабельным и долговечным источником электроснабжения народного хозяйства. Они отличаются надежностью в работе и низкой стоимостью вырабатываемой электроэнергии. Высокая маневренность гидроэлектростанций и готовность их немедленно принимать нагрузку имеют особенно важное значение при работе гидроэлектростанции в энергосистеме для покрытия пиков электропотребления и .выравнивания графикоз нагрузки системы. В связи с этим, а также учитывая достаточные запасы гидроэнергетических ресурсов, в ближайшие годы намечается продолжение роста общей мощности гидроэлектростанций. Такое развитие отечественной гидроэнергетики может быть обеспечено только строительством в основном крупных многоагрегатных гидроэлектростанций с установкой на них мощных уникальных гидроагрегатов.
Энергетический агрегат гидроэлектростанции состоит из гидротурбины, непосредственно соединенного с ней гидрогенератора и вспомогательного оборудования, необходимого для обеспечения нормальной работы агрегата. Гидротурбины и гидрогенераторы разрабатываются и изготовляются различными заводами, однако конструируются они как части единого гидроагрегата. Только общая компоновка применительно к зданию ГЭС и наиболее целесообразное сочетание конструктивных и технологических решений, принятых совместно для турбины и генератора, дают возможность создать надежный энергетический агрегат с высокими энергетическими, эксплуатационными и экономическими показателями. На средних и крупных современных гидроэлектростанциях устанавливаются, в основном вертикальные гидроагрегаты. Горизонтальные агрегаты ранее широко применялись для оборудования небольших преимущественно сельских гидроэлектростанций. Однако в последние годы горизонтальные гидроагрегаты начали устанавливаться и на более мощных гидроэлектростанциях. В европейской части России преобладают средне- и низконапорные гидроэлектростанции с напорами до 40 м и вертикальными агрегатами, состоящими из генератора и поворотнолопастной турбины. На Дальнем Востоке и в Сибири сооружаются в основном мощные средне- и высоконапорные гидроэлектростанции с напорами до 200 м, а на Кавказе и в Средней Азии — высоконапорные гидроэлектростанции с напорами до 500 м. Развитие гидроэнергетики этих районов потребовало создания крупных гидроагрегатов с радиально-осевыми турбинами. Крупнейший в мире гидроагрегат Красноярской ГЭС с радиально-осевой турбиной диаметром рабочего колеса 7,5 м мощностью 500 тыс. квт. В связи с ростом потребности укрупненных энергосистем в пиковой энергии все большее значение начинают приобретать и гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) как основное средство для выравнивания нагрузок. Эти станции требуют применения специальных видов гидроэнергетического оборудования: обратимых машин (турбина — насос) и обратимых двигателей — генераторов. В настоящее время такие первые агрегаты и установлены на Киевской ГАЭС. Дальнейшее совершенствование компоновок и конструкций вертикальных гидроагрегатов характеризуется стремлением к максимальному конструктивному и технологическому объединению деталей и узлов турбины и генератора. Так, подпятники зонтичных генераторов опираются теперь обычно на крышку турбины, что дало возможность отказаться от нижней крестовины генератора. В некоторых конструкциях крупных гидроагрегатов генератор не имеет вала и втулка его ротора крепится непосредственно к верхнему концу вала турбины. Конструктивные и компоновочные изменения гидроагрегатов за последние 25 лет не только привели к существенному повышению энергетических параметров, но и значительно уменьшили осевые габариты их при одинаковом диаметре рабочего колеса. Характерной особенностью современного крупного гидроэнергомашиностроения является то, что турбины и генераторы из-за своих габаритов и весов, а также отсутствия на заводах необходимых энергетических ресурсов и невозможности создания специальных стендов не могуг быть полностью собраны, обкатаны и испытаны на заводах-изготовителях, и поэтому их вынуждены поставлять на гидроэлектростанции в.виде отдельных механизмов, узлов и деталей, иногда даже без заводской общей и поузловой контрольной сборки. Гидроагрегаты полностью собирают, испытывают и -пускают в работу впервые только на месте установки. Поэтому монтаж гидроэнергетического оборудования является по существу заключительным этапом в общем цикле создания гидроагрега-та, в процессе которого приходится выполнять не только монтажные операции по сборке, установке, выверке и креплению деталей и узлов гидроагрегата, но и производить чисто заводские технологические операции по контрольной сборке узлов и механизмов с доводкой и подгонкой деталей. Одновременно монтаж гидроагрегатов — технологического оборудования гидроэлектростанции — является и составной частью единого, связанного организационно и технологически процесса строительно-монтажных работ по сооружению гидроэлектростанции. Эти две особенности изготовления и установки крупных гидроагрегатов, требующие- сочетания и обеспечения их высококачественного монтажа и своевременного ввода гидроэлектростанции в эксплуатацию, обусловливают необходимость четких инженерно-технических методов организации и технологии монтажных работ.
В начале XIX в. была создана гидравлическая турбина, которая стала быстро вытеснять водяные колеса, особенно в промышленности, где требовались более значительные мощности. Гидравлическая турбина по сравнению с водяным колесом дала возможность получать большие мощности в одном агрегате при сравнительно высоких скоростях вращения и достаточно простой связи турбины с потребляющей ее энергию машиной. Особенно важное значение получило гидротурбостроение в конце XIX и начале XX вв. в связи с широким развитием электротехнической промышленности и появлением возможности получения больших количеств электроэнергии на создаваемых для этой цели гидроэлектростанциях и ‘передачи ее на значительные расстояния. Использование гидравлической энергии в дореволюционной России находилось на чрезвычайно низком уровне, а гидротурбостроение по существу отсутствовало. Типы ГЭС:
Проблемы и перспективы развития энергетики Разделы: География, Конкурс «Презентация к уроку» Презентация к урокуЗагрузить презентацию (4,9 МБ) Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию. Презентация представляет собой дополнительный материал к урокам, посвящённым развитию энергетики. Энергетика любой страны является основой развития производительных сил, создания материально – технической базы общества. В презентации отражены проблемы и перспективы всех видов энергетики, перспективные (новые) виды энергетики, используется опыт музейной педагогики, самостоятельные поисковые работы обучающихся (работа с журналом «Япония сегодня»), творческие работы обучающихся (плакаты). Презентацию можно использовать на уроках географии в 9 и 10 классах, во внеурочной деятельности (занятиях на факультативах, элективных курсах), в проведении Недели географии «22 апреля – День Земли», на уроках экологии и биологии «Глобальные проблемы человечества. Сырьевая и энергетическая проблема». В своей работе я использовала метод проблемного обучения, который заключался в создании перед обучающимися проблемных ситуаций и разрешении их в процессе совместной деятельности учащихся и учителя. При этом учитывалась максимальная самостоятельность обучающихся и под общим руководством учителя, направляющего деятельность обучающихся. Проблемное обучение позволяет не только сформировать у обучающихся, необходимую систему знаний, умений и навыков, достигать высокого уровня развития школьников, но, что особенно важно, оно позволяет сформировать особый стиль умственной деятельности, исследовательскую активность и самостоятельность обучающихся. При работе с данной презентацией у обучающихся проявляется актуальное направление – исследовательская деятельность школьников. Содержание работы Отрасль объединяет группу производств, занятых добычей и транспортировкой топлива, выработкой энергии и передачей её потребителю. Природные ресурсы, которые используют для получения энергии – это топливные ресурсы, гидроресурсы, ядерная энергия, а также альтернативные виды энергии. Размещение большинства отраслей промышленности зависит от развития электроэнергии. Наша страна располагает огромными запасами топливно – энергетических ресурсов. Россия была, есть и будет одной из ведущих энергетических держав мира. И это не только потому, что в недрах страны находится 12% мировых запасов угля, 13% нефти и 36% мировых запасов природного газа, которых достаточно для полного обеспечения собственных потребностей и для экспорта в сопредельные государства. Россия вошла в число ведущих мировых энергетических держав, прежде всего, благодаря созданию уникального производственного, научно – технического и кадрового потенциала ТЭК. Сырьевая проблема Минеральные ресурсы – первоисточник, исходная основа человеческой цивилизации практически во всех фазах ее развития: – Топливные полезные ископаемые; – Рудные полезные ископаемые; – Нерудные полезные ископаемые. Современные темпы энергопотребления растут в геометрической прогрессии. Если даже учесть, что темпы роста потребления электроэнергии несколько сократятся из-за совершенствования энергосберегающих технологий, запасов электрического сырья хватит максимум на 100 лет. Однако положение усугубляется ещё и несоответствием структуры запасов и потребления органического сырья. Так, 80% запасов органического топлива приходится на уголь и лишь 20% на нефть и газ, в то время как 8/10 современного энергопотребления приходится на нефть и газ. Следовательно, временные рамки ещё более сужаются. Однако лишь сегодня человечество избавляется от идеологических представлений о том, что они практически бесконечны. Ресурсы минерального сырья ограничены, фактически невосполнимы. Энергетическая проблема. Сегодня энергетика мира базируется на источниках энергии: – Горючих минеральных ископаемых; – Горючих органических ископаемых; – Энергия рек. Нетрадиционные виды энергии; – Энергия атома. При современных темпах подорожания топливных ресурсов Земли проблема использования возобновляемых источников энергии становится всё более актуальной и характеризует энергетическую и экономическую независимости государства. Преимущества и недостатки ТЭС. Преимущества ТЭС: 1. Себестоимость электроэнергии на ГЭС очень низкая; 2. Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии; 3. Отсутствует загрязнение воздуха. Недостатки ТЭС: 1. Строительство ГЭС может быть более долгим и дорогим, чем других энергоисточников; 2. Водохранилища могут занимать большие территории; 3. Плотины могут наносить ущерб рыбному хозяйству, поскольку перекрывают путь к нерестилищам. Преимущества и недостатки ГЭС. Преимущества ГЭС: – Строятся быстро и дешево; – Работают в постоянном режиме; – Размещены практически повсеместно; – Преобладание ТЭС в энергетическом хозяйстве РФ. Недостатки ГЭС: – Потребляют большое количество топлива; – Требует длительной остановки при ремонтах; – Много тепла теряется в атмосфере, выбрасывают много твердых и вредных газов в атмосферу; – Крупнейшие загрязнители окружающей среды. В структуре выработки электроэнергии в мире первое место принадлежит тепловым электростанциям (ТЭС) – их доля составляет 62%. Альтернативой органическому топливу и возобновляемым источником энергии является гидроэнергетика. Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Гидроэнергетика – это получение электроэнергии за счет использования возобновляемых речных, приливных, геотермальных водных ресурсов. Это использование возобновляемых водных ресурсов предполагает управление паводками, укрепление русла рек, переброс водных ресурсов в районы, страдающие от засухи, сохранение подземных токовых вод. Однако и здесь источник энергии достаточно сильно ограничен. Это связано с тем, что крупные реки, как правило сильно удалены от промышленных центов либо их мощности практически полностью использованы. Таким образом, гидроэнергетика, в настоящий момент обеспечивающего около 10% производства энергии в мире, не сможет существенно увеличить эту цифру. Проблемы и перспективы АЭС В России доля атомной энергии достигает 12%. Имеющиеся в России запасы добытого урана обладают электропотенциалом в 15 трлн. кВт.ч, это столько сколько смогут выработать все наши электростанции за 35 лет. На сегодня только атомная энергетика способна резко и за короткий срок ослабить явление парникового эффекта. Актуальной проблемой является безопасность АЭС. 2000 год стал началом перехода принципиально новые подходы к нормированию и обеспечению радиационной безопасности АЭС. За 40 лет развития атомной энергетики в мире построено около 400 энергоблоков в 26 странах мира. Основными преимуществами атомной энергетики являются высокая конечная рентабельность и отсутствие выбросов в атмосферу продуктов сгорания, основными недостатками является потенциальная опасность радиоактивного заражения окружающей среды продуктами деления ядерного топлива при аварии и проблема переработки использованного ядерного топлива. Нетрадиционная (альтернативная энергетика) 1. Солнечная энергетика. Это использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и в перспективе может стать экологически чистой. Преимущества солнечной энергии: – Общедоступность и неисчерпаемость источника; – Теоретически, полная безопасность для окружающей среды. Недостатки солнечной энергии: – Поток солнечной энергии на поверхности Земли сильно зависит от широты и климата; – Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в утренних и вечерних сумерках; Фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д., а их производство потребляет массу других опасных веществ. 2. Ветроэнергетика. Это отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра — кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Так как энергия ветра является следствием деятельности солнца, то её относят к возобновляемым видам энергии. Перспективы ветроэнергетики. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью, так в конце 2007 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 94,1 гигаватта, увеличившись впятеро с 2000 год. Ветряные электростанции всего мира в 2007 году произвели около 200 млрд кВт·ч, что составляет примерно 1,3 % мирового потребления электроэнергии. Прибрежная ферма ветроэнергетических установок Миддельгрюнден, около Копенгагена, Дания. На момент постройки она была крупнейшей в мире. Возможности реализации ветроэнергетики в России. В России возможности ветроэнергетики до настоящего времени остаются практически не реализованными. Консервативное отношение к перспективному развитию топливно-энергетического комплекса практически тормозит эффективное внедрение ветроэнергетики, особенно в Северных районах России, а также в степной зоне Южного Федерального Округа, и в частности в Волгоградской области. 3. Термоядерная энергетика. Солнце — природный термоядерный реактор. Ещё более интересной, хотя и относительно отдалённой перспективой выглядит использование энергии ядерного синтеза. Термоядерные реакторы, по расчётам, будут потреблять меньше топлива на единицу энергии, и как само это топливо (дейтерий, литий, гелий-3), так и продукты их синтеза нерадиоактивны и, следовательно, экологически безопасны. Перспективы термоядерной энергетики. Данная область энергетики имеет огромный потенциал, в настоящее время в рамках проекта "ITER", в котором участвуют Европа, Китай, Россия, США, Южная Корея и Япония во Франции идет строительство крупнейшего термоядерного реактора, целью которого является вывести УТС (Управляемый термоядерный синтез) на новый уровень. Строительство планируется завершить в 2010 году. 4. Биотопливо, биогаз. Биотопливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель) и газообразное (биогаз, водород). Виды биотоплива: – Биометанол – Биоэтанол – Биобутанол – Диметиловый эфир – Биодизель – Биогаз – Водород На данный момент самые развитые – биодизель и водород. 5. Геотермальная энергия. Под вулканическими островами Японии скрыты огромные количества геотермальной энергии, этой энергией можно воспользоваться извлекая горячую воду и пар. Преимущество: выделяет примерно в 20 раз меньше углекислого газа при производстве электричества, что снижает ее влияние на глобальную окружающую среду. 6. Энергия волн, приливов и отливов. В Японии важнейший источник энергии волновые турбины, которые преобразуют вертикальное движение океанских волн в давление воздуха вращающего турбины электрогенераторов. На побережье Японии установлено большое количество буев, использующих энергию приливов и отливов. Так используют энергию океана для обеспечения безопасности океанского транспорта. Огромный потенциал энергии Солнца мог бы теоритически обеспечить все мировые потребности энергетики. Но КПД преобразования тепла в электроэнергию всего 10%. Это ограничивает возможности Солнечной энергетики. Принципиальные трудности возникают и при анализе возможностей создания генераторов большой мощности, использующих энергию ветра, приливы и отливы, геотермальную энергию, биогаз, растительное топливо и т.д. Всё это приводит к выводу об ограниченности возможностей рассмотренных так называемых «воспроизводимых» и относительно экологически чистых ресурсов энергетики, по крайней мере, в относительно близком будущем. Хотя эффект от их использования при решении отдельных частных проблем энергообеспечения может быть уже сейчас весьма впечатляющим. Конечно, существует оптимизм по поводу возможностей термоядерной энергии и других эффективных способов получения энергии, интенсивно исследуемых наукой, но при современных масштабах энергопроизводства. При практическом освоении этих возможных источников потребуется несколько десятков лет из-за высокой капиталоёмкости и соответствующей инерционности в реализации проектов. Исследовательские работы обучающихся: 1. Спецрепортаж «Зеленая энергия»для будущего: «Японии является мировым лидером по производству солнечной электроэнергии. 90% солнечной энергии, производимой в Японии, вырабатывается солнечными панелями в обычных домах. Японское правительство поставило цель в 2010 году получить примерно 4,8 млн. кВт энергии от солнечных батарей. Производство электроэнергии из биомассы в Японии. Из кухонных отходов выделяют газ метан. На этом газе работает двигатель, который генерирует электричество, также создаются благоприятные условия для защиты окружающей среды. Источник: журнал «Япония сегодня». 2. Социальное партнёрство (Музейная педагогика) Использование обучающимися образовательных учебных центров и музеев города для проведения интерактивных занятий и последующих отчётов школьников о проведённых экскурсий. 3. Молодежная программа «Энергия молодости» под руководством Ж.И. Алфёрова. Нобелевский лауреат 2000 г. На XX Всемирном энергетическом конгрессе WEC-2007 в Риме, главная тема которого звучала так: "Будущее энергетики в современном взаимозависимом мире" (в нем приняли участие более 5000 делегатов почти из 150 стран), был организован Молодежный форум. Для ребят подготовили напряженную и интересную программу, со организатором которой стала Международная энергетическая премия "Глобальная энергия". От России в работе форума приняли участие победители ежегодного общероссийского молодежного конкурса исследовательских проектов фонда "Глобальная энергия" в области энергетики "Энергия молодости". Так что в перспективе до середины века можно ориентироваться на существенный вклад в мировую энергетику лишь тех новых источников, для которых уже сегодня решены принципиальные проблемы массового использования и создана техническая база для промышленного освоения. Единственным здесь конкурентом традиционному органическому топливу может быть только ядерная энергетика, обеспечивающая уже сейчас около 20% мирового производства электроэнергии с развитой сырьевой и производственной базой для дальнейшего развития отрасли. Заключение Природная окружающая среда – неисчерпаемый источник экологически чистой, возобновляемой энергии – и эта энергия уже добывается. Для разработки новых энергетических ресурсов привлекают науку и технику. В недалеком будущем мы узнаем о прогрессе в этой области, от разработки новых устройств, производства энергии до тех новшеств, что изменяют наш образ жизни. Эффективное использование энергетического потенциала является основой дальнейшего экологического развития нашей страны и может реально содействовать интегрированию России в мировое сообщество и защите её национальных интересов. Поэтому энергетическая безопасность является одной из важнейших составляющих системы национальной безопасности страны. Человечество вступает в эпоху рисков, XXI век будет, по-видимому, судьбоносным этапом в истории развития цивилизации, Поделиться страницей:xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai Перспективы развития ТЭС и АЭСВ начале XXI века вопрос модернизации и развития энергетики России крайне обострился с учетом следующих факторов: - Износ оборудования электростанций, тепловых и электрических сетей к концу первого десятилетия мог превысить 50 %, а это означало, что к 2020 году износ мог достигнуть 90 %; - Технико-экономические характеристики производства и транспорта энергии изобилуют многочисленными очагами непроизводительных затрат первичных энергоресурсов; - Уровень оснащения объектов энергетики средствами автоматики, защит и информатики находится на уровне значительно более низком, чем на объектах энергетики стран Западной Европы и США; - Первичный энергоресурс на ТЭС России используется с КПД не превышающим 32 – 33 %, в отличие от стран, применяющих передовые технологии паросилового цикла с КПД до 50% и выше; - Уже в первом пятилетии XXI века по мере стабилизации экономики России стало очевидным, что энергетика из «локомотива» экономики может превратится в «полосу препятствий». К 2005 г. энергосистема Московского региона стала дефицитной; - Изыскание средств для модернизации и развития энергетической базы России в условиях рыночной экономики и реформирования энергетики, исходя из рыночных принципов. В этих условиях были созданы несколько программ, однако их дополнения и «развитие» продолжаются. Вот одна из программ созданных в конце прошлого века (табл. 6).
Таблица 6. Вводы мощностей электростанций, млн. кВт.
Таблица 7. Инвестиционные потребности электроэнергетики, млрд. долл.
Острота положения дел с энергоснабжением экономики России и социальной сферы по оценкам специалистов РАО «ЕЭС России» иллюстрируется появлением энергодефицитных регионов (в осеннее-зимний период максимума нагрузок потребления). Так возникла энергопрограмма ГОЭЛРО-2. Следует заметить, что в различных источниках приводятся значительно отличные друг от друга показатели. Именно поэтому в предыдущих таблицах (табл. 6, табл. 7) нами приведены максимальные из опубликованных показателей. Очевидно, что этот «потолочный» уровень прогнозов может быть использован как ориентир.
В число основных направлений следует включить:
1. Ориентация на создание ТЭС на твердом топливе. По мере приведения цен на природный газ к уровню мировых, ТЭС на твердом топливе будут экономически обоснованы. Современные методы сжигания угля (в циркулирующем кипящем слое), а далее угольные технологии комбинированного цикла с предварительной газификацией угля или его сжигание в котлах кипящего слоя под давлением позволяют сделать ТЭС на твердом топливе конкурентными на «рынке» ТЭС будущего. 2. Применение «дорогого» природного газа на вновь сооружаемых ТЭС будет обосновано лишь при использовании установок комбинированного цикла, а также при создании мини-ТЭС на базе ГТУ и т.п. 3. Техническое перевооружение существующих ТЭС из-за нарастающего физического и морального износа останется приоритетным направлением. Следует заметить, что при замене узлов и агрегатов появляется возможность внедрения совершенных технических решений, в том числе и в вопросах автоматизации и информатики. 4. Развитие атомной энергетики в ближайшей перспективе связано с завершением строительства блоков высокой готовности, а также проведением работ по продлению срока службы АЭС на экономически оправданный период времени. В более отдаленной перспективе вводы мощностей на АЭС должны вестись путем замены демонтируемых блоков на энергоблоки нового поколения, отвечающие современным требованиям безопасности. Будущее развитие атомной энергетики обусловлено решением ряда проблем, основными из которых является достижение полной безопасности действующих и новых АЭС, закрытие отработавших свой ресурс АЭС, обеспечение экономической конкурентоспособности атомной энергетики по сравнению с альтернативными энергетическими технологиями. 5. Важным направлением в электроэнергетике для современных условий является развитие сети распределенных генерирующих мощностей путем строительства небольших электростанций, в первую очередь, ТЭЦ небольшой мощности с ПГУ и ГТУ
Похожие статьи:poznayka.org Доклад на тему:"ГЭС-актуальность, проблемы и перспективы на примере Обской ГЭС"Введение. 11 марта 2011 года в Японии было землетрясение, в следствии которого произошли разрушения на атомной электростанции Фукусима Дайти (Фукусима-1). На ней была повреждена оболочка реактора, откуда произошел выброс радиации. Из строя системы охлаждения вышли три из шести реакторов. После этого взрыва погибло много людей, но еще больше пострадало от воздействия радиации. 25 лет назад и у нас в СССР была похожая авария на Чернобыльской АЭС. Последствия таких аварий отражаются и будут отражаться еще долгое время. Все это произвело на меня неизгладимые впечатления!!! Неужели сегодня, в нашем мире, нельзя найти способ уберечь нашу планету от таких катастроф? Что можно сделать, чтобы решить эту проблему? Сегодня мы часто слышим об альтернативной электроэнергетике, возможно это выход в будущем. Но у нас в Новосибирске есть гидроэлектростанция. Может ли произойти что-то подобное как в Японии и в Новосибирске. Что дает нам эта гидроэлектростанция и какие последствия могут быть. Эти вопросы меня заинтересовали и при исследовании данных вопросов я поставила для себя цель: Установить значимость гидроэнергетики, ее недостатки и преимущества, будущее развитие в мире гидроэнергетики. Задачи: - изучить гидроэнергетику России; - проанализировать недостатки и преимущества гидроэнергетики; - изучить Новосибирскую ГЭС; -сделать выводы о перспективе развития ГЭС в России. I. Основная часть.
Гидроэлектрическая станция, носящая еще более привычное нам название гидроэлектростанции или ГЭС – это целый комплекс специального оборудования и гидротехнических сооружений, благодаря которым энергия водного потока преобразуется в электрическую энергию. Принцип работы всех видов турбин схож – вода, находящаяся под давлением поступает на лопасти турбины, которая начинает вращаться (см. приложение №1). Механическая энергия, таким образом, передается на гидрогенератор, который и вырабатывает электроэнергию (см. приложение №2). Гидроэлектростанции или сокращенно ГЭС строятся преимущественно на крупных реках. И имеют массу положительных и отрицательных сторон. Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию (см. приложение №3). Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля за работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое. Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности: – мощные – вырабатывают 250 Мвт и выше; – средние – до 25 Мвт; – малые гидроэлектростанции – до 5Мвт. Мощность ГЭС напрямую зависит от напора воды, а также от КПД используемого генератора. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принять брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции. infourok.ru Состояние и перспективы развития малой гидроэнергетики в России. Ресурсы малой гидроэнергетики регионов России. Малая наплавная ГЭССостояние и перспективы развития малой гидроэнергетики в РоссииМалая гидроэнергетика. Ресурсы малой гидроэнергетики регионов России. Малая наплавная ГЭС мощностью 30 кВтНа период 2000г. в России эксплуатируется около 3000 малых ГЭС суммарной мощностью около 1000 МВт (в 50-60-е гг. их было 10 000). В целом энергетический потенциал малых рек страны используется менее чем на 1...2%. Сам потенциал виден из табл.1. Таблица 1 Ресурсы малой гидроэнергетики регионов России (млрд кВт ч/г.)
Установленная мощность малых ГЭС, определенная программой развития малой энергетики, разработанной в 90-е гг., составляет около 800 МВт со средней многолетней выработкой электроэнергии более 30000 МВтч. Малые ГЭС проектируются в институтах: Гидропроект, Ленгидропроект Мособлгидропроект, Красноярскгидропроект, НИИ ЭС, ВНИИГ им. Веденеева. Гидросиловое и электротехническое оборудование изготавливается на АО «Ленинградский металлический завод», АО «Электросила», АО «Кировский завод», АО «Уралэлектротяжмаш», АО «Тяжмаш» (г. Сызрань), НПО ЦКТИ. В основном это оборудование рассчитано на большие напоры и мощность гидроагрегатов сотни и тысячи киловатт. Проектируются и строятся (2000г.): малая ГЭС «Голубые озера» и ГЭС-3 на канале Баксан-Малка, Усть-Джегутинская МГЭС и Гергебельская МГЭС на Северном Кавказе, малая ГЭС совхоза Татауровский на Урале, малая ГЭС на р. Тоора-Хем в Сибири, Малая ГЭС на р. Быстрой и каскад Толмачевских малых ГЭС на Камчатке. Большое распространение получают микроГЭС различных типов, в том числе рукавные мощностью 1...3, 10...50 кВт с напором 2...10 м, собственно расходом 0,15...0,23 и 0,6...0,9 м3/с. На них чаще применяются пропеллерные гидротурбины с диаметром рабочего колеса соответственно 235 и 460 мм, диаметром подводящего трубопровода 800 и 600 мм. Мощность (в зависимости от напора) лежит в пределах соответственно 0,5...10 и 5...50 кВт, напряжение 220 и 220/380 В, частота 5 и 50 Гц. Масса гидроагрегата 860 и 1680 кг.
Рис.1. Малая наплавная ГЭС мощностью 30 кВт:1 - турбина; 2 - генератор; 3 - редуктор; 4 - трансформатор;5 - система подъема и стопорения турбины; 6 – понтон Для малых ГЭС с гидроагрегатами, работающими при малых напорах (2...5 м) и больших расходах воды, могут найти применение наплавные микроГЭС, разработанные ОАО «Си6НИИЭ». Общий вид такой наплавной ГЭС с техническими характеристиками модуля 2х15 кВт показан на рис.1. Техническая характеристика модуля гидроэлектростанции: размер - 9000х6500х300 мм; диаметр рабочего колеса - 1800 мм; мощность генератора 2х15 кВт; напряжение - 38 В; частота 50(60) Гц. Другие статьи по данной теме: www.gigavat.com Перспективы развития малой энергетики. История развития малой энергетики. Преимущества малых ГЭС перед крупными и средними ГЭС-Санкт-Петербургский Государственный Университет РЕФЕРАТ ПО ГИДРОЛОГИИ СУШИ ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Факультет географии и геоэкологии 2-й курс, кафедра гидрологии суши Преподаватель: Санкт-Петербург 2003 год CОДЕРЖАНИЕ Общие сведения 3 История развития малой энергетики 4 Преимущества малых ГЭС перед крупными и средними ГЭС 7 Проблемы и недостатки малых ГЭС 9 Необходимые условия развития малой энергетики 12 Список использованной литературы 15 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ В России, по разным данным, насчитывается от 2,5 до 3 миллионов малых рек и ручьев.127 тысяч из них длиной от 10 до 200 километров и общей протяженностью более 3000 километров наиболее интенсивно используется в народном хозяйстве. На берегах малых рек проживает 75% населения России, их сток в средний по водности год составляет более 1000 куб.км. Таким образом, актуальность использования малых рек в данный период очевидна. Целью данной работы является обобщение сведений и предложений, относящихся к проблемам и перспективам развития энергетики малых рек. В настоящее время эта отрасль энергетики, по моему мнению, является одной из самых перспективных. В то время когда все большие реки уже зарегулированы, и строительство крупных ГЭС уже нерентабельно, малые ГЭС представляют собой один из наиболее дешевых и простых в эксплуатации энергостанций. Сегодня на пути развития малой энергетики очень много препятствий. Но в последнее время наблюдается повышенный интерес к этой проблеме, появляются новые программы (напр. Топливо и Энергия). Хочется надеяться, что государство обратит серьезное внимание на строительство малых ГЭС, и появится комплексная программа по освоению гидроэнергетического потенциала малых рек России. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МАЛОЙ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ Малые реки издавна использовались для производства электроэнергии. В России развитие энергетики началось именно с освоения малых рек. Весной 1892г. Начала работать первая в стране гидроэлектростанция, построенная на реке Березовке (Алтай). ГЭС была предназначена для шахтного водоотлива Зыряновского рудника, четыре турбины обеспечивали мощность в 150 кВт. Созданием этой ГЭС был сделан первый шаг к электрификации промышленности России. Первая же промышленная гидроэнергетическая установка начала работать в 1896 г. На реке Охте и была предназначена для снабжения электроэнергией первого электрифицированного предприятия России - Охтинского порохового завода в Петербурге. В 1903 г. Была построена электростанция «Белый уголь» на реке Подкумок у города Ессентуки для электроснабжения курорта «Минеральные Воды» (в настоящее время ее мощность составляет 800 кВт). В то время это была первая ГЭС, энергия которой поступала в общую электросеть с энергией тепловых (тогда дизельных станций). Можно привести еще ряд примеров создания небольших ГЭС в 19-начале20 веков и их долгой службы. Так, ГЭС на реке Нахре работала с 1893 по 1959 гг. и снабжала электроэнергией фабрику и поселок. Но нередко построенные на реках гидротехнические сооружения, в том числе малые гидроэлектростанции, из-за недостаточного учета местных природных особенностей разрушались в половодье. Так, в 1901 году на Алтае была построена Тургусунская ГЭС и в том же году была снесена рекой. Много плотин на малых реках было построено в 30-е годы 20-го века. Но особенно широко строительство малых ГЭС (мощностью преимущественно менее 5 мВт) развернулось в послевоенные годы /Зимин,1950/. Активизировало свою работу Бюро малых ГЭС Гидроэлектропроекта, созданное еще до войны. За небольшой срок – немногим более 6 лет (1946-1952) было построено около 7000 малых гидростанций общей мощностью 1500мВт /Михайлов и др., 1982/. Развитие малой гидроэнергетики дало толчок к изучению водного режима и условий формирования стока малых рек, находившегося в то время в начальной стадии. Неизвестна была и физическая сторона многих явлений, связанных со стоком малых рек. Поэтому в первые годы бурного освоения малых рек проектирование гидротехнических сооружений осуществлялось без необходимого обоснования гидрологическими данными, что приводило к их разрушению, удорожанию строительства, так как для расчетов принимались сечения, недостаточные или слишком большие для пропуска воды. Известны случаи разрушения гидротехнических сооружений на малых реках на Алтае, Турксибе, в Фергане, Таджикистане и т.п. Большие сложности возникали при проектировании и эксплуатации vunivere.ru Обзор. 23. Перспективы развития гидроэнергетики восточных районов РоссииВ статье Перспективы развития гидроэнергетики восточных районов России (505 Kb) В. А. Савельев и Л. Ю. Чудинова (Институт систем энергетики СО РАН) приводят данные о потенциале гидроэнергетики в районах Сибири и Дальнего Востока, а также об экономических, экологических и социальных проблемах его освоения. По официальным (полученным более 40 лет назад) данным полный теоретический гидроэнергопотенциал крупных и средних рек Восточной Сибири и Дальнего Востока оценивается соответственно в 849 и 1009 млрд. кВт.ч в год, что составляет 35,4 и 42,1 % от общероссийского. Технический потенциал по этой же оценке равен 664 и 684, а экономический составляет 350 и 294 млрд. кВт.ч в год. Однако вследствие уточнения схем использования отдельных водотоков, экологических ограничений, а также из-за того,что по социально-экономическим, экологическим и водохозяйственным причинам стало практически невозможным сооружение ГЭС большой мощности на основных руслах крупнейших речных бассейнов (Енисея, Лены и Амура), технический потенциал снижается до 574 и 357 млрд. кВт. ч в год соответственно. Вместе с тем повысилось внимание к сооружению малых, микро- и мини- ГЭС, технический потенциал которых составляет 128 млрд. кВт.ч в год в Восточной Сибири и 146 - на Дальнем Востоке. Между тем Бурейская ГЭС, являясь самой мощной гидроэлектростанцией в России, из-за недостаточных электропотребления и пропускных способностей электрической сети в ОЭС Востока, ограничений на минимальную мощность тепловых электростанций и невозможности по разным причинам экспорта электроэнергии в Китай используется в полной мере, и часть воды приходится сбрасывать вхолостую. В 2007 г. по этой причине потеряно 1,5 млрд. кВт.ч электроэнергии. Территориально-промышленные комплексы (ТПК) рассматриваются в качестве организационной формы реализации инфраструктурных проектов, включающих строительство ГЭС, где они будут играть районообразующую роль. Вместе с тем указано, что в новых экономических условиях требуется создание законодательной основы формирования и функционирования подобных комплексов в части выделения земель, налогообложения, решения экологических проблем. Необходимо также согласование роли государства, муниципальных органов и частных лиц в финансировании и согласовании сроков ввода районообразующей ГЭС и предприятий-потребителей ее электроэнергии. Другим мотивом для строительства крупных ГЭС является экспорт электроэнергии. Импорт экологически чистой электроэнергии, получаемой от возобновляемых источников, давно привлекает внимание Республики Корея и Япония, испытывающих трудности с выбором площадок для нового энергостроительства. Изучаются и возможности экспорта электроэнергии из России в Западный и Северный Китай. В связи с чем предлагается построить несколько межгосударственных линий на постоянном токе сверхвысокого напряжения, но их сооружение в Северо-Восточной Азии пока сдерживается из-за нерешенности политических, организационных и финансовых проблем. solex-un.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
