La ce funcționează centralele hidroelectrice? Centrala hidroelectrica - ce este? Lista celor mai mari centrale hidroenergetice din Rusia. Cele mai mari accidente și incidente

Dezvoltatorii promovează activ hidrocentrale mici pentru a obține permisiunea comunităților locale pentru construcția lor. Dar daunele aduse mediului în jurul barajelor sunt atât de mari, iar productivitatea hidroenergetică este atât de scăzută încât totul pare mai degrabă o afacere a anilor nouăzeci. Să ne uităm la câteva mituri legate de hidrocentrale mici.

Mitul 1. Centralele hidroenergetice mici vor ajuta la obținerea independenței energetice.

Acest mit s-a format pe baza studiilor asupra potențialului hidroenergetic al râurilor mici, fără a ține cont de restricțiile de mediu, socio-economice, legislative și alte riscuri care afectează cât de mult din acest potențial poate fi utilizat fără a dăuna naturii, fermelor locale, fără încălcarea legilor și internaționale acte juridice, cu excepția riscurilor asociate hidroenergiei în general.
De fapt, totul este mult mai complicat.

Dacă vorbim despre independența energetică a întregii țări. În Ucraina, de exemplu, hidrocentrale mari și mijlocii reprezintă doar 7,88% (9 obiecte) din volumul total de energie furnizată. Hidrocentrale mici constituie doar 0,16% (80 obiecte).

Ce înseamnă volumul producției de electricitate din Ucraina depășește cu mult nevoile populației și sunt exportate activ. Și construirea acestor volume în toată țara, prin blocarea tuturor râurilor cu vâsle mici și baraje este, în esență, o epavă, cu scopul de a îmbogăți.

Mitul 2. Centralele hidroenergetice mici oferă energie ieftină, curată, care va ajuta la îmbunătățirea aprovizionării cu energie a comunităților îndepărtate.

Costul energiei electrice de la hidrocentrale mici este absolut necompetitiv în comparație cu alte tipuri de energie produsă. Chiar și luând în considerare „tarifele ecologice”, profitul de la hidrocentrale mici este asigurat doar de prezența unor scheme obligatorii de rambursare a energiei produse.

Nu mai vorbim de prietenia ecologică a construcției de mici hidrocentrale, care, de regulă, sunt însoțite de încălcări grave ale tuturor standardelor de mediu, ignorând legile și presiunea asupra comunităților locale.

Mitul 3. Există puține hidrocentrale mici planificate, iar deciziile privind construcția lor se referă doar la anumite comunități.

De la investitorii de mici hidrocentrale este foarte des posibil să auzim că nu vorbesc despre sute de hidrocentrale mici, deoarece nu există atât de multe locuri pentru construcția lor și toate acestea sunt doar planuri care este puțin probabil să fie realizate vreodată.

De fapt, există mii de astfel de proiecte. Și de fiecare dată, activiștii locali se confruntă cu cazuri în care guvernele locale în secret din comunități emit permise pentru construirea de mici hidrocentrale către dezvoltatori. Și comunitatea locală află despre construcția barajului doar atunci când echipamentele grele intră pe albia râului și încep să distrugă corpurile de apă.

Aproape fiecare râu cu o diferență mai mult sau mai puțin semnificativă de altitudine și un conținut minim de apă devine victima oamenilor de afaceri nefericiți. Preferința este dată părților muntoase ale râurilor, precum și râurilor mici.

Motivul nu este evident, este determinat de energia cinetică a apei. Doar o mare diferență de apă, puteți obține conversia necesară a energiei mecanice în energie electrică, iar costul construirii unor hidrocentrale mici în partea de sus a râurilor este mult mai mic decât în \u200b\u200bpartea inferioară, unde canalul este întotdeauna mai larg.

Mitul 4. O hidrocentrală nu reprezintă o amenințare pentru mediu, nu va avea un impact negativ asupra populației și a comunităților.

De fapt, hidrocentrale produc pagube enorme mediului în toate etapele existenței sale. Deosebit de periculoasă este construcția a sute de hidrocentrale mici în același timp, fără a ține cont de efectul lor cumulativ.

Mitul 5. Hidrocentrala mică este cea mai bună experiență internațională. Corespunde celor mai sigure probe naturale din lume.

De fapt, principalele tehnologii utilizate în hidrocentrale mici de mai bine de o sută de ani. Și majoritatea centralelor hidroelectrice au fost construite acolo unde nu ar trebui să fie deloc prin restricții de mediu.
Mitul 6. Centralele hidroenergetice mici sunt întotdeauna mai bune pentru mediu decât cele mari.

Multă vreme s-a crezut că hidrocentrale mici sunt mult mai sigure decât cele mari. Însă, când cercetătorii au comparat pierderile de uscat și așezările de coastă la 1 MW de electricitate generată, s-a dovedit că pierderea ecosistemelor de la hidrocentrale mici poate fi de sute de ori mai mare decât pierderile de la hidrocentrale mari la 1 MW.

Hidrocentrale mici provoacă, de asemenea, o fragmentare mare a ecosistemelor, degradează calitatea apei și afectează hidrologia râurilor și bazinelor acestora.

Mitul 7. Micile hidrocentrale vor proteja împotriva inundațiilor și inundațiilor.

De fapt, funcționarea normală a hidrocentrelor mici este incompatibilă cu protecția împotriva inundațiilor.

Studii recente arată că cea mai bună protecție împotriva inundațiilor și inundațiilor nu sunt structurile inginerești scumpe, ci zonele inundabile ale râurilor naturale și demolarea tuturor structurilor inginerești (baraje, baraje etc.) care blochează canalul râului și îngustă câmpul inundabil, interferează cu curgerea liberă a apei fluxuri.

Mitul 8. Centralele hidroenergetice mici nu sunt mai periculoase decât fabricile de apă.

Adesea, acest fapt este învățat ca axiom. Dar acest lucru este departe de caz. Hidrocentrale mici sunt mult mai periculoase decât fabricile de apă. Principalele diferențe constau în specificul activității acestor structuri.

Morile de apă funcționează neregulat și de multe ori pentru a le porni este suficient să scufundați roata în apă, fără a bloca râul cu un baraj. În plus, aceste baraje erau mult mai mici decât barajele unor centrale hidroelectrice mici, iar în timpul inundațiilor au fost complet inundate, fără a crea obstacole în calea migrării peștilor. Apropo, caracteristicile de proiectare ale acestor baraje nu au creat obstacole pentru migrarea prăjitorilor în aval.

Centralele hidroenergetice mici sunt facilități de capital care funcționează pentru numărul maxim de zile într-un an. Funcționarea constantă a unor astfel de baraje duce la faptul că în timpul nașterii și migrației coastelor, peștii tineri nu sunt capabili să depășească barajul și să moară în turbine. Și de multe ori, ca urmare a funcționării turbinelor, albia râului este uscată, ceea ce duce la distrugerea ecosistemului local.

Mitul 9. Micile hidrocentrale vor aduce prosperitate comunităților, vor însoți dezvoltarea turismului și a recreerii.

De fapt, centralele hidroenergetice mici fac imposibile unele tipuri de turism și recreere, în special de rafting și turism ecologic.

În plus, toate veniturile și plățile bugetului local pe care investitorii le promit comunităților locale sunt pur și simplu mită de promisiuni. Hidrocentrale mici sunt create cu un singur scop, pompând compensațiile de la bugetul de stat în buzunarele private.

Mitul 10. Centralele hidroenergetice mici reduc gazele cu efect de seră și inhibă schimbările climatice.

O altă afirmație care se bazează pe incompletitudinea tuturor argumentelor colectate.
Cert este că în timpul construcției unei centrale hidroelectrice, de regulă, se creează un rezervor, iar la momentul umplerii sale, emisiile unui alt gaz, metan, care are un potențial de seră de 20 de ori mai mare decât CO2. Acest lucru se datorează descompunerii substanțelor organice, cum ar fi plantele, în condiții de inundare a rezervorului.

Mai mult, pentru a lansa o centrală hidroelectrică, electricitatea este necesară de la o centrală termică care funcționează pe combustibili fosili. Și energia electrică generată de hidrocentrale mici este obligată să fie achiziționată la tarife umflate.

Mitul 11. Ecologii critică fără a oferi o alternativă.

De fapt, ecologiștii oferă o serie de alternative care pot îmbunătăți securitatea energetică, bunăstarea rezidenților locali și păstra natura.

Una dintre cele mai promițătoare este conservarea energiei, care poate reduce energia țării de 2 ori deja până în 2030.

Este posibilă dezvoltarea de centrale hidroelectrice inamovabile, care nu introduc canalul în conducte, ci sunt instalate în curent. Dar nu sunt interesante pentru afaceri, deoarece produc prea puțină energie, suficientă pentru a asigura o gospodărie privată.
Acestea pot fi instalate destul de mult, fără a dăuna mediului și astfel de centrale hidroelectrice sunt capabile să asigure independența energetică a micilor comunități îndepărtate.

Cum putem opri dezvoltarea hidroenergiei și oprim distrugerea mediului?

Singura modalitate este de a educa comunitățile locale și de a proteja râurile locale în numele viitorului nostru comun. De faptele din anii 90 pot fi protejate doar prin acțiuni reale de încredere la fața locului.

Apropo, această luptă nu este doar la noi. În SUA (statul Washington), două baraje de 33 și 64 de metri înălțime, care 102 ani au blocat râul și rutele de migrație a peștilor, au fost demolate recent pe râul Yevla. Această demolare, care este cea mai mare demolare a barajului din motive de mediu din istorie, a avut loc datorită luptei locuitorilor și ecologiștilor - protejatori de râuri. râurile și peștele au fost, până la urmă, mai importante atât pentru comunitatea locală, cât și pentru stat.

21/07/2010

În 1920, planul GOELRO a fost adoptat. La 90 de ani de la construcția primei stații hidroelectrice sovietice, este timpul să ne dăm seama dacă este nevoie de inginerie hidraulică astăzi - în momentul inovației, modernizării și nanotehnologiei? Indiferent dacă specialitatea este inginerie hidraulică este promițătoare sau în zece ani vor vorbi despre asta cu un zâmbet condescendent. Răspunsuri Online812 au fost căutate la Universitatea Politehnică de Stat din Sankt Petersburg - cu un doctor în științe tehnice, un profesor al Departamentului de Construcții Civile (numit anterior hidrotehnic) al SPbSPU Vladimir BUKHARTSEV.

- Este încă relevantă ingineria hidraulică? Este doar o centrală hidroenergetică sau are o suprafață mult mai largă?
- Cele mai importante ramuri ale ingineriei hidraulice sunt: \u200b\u200binginerie hidroenergetică, recuperarea terenurilor, transportul apei etc. O alta este lupta împotriva manifestărilor dăunătoare ale elementului de apă, adică inundații și inundații. Aceste secțiuni de inginerie hidraulică vor fi solicitate în 20 de ani și pe termen lung.

- Care sunt principalele avantaje ale centralelor hidroelectrice? Există mai multă apă decât soare?
- În eficiență și fiabilitate. În întregul complex energetic rus, centralele hidroelectrice sunt cele care creează o rezervă de capacitate de reglementare. Și acesta este un element cheie în asigurarea fiabilității sistemului. Nu uitați: când accidentul a avut loc la stația hidroelectrică Sayano-Shushenskaya, regiunea nu a rămas fără lumină nici un minut. Pentru că centralele vecine situate pe Yenisei au compensat imediat acest eșec. Dintre toate tipurile de centrale existente, sunt centralele hidroelectrice care sunt cele mai manevrabile, capabile să pornească instantaneu o unitate suplimentară de energie și să crească semnificativ generarea de energie, dacă există o astfel de nevoie, dacă apare o încărcătură de vârf. Mi se pare că în viitor vom avea două tipuri de centrale electrice: nucleare, care vor oferi cea mai mare parte a energiei, un flux constant, puternic și centrale hidroelectrice - pentru încărcare suplimentară. Sau poate că vor apărea alte tipuri de energie, despre care nu se știe nimic acum. De exemplu, hidrogenul, care acum nu este folosit cu adevărat nicăieri, deși hidrogenul poate fi obținut direct din aer.

- Și stații eoliene și solare?
- Energia eoliană și solară constituie aproximativ 3-5% în bilanțul total și nu pot concura cu hidroenergie. Și atunci, la urma urmei, toate necesită înstrăinarea terenurilor, pentru a nu reuși să inunde toate regiunile cu ele. Deși ca un tip suplimentar de energie - ar putea funcționa foarte bine, servind o unitate - o singură casă. De exemplu, când furnizarea de linii electrice de la centrala principală este prea dificilă și costisitoare. Imaginează-ți un far la cinci sute de kilometri de cel mai apropiat sat. Puneți o placă turnantă și un generator lângă ea - și farul va străluci singur.

- Nu folosim energie geotermală?
- Vulcanii - nu, dar gheizerele care funcționează constant, sunt capabile să încălzească spațiul și chiar să dea un curent electric. Se pare că există mai multe complexe mici în Kamchatka care folosesc acest tip de energie.

Ei spun că, în unele sate din sud, oamenii blochează râurile, își pun generatoare de casă și - vă rog, au propria centrală hidroelectrică, deși pe un canal public. Este posibil?
„Nici nu aveți nevoie de un generator improvizat aici, astfel de jucării sunt vândute în magazine din Europa sau America.” Desigur, nu puteți lua asta în serios ... Dar dacă aveți un flux care traversează o căsuță de vară și doriți o sursă alternativă de energie, puteți încerca. Înălțimea „structurii” dintre bazinele superioare și inferioare ar trebui să fie de cel puțin doi metri, atunci există șansa ca turbina să funcționeze.

- În întreaga lume, care este relația cu hidroenergia?
- Conform datelor din 2005, acesta furnizează până la 19 la sută din toată energia electrică din lume. Capacitatea instalată a instalațiilor hidraulice atinge 715 GW. În ceea ce privește kilowati pe cap de locuitor, liderii în generarea hidroenergetică sunt Norvegia, Islanda și Canada. Acum, China desfășoară cea mai activă hidro-construcție, unde aproximativ jumătate din toate centralele hidroelectrice mici din lume sunt construite, iar cea mai mare centrală hidroelectrică din lume sunt cele trei Chei de pe râul Yangtze. Ca toate țările cu economii în creștere rapidă, China s-a bazat pe hidrocentrale, iar acum există stații hidraulice - aproape singura sursă potențială de energie. Centralele hidroelectrice sunt o întreprindere care consumă foarte mult capital: construcția este costisitoare, dar întreținerea costă un ban. Dar nu toate țările își pot permite.

- În Africa, hidrocentrale au fost construite cu ajutorul specialiștilor ruși. Deci, ce se va întâmpla în continuare?
"Am preocupări ca mai devreme sau mai târziu, chinezii să le înlocuiască." Dar în Africa ei iau foarte în serios această problemă. Absolventul nostru Hamidi Ahmet, care a construit o centrală hidroelectrică în Maroc, a declarat că statutul său în acei ani corespundea aproximativ cu cel ministerial. De exemplu, el a fost pus pe un jet privat.

- Țările europene vor să se întoarcă mai târziu de la centralele nucleare la centralele hidroelectrice - sau este deja imposibil?
- În multe țări, potențialul hidroenergetic este utilizat pe deplin, astfel încât este imposibil să construiți noi stații. Elveția folosește 99% din potențial, Franța - 89%, SUA și Japonia - 82, Canada - 66, Brazilia - 44. Și Rusia are doar 20 de ani. Construcția hidroenergeticilor se va dezvolta inevitabil în Orientul Îndepărtat și în Siberia de Est - apropo, potențialul hidroenergetic este utilizat în total. cinci la sută. În plus, seceta din 2010 a amintit că ar trebui să se dezvolte și construcții de recuperare - crearea unor zone irigate pentru producție agricolă în regiunile sudice și centrale ale Rusiei. Întâmplător, cred că ideea de a transforma fluxul râurilor sibiene pentru a salva Marea Aral nu este atât de nebună, și tot nu vor reveni la ea în acest sens, deci în următorul deceniu. Și acum, discuțiile despre acest lucru se desfășoară periodic.

- Adică vom salva republicile din Asia Centrală cu propria noastră apă?
- Și Rusia va obține un efect extraordinar pentru influența în politica tuturor statelor din Asia Centrală.

Odată cu apariția oricărei stații hidroelectrice, mediul suferă. Râurile se suprapun, teritoriile vaste sunt inundate, flora și fauna se schimbă și, ulterior, pe climă. Poate acest lucru să fie o limitare la dezvoltarea hidroenergiei?
- Alinierea teritoriilor necesită aproape toate tipurile de activitate economică: construcția de orașe, drumuri, fabrici metalurgice. Orice pas uman pe pământ afectează mediul. Dar o persoană nu va merge pe această cale pentru a păși pe propriul picior. În stadiul de proiectare, toate obiectele construcției propuse sunt evaluate, toate efectele pozitive sunt cântărite, măsurate în raport cu impactul negativ. Numai după o astfel de analiză se ia o decizie. Sau nu sunt acceptate. O restricție la dezvoltarea hidroenergiei nu poate fi decât o limitare a nevoilor societății. Adevărat, eu însumi nu sunt entuziasmat de hidroenergia mică de pe râurile mici. Aici se poate face pagube grave pescuitului, dar se va primi puțină energie. Cu toate acestea, în majoritatea stațiilor am realizat pericolul care poate fi cauzat raselor de pești valoroși și încercăm să nu punem obstacole în calea migrației lor. Pentru a salva, să spunem, sturionul sau somonul, pasajele de pește și ascensoarele de pește au fost construite pe râuri speciale pentru râuri precum Don, Volga, Dnieper, Ob, Tuloma, Kura, Yenisei, Daugava.

- Yenisei din zona hidrocentralei Sayano-Shushenskaya s-a transformat într-un punct mort fără navigabilitate. Este viabil din punct de vedere economic?
- Această problemă apare în timpul construcției tuturor centralelor hidroelectrice. Și sunt rezolvate. Ei bine, în zona hidrocentralei Sayano-Shushenskaya nu există trafic special, terenuri sălbatice. În alte locuri, ei încearcă să rezolve problema. În Krasnoyarsk funcționează un ascensor de nave, care ridică și coboară navele. Undeva, canalele ocolesc. Dar este mai ușor să organizăm un punct de transbordare cu descărcarea unei barje, încărcarea conținutului în vagoane sau trenuri ...

- În acest secol, nu vom mai avea proiecte de construcții uriașe de centrale hidroelectrice?
- par gigantici doar pentru laic. În lume există centrale hidroelectrice, care sunt de multe ori mai mari decât Sayano-Shushenskaya, atât din punct de vedere al capacității, cât și al volumului rezervorului. Proiecte de construcții mari sunt în derulare acum. De exemplu, complexul hidroelectric Zaramagsky și Nizhne-Cherkessky, Motyginskaya, stația hidroelectrică Nizhne-Bureyskaya, stația hidroelectrică Boguchanskaya, care este deja finalizată.

- Unde se dezvoltă hidroenergetica și cum vor arăta hidrocentrale în 30 până la 50 de ani?
- Principiul va rămâne același: transformarea energiei mecanice a fluxului de apă în energie electrică. Aspectul va fi același, echipamentele vor fi modernizate, permițându-vă să atingeți o eficiență mai mare. De exemplu, vor apărea noi materiale nanotehnologice cu un coeficient de frecare redus, din care vor fi fabricate turbine. Deși acum este greu de crezut.

Se crede că principala problemă a centralelor hidroenergetice rusești - au fost construite mult timp și s-au degradat. Ce să faci cu ei acum - pentru a restaura sau construi altele noi?
- Problema nu se află în hidrocentrale în sine, ci în legătură cu acestea. Într-adevăr, multe hidrocentrale construite conform planului GOELRO funcționează de mai bine de 75 de ani. Dar la acele stații hidroelectrice în care se efectuează în mod regulat lucrări de întreținere preventivă, nu există simptome de dilapare. Până la urmă, Cetatea Petru și Pavel nu pot fi numite declin. Și Sf. Isaac, care a fost ridicat pe stâlpi de lemn. Cel mai vulnerabil element al unei centrale hidroenergetice este echipamentul său - turbine, generatoare, transformatoare. Acestea sunt schimbate ... Recent, acestea au fost actualizate la centralele hidroelectrice Svetogorsk și Lesogorsk.

- Și de ce atunci a avut loc un accident pe Sayano-Shushenskaya? Sau este un mister?
- Nu există mister și nu a fost niciodată. Există două motive pentru aceasta. Competență profesională scăzută a personalului de serviciu, mai exact a persoanelor de care depinde decizia. Și lăcomia oligarhilor, care au căutat să reducă cât mai mult personalul, inclusiv cel de care depindea funcționarea fiabilă a hidrocentralei.

- Aisbergul care a crescut pe barajul SSHHPP în această iarnă și-a amenințat starea - ar putea fi barajul spart?
- Din punct de vedere al mecanicii, o creștere a sarcinii verticale, care a fost gheața de pe groapa de gheață, crește stabilitatea barajului. Sarcina orizontală de la presiunea apei din rezervor nu a crescut în timpul iernii. Prin urmare, nu exista niciun pericol.

REFERINŢĂ
Planul GOELRO, proiectat timp de 10-15 ani, prevedea construcția a 30 de centrale electrice regionale (20 TPP și 10 CP) cu o capacitate totală de 1,75 milioane kW. Printre altele, a fost planificată construirea centralelor termice regionale Shterovskaya, Kashirskaya, Gorkovskaya, Shaturskaya și Chelyabinsk, precum și centrale hidroelectrice - Nizhny Novgorod, Volkhovskaya, Dnieper, două stații de pe râul Svir și altele. Planul a fost îndeplinit în principal până în 1931. Generația de energie electrică în 1932 față de 1913 nu a crescut de 4,5 ori decât era planificat, ci de aproape 7 ori: de la 2 la 13,5 miliarde kWh.

La 21 februarie 1920 a fost creată Comisia de Stat pentru Electrificare a Rusiei (GOELRO) pentru a dezvolta un proiect de electrificare. În decembrie 1920, planul elaborat de comisie a fost aprobat de cel de-al VIII-lea Congres al Sovietelor All-Russian, cu o lună înainte de V. Lenin a spus că „comunismul este puterea sovietică plus electrificarea întregii țări.” Cu toate acestea, pregătirea unui proiect de electrificare la scară largă pentru Rusia a fost realizată înainte de revoluția din 1917 .

HIDROPOWER ÎN LUME
Liderul absolut în producția de energie electrică pe cap de locuitor este Islanda. În plus, această cifră este ridicată în Norvegia, Canada, Suedia. Cea mai activă construcție hidraulică la începutul anilor 2000 a fost China.

Țări - cei mai mari producători de hidroenergie
	Țară	Consumul de hidroelectricitate în TWh
1	China	585
2	Canada	369
3	Brazilia	364
4	Statele Unite ale Americii	251
5	Rusia	167
6	Norvegia	140
7	India	116
8	Venezuela	87
9	Japonia	69
10	Suedia	66
11	Franţa	63

BENEFICII ȘI CONTRA INGINERIEI PUTERII HIDRO
- Costul energiei electrice la hidrocentrale rusești este de peste două ori mai mic decât la centralele termice.

Generatoarele hidroelectrice pot fi pornite și oprite suficient de repede în funcție de consumul de energie.

Impact semnificativ mai mic asupra aerului decât alte tipuri de centrale.

Construcția de centrale hidroenergetice este mai intensivă în capital.

Adesea centralele hidroelectrice sunt eliminate de la consumatori.

Rezervoarele ocupă suprafețe mari, începând cu anii '60, în URSS au fost utilizate structuri de protecție care limitează suprafața rezervorului.

Barajele schimbă natura pescuitului, deoarece blochează calea către terenurile de depunere a peștilor migratori, dar deseori favorizează o creștere a stocurilor de pește în rezervorul în sine .

Energia hidroelectrică este un complex de diferite structuri și echipamente, a căror utilizare vă permite să convertiți energia apei în electricitate. Structurile hidraulice asigură concentrația necesară a fluxului de apă, iar procesele ulterioare sunt efectuate folosind echipamente adecvate.

Centralele hidroelectrice sunt construite pe râuri, construind baraje și rezervoare. Alegerea locației este deosebit de importantă pentru eficiența stației. Doi factori sunt necesari: disponibilitatea garantată de apă pe tot parcursul anului și cea mai mare pantă posibilă a râului. Centralele hidroelectrice sunt împărțite în baraj (nivelul necesar al râului este asigurat de construcția barajului) și deviere (apa este deviată de la canalul râului către un loc cu o diferență mare de nivel).

Locația instalațiilor stației poate, de asemenea, să difere. De exemplu, o clădire de stații poate face parte din lucrările de apă (așa-numitele stații de canal) sau situată în spatele unui baraj (stații de baraj).

Stația hidroelectrică Krasnoyarsk

Centrala Hidroelectrica (Barajul Hoover din Nevada)

Tehnologii

Funcționarea centralelor hidroelectrice se bazează pe utilizarea energiei cinetice a apei în cădere. O turbină și un generator sunt utilizate pentru a converti această energie. Mai întâi, aceste dispozitive produc energie mecanică, apoi electricitate. Turbinele și generatoarele pot fi instalate direct în baraj sau în apropiere. În unele cazuri, se utilizează o conductă cu ajutorul căreia apa este sub presiune sub nivelul barajului sau la aportul de apă al centralei hidroelectrice.

Presiunea necesară a apei se formează prin construcția barajului și, ca urmare a concentrării râului într-un anumit loc, sau prin derivare - fluxul natural de apă. În unele cazuri, pentru a obține presiunea necesară a apei, atât barajul cât și derivarea sunt utilizate împreună.

Direct în clădirea centralei hidroelectrice se află toate echipamentele electrice. În funcție de destinație, are o diviziune specifică. Unitățile hidraulice sunt amplasate în camera mașinilor, care transformă direct energia curentului de apă în energie electrică. Există tot felul de echipamente suplimentare, dispozitive de control și monitorizare pentru funcționarea centralelor hidroelectrice, a unei stații de transformare, a angrenajelor și multe altele.

Stațiile hidroelectrice sunt împărțite în funcție de puterea generată:

puternic - produce de la 25 MW și mai mult;
mediu - până la 25 MW;
centrale hidroelectrice mici - până la 5 MW.

Cum transformă un astfel de dispozitiv energia apei în energie electrică? În cameră are loc o explozie a unei anumite cantități de substanță. Valul de explozie de fluid trece prin butoi și intră în cilindru. Drept urmare, paletele turbinei se rotesc, ceea ce, la rândul său, este motivul funcționării hidrogeneratorului.

Conform dezvoltatorilor proiectului, cea mai importantă condiție pentru asigurarea eficacității invenției este calcularea corectă a greutății undei de explozie necesare pentru producerea undei, și nu o supratensiune. În plus, frecvența exploziilor trebuie calculată cu exactitate, ceea ce va evita întreruperile în funcționarea dispozitivului și nu va reduce viteza de rotație a lamelor. Alte opțiuni pentru astfel de instalații sunt, de asemenea, în curs de dezvoltare.

Acumularea centralelor electrice

Insigna de la Kiev PSP

În perioada încărcărilor mici, unitățile hidraulice ale stației sunt angajate în pomparea apei dintr-un rezervor inferior la unul superior. În timpul încărcării crescute, apare apa stocată pentru a genera energie de vârf. Unitățile hidraulice reversibile asigură funcționarea modurilor de turbină și pompă și sunt o combinație între o mașină electrică sincronă și o pompă-turbină hidraulică.

Energia cheltuită pentru pompare este generată de TPPs în timpul unei încărcări reduse, când costul său nu este prea mare. Adică, electricitatea nocturnă ieftină este transformată în costisitoare. Eficiența economică, după cum vedeți, este destul de mare. Avantajul incontestabil al acestui tip de stații hidraulice este prezența presiunii ridicate. Acest lucru vă permite să instalați baterii mai eficiente. Există, de asemenea, stații de tip mixt. Unele dintre unitățile hidraulice instalate acolo pot funcționa în două moduri: turbină și pompă. Cealaltă parte funcționează numai în regim de turbină. Utilizarea unor astfel de stații permite acumularea unei cantități mai mari de apă și, în consecință, produce mai multă energie electrică în perioadele cu sarcină crescută.

Centrale electrice de mare

Centrală mareală

Anumite condiții de mediu sunt necesare pentru a crea o stație de maree economică. În special, ar trebui să existe o diferență mare de nivel la marea joasă și marea ridicată (cel puțin șase metri), caracteristici ale coastei care vă permit să creați un baraj și un bazin de apă de dimensiuni adecvate.

Pe planeta noastră, astfel de locuri nu sunt atât de ușor de găsit. Aceasta este coasta statului american Maine, provincia canadiană New Brunswick, Golful Persic, anumite regiuni din Argentina, sudul Angliei, nordul Franței, regiunile nordice ale părții europene a Rusiei. Cu toate acestea, chiar și stațiile construite în aceste regiuni nu au putut concura în mod adecvat cu centralele termice existente în ceea ce privește costul energiei produse.

Proiectele de centrale electrice în mare includ de obicei două bazine. Acestea sunt corpurile de apă superioare și inferioare. Fiecare dintre ele ar trebui să fie completate cu butere și porți. În timpul valului ridicat, bazinul superior este umplut cu apă, apoi dă toată apa celui de jos, care este golit la valul scăzut.

Istoric hidroenergetic

Omul a trăit întotdeauna lângă corpurile de apă și nu a putut să nu acorde atenție potențialului imens de apă ca sursă de energie. Prin urmare, istoria hidroenergiei este originară din cele mai vechi timpuri. Chiar și atunci, oamenii au învățat să folosească apa pentru a macina cereale sau pentru a sufla aerul când topiți metal.

Treptat, mecanismele s-au îmbunătățit, iar roțile de apă au devenit din ce în ce mai eficiente. La sfârșitul secolului al XIX-lea, a început o etapă modernă în dezvoltarea hidroenergiei. Dar utilizarea pe scară largă a resurselor de apă a început abia în secolul XX, sau mai bine zis, în anii treizeci, când apa a început să fie folosită de oameni pentru a genera energie electrică. În acest moment a început construcția de mari hidrocentrale pe lume.

Hidrocentrala a trecut printr-o cale de dezvoltare destul de lungă și interesantă și continuă să se dezvolte, oferind oamenilor noi oportunități. În această secțiune, vom urmări pas cu pas calea pe care hidrocentrala a făcut-o timp de mai multe secole, luând în considerare etapele și caracteristicile dezvoltării sale, de la roțile de apă folosite în epoca Antichității și Evul Mediu, până la hidrocentrale moderne apărute în secolul XX.

Hidroenergie antică și medievală

Moara de apă

Este dificil de spus când o persoană a început să folosească apa pentru energie. Cea mai veche mențiune despre astfel de procese datează din secolul al IV-lea î.Hr. În același timp, oamenii de știință sunt înclinați să creadă că utilizarea apei a avut loc în paralel în multe regiuni ale planetei. Apropo, arheologii au găsit dovezi că apa a fost exploatată pe teritoriul fostei Uniuni Sovietice: pe teritoriul Armeniei moderne și în bazinul râului Amu Darya.

Grecii antici foloseau o roată de apă pentru a facilita unele tipuri de muncă manuală grea. De exemplu, acest dispozitiv a măcinat cereale. Treptat, tehnologia s-a îmbunătățit, numărul roților de apă în țările europene a crescut constant. Deci, în secolul al XI-lea în Anglia și Franța, o moară reprezenta două sute cincizeci de oameni. Potrivit istoricilor, în jurul secolului al XIII-lea, mori de apă au apărut în Rusia medievală, sau mai bine zis, în regiunile sale de sud-vest și nord-est.

În timp, domeniul de aplicare al dispozitivelor a crescut. Fabricile de apă au asigurat funcționarea fabricilor de pânze și a pompelor, au participat la tăierea lemnului, au ajutat oamenii să producă bere și au fost utilizate în fabricile de ulei. Până în secolul al XVIII-lea, au fost folosite exclusiv roți de luptă inferioare. Mai târziu, au apărut roți de apă de mijloc-jos și de jos.

Hidrocentrala în secolul al XIX-lea

Turbina cu apa

Realizările secolelor anterioare nu mai puteau satisface nevoile omului în secolul al XIX-lea. Impulsul pentru dezvoltarea ulterioară a hidroenergiei a fost dat de invenția turbinelor de apă. Deși au fost făcute încercări de creare a unui mecanism mai avansat în comparație cu roata de apă. Așadar, în secolul al XVI-lea, în Urali, au folosit o roată de mare viteză cu un aranjament vertical de arbore. În astfel de mecanisme, apa a căzut pe lamele curbe ale roții dintr-un jgheab special.

Ulterior, turbinele cu apă curgătoare liberă au fost aranjate în mod similar. Dar o turbină cu apă cu drepturi depline a fost creată abia la începutul secolului al XIX-lea. Creația sa este meritul mai multor inventatori talentați. Unul dintre ei este cercetătorul rus I. Safonov, care în 1837 a instalat o turbină de apă proiectată de el pe râul Neiva. Doi ani mai târziu, Safonov și-a îmbunătățit propria invenție prin instalarea unei turbine ușor convertite la una dintre fabricile locale. În paralel cu Safonov, savantul francez Furneyron a lucrat la crearea de turbine cu apă. Dispozitivul pe care l-a inventat a fost introdus în 1834. Invențiile făcute de ambii oameni de știință au câștigat rapid popularitate, iar în următorii cincizeci de ani, au apărut o varietate dintr-o mare varietate de turbine.

Deja la sfârșitul secolului al XIX-lea, are loc un eveniment care va deschide de fapt stadiul modern din istoria hidroenergiei mondiale. În 1891, inginerul rus M.O. Dolivo-Dobrovolsky, care locuiește în Germania și a părăsit Rusia din cauza neseriozității sale politice, a ajuns în orașul Frankfurt pentru a participa la o expoziție electrică. Acolo trebuia să-și demonstreze invenția - un motor AC. Atunci, o astfel de atracție era în general nouă, dar autorul a decis să o suplimenteze cu o altă construcție.

Era o centrală hidroelectrică. În orășelul Lauffen, Dolivo-Dobrovolsky a instalat un generator de curent trifazat, care a fost rotit de o turbină cu apă de dimensiuni mici. Energia electrică generată a intrat în expoziție printr-o linie de transmisie. Lungimea sa a fost de 175 de kilometri. Astăzi nimeni nu este surprins de liniile cu o lungime de câteva mii de kilometri, dar în acele zile toate acestea au fost o senzație incontestabilă. Era centralei hidroelectrice a început.

Hidroelectricitatea în secolul XX

Centrala hidroelectrica Hoover SUA

În ciuda descoperirii Dolivo-Dobrovolsky, dezvoltarea ulterioară a hidroenergiei a fost încetinită de unii factori obiectivi. Construcția de hidrocentrale mari care ar fi cu adevărat eficiente s-a dovedit a fi mai complexă decât instalația experimentală prezentată în expoziție. Într-adevăr, pentru ca turbinele mari să se rotească, este necesară o alimentare semnificativă de apă.

La începutul secolului XX, o astfel de construcție părea destul de complicată. În primele două decenii ale noului secol, au fost construite doar câteva hidrocentrale. Dar acesta a fost doar începutul. Deja în anii treizeci au fost construite stații mari, de exemplu, hidroelectrică Hoover din Statele Unite, cu o capacitate de 1,3 Gigawatt.

Un alt punct culminant în istoria hidrocentralei americane a fost deschiderea Centralei Hidroelectrice Adams, situată pe Cascada Niagara. Capacitatea sa a ajuns la 37 MW. Lansarea unor astfel de centrale hidroenergetice a dus la creșterea consumului de energie în țările industrializate, ceea ce, la rândul său, a dat un impuls programelor de dezvoltare a potențialelor hidroenergetice.

Stația hidroelectrică Ust-Kamenogorsk

Până la începutul secolului XX, dezvoltarea hidroenergiei rusești a fost foarte lentă. Deci, în 1913, aproximativ cincizeci de mii de hidrocentrale funcționau pe teritoriul Imperiului Rus. Puterea lor totală era de aproximativ un milion de cai putere. În același timp, aproximativ șaptesprezece mii de unități au fost echipate cu turbine hidraulice.

Producția anuală totală de energie electrică la toate centralele hidroenergetice nu a depășit treizeci și cinci de milioane de kilowati pe oră cu o capacitate instalată de aproximativ 16 MW. În același timp, în multe țări europene, capacitatea totală a fost de aproximativ 12.000 MW. Situația s-a schimbat după Revoluția din octombrie. Noul guvern era conștient de importanța dezvoltării industriei.

Deja pe 13 iunie 1918, s-a decis începerea construcției centralei hidroelectrice Volkhov, care a devenit primul proiect al industriei hidroenergetice sovietice, iar capacitatea acesteia a fost de 58 MW. Deja în primii ani ai puterii sovietice, a fost elaborat un plan pentru electrificarea țării (GOELRO), care a fost aprobat la 22 decembrie 1920. Unul din capitolele planului a fost numit Electrificare și Energie în Apă. Acesta a menționat că utilizarea centralelor hidroelectrice ar putea fi benefică în cazul utilizării integrate.

Planul prevedea construirea unei centrale hidroelectrice cu o capacitate totală de 21.254 mii cai putere. În partea europeană a Rusiei, capacitatea totală a stațiilor va fi de 7394, în Turkestan - 3020, în Siberia - 10.840 mii cai putere. A fost planificată construirea a zece centrale hidroelectrice cu o capacitate totală de 640 MW.

Prima centrală hidroelectrică sovietică a fost centrala hidroelectrică Dnieper numită după Lenin în Zaporozhye. În 1921, Lenin a semnat decizia de a începe construcția, iar construcția în sine a fost începută în 1927. Prima unitate a fost lansată în 1932 și a reușit să atingă capacitatea de proiectare în 1939. S-a ridicat la 560 MW. În timpul construcției barajului, faimoasele repezi ale Niprului au fost inundate, ceea ce a făcut râul complet navigabil.

De câteva decenii, Uniunea Sovietică a devenit unul dintre liderii hidroenergiei mondiale. De exemplu, la începutul anilor șaptezeci, hidroenergia sovietică din punct de vedere al capacității instalate era pe locul doi doar la cele americane. Construcția de centrale hidroelectrice a fost efectuată pe râurile Volga, Kama, Don, Dnieper, Svir și alte mari râuri.

Acest lucru a făcut posibilă transformarea acestora în căi navigabile din partea europeană a țării, creșterea semnificativă a nivelului apei din râuri și, prin urmare, obținerea unui sistem de transport maritim integrat care conecta Mările Caspice, Negre, Azov, Baltice și Albe. Până la sfârșitul anilor șaptezeci ai secolului XX, au fost construite cele mai mari centrale hidroelectrice din lume. Este vorba despre Sayano-Shushenskaya și Krasnoyarskaya, situate pe râul Yenisei, Bratskaya și Ust-Ilim (râul Angara), Nurek (râul Vakhsh), Volzhskaya.

Hidrocentrala mondială în secolul XXI

La începutul secolului XXI, energia hidraulică furnizează până la șaizeci și trei la sută din energia regenerabilă a lumii. Aceasta reprezintă nouăsprezece la sută din toată energia electrică globală. Capacitatea hidroenergetică instalată este de 715 GW.

Țări precum Norvegia, Islanda și Canada sunt lideri în generarea de hidroenergie cetățenească. Cea mai activă construcție de hidrocentrale este China. Pentru această stare, hidroenergia este cea mai promițătoare sursă de energie și, evident, va deveni în curând principala. În plus, China este liderul mondial în ceea ce privește numărul de hidrocentrale mici.

Cele mai mari centrale hidroenergetice sunt situate în China (Sansya pe râul Yangtze, Brazilia (Itaipu pe râul Parana și Tukurui pe râul Tokantin), Venezuela (Guri pe râul Karoni). Industria hidroenergetică se dezvoltă și în Rusia. Astăzi, o sută două centrale hidroenergetice funcționează în Federația Rusă. .

Capacitatea totală a tuturor unităților hidroelectrice rusești care funcționează este de patruzeci și cinci de milioane de kilowati (acesta este al cincilea loc în lume). În același timp, ponderea centralelor hidroelectrice în totalul energiei ruse primite este de douăzeci și unu la sută. Și acest lucru nu este atât de mult, mai ales având în vedere faptul că Rusia se află pe locul doi în ceea ce privește potențialul economic al resurselor de apă (aproximativ 852 miliarde de kilowati pe oră). Dar aceste resurse sunt stăpânite doar cu douăzeci la sută.

Perspective hidroenergetice

Fără îndoială, furnizarea de energie este una dintre cele mai presante probleme ale omenirii. Rezervele mondiale de petrol și gaze scad rapid, iar ziua nu este departe de a fi complet epuizată. Toată lumea înțelege acest lucru și, prin urmare, în fiecare an, un număr tot mai mare de specialiști explorează posibilitățile înlocuirii lor echivalente. Astăzi, există mai multe domenii de energie alternativă: utilizarea energiei solare și eoliene, a bioenergiei, a energiei geotermale.

Fiecare dintre aceste zone are anumite avantaje și dezavantaje. Prin urmare, este necesar să se decidă: care sursă de energie alternativă este cea mai potrivită pentru a răspunde nevoilor omenirii și, în același timp, provoacă daune minime naturii.

Potențial global hidroenergetic

Potențialul hidroenergetic poate fi determinat prin însumarea tuturor fluxurilor de râuri existente pe planetă. Calculele au arătat că potențialul global este egal cu cincizeci de miliarde de kilowati pe an. Dar această cifră foarte impresionantă reprezintă doar un sfert din cantitatea de precipitații care cade anual în întreaga lume.

Ținând cont de condițiile fiecărei regiuni și de starea râurilor mondiale, potențialul real al resurselor de apă este de la două până la trei miliarde de kilowati. Aceste cifre corespund unei producții energetice anuale de 10.000 - 20.000 miliarde de kilowati pe oră (sunt furnizate datele ONU).

Pentru a realiza potențialul hidroenergetic exprimat de aceste cifre, datele obținute ar trebui comparate cu performanțele centralelor termice de petrol. Pentru a primi o astfel de cantitate de energie electrică, stațiile de petrol ar avea nevoie de aproximativ patruzeci de milioane de barili de petrol în fiecare zi.

În același timp, întrebarea nu își pierde relevanța: ce proporție din această bogăție naturală își poate permite omenirea să folosească? Pentru a răspunde la această întrebare, este necesară prezentarea posibilelor consecințe asupra mediului în funcționarea centralelor hidroelectrice.

Principalele avantaje și dezavantaje

Principalele avantaje ale hidroenergiei sunt evidente. Desigur, principalul avantaj al resurselor de apă este reînnoirea lor: furnizarea de apă este practic inepuizabilă. În același timp, resursele de apă sunt semnificativ înaintea altor tipuri de surse de energie regenerabile în dezvoltare și sunt capabile să furnizeze energie orașelor mari și regiunilor întregi.

În plus, utilizarea acestei surse de energie poate fi destul de simplă, așa cum o demonstrează istoria lungă a hidroenergiei. De exemplu, generatoarele hidroenergetice pot fi pornite sau oprite în funcție de consumul de energie. Costul construirii hidrocentrale este destul de mic.

În același timp, problema impactului hidroenergiei asupra mediului este destul de controversată. Pe de o parte, exploatarea centralelor hidroelectrice nu duce la poluarea naturii cu substanțe dăunătoare.

În același timp, formarea rezervoarelor necesită inundarea unor suprafețe mari, adesea fertile, iar acest lucru devine cauza modificărilor negative ale naturii. De exemplu, barajele blochează adesea calea către terenurile de depunere a peștilor, dar, în același timp, datorită acestui fapt, numărul peștilor din rezervoare crește semnificativ și se dezvoltă pescuitul.

Aspecte de mediu ale utilizării hidroenergiei

Fără îndoială, în viitor, energia hidroenergetică nu ar trebui să aibă un impact negativ asupra mediului sau să-l minimizeze. În acest caz, este necesară maximizarea utilizării resurselor de apă.

Mulți experți înțeleg acest lucru și, prin urmare, problema păstrării mediului natural în timpul construcției active de construcții hidraulice este mai relevantă ca niciodată. În prezent, o previziune exactă a posibilelor consecințe ale construcției structurilor hidraulice este deosebit de importantă. El trebuie să răspundă la multe întrebări referitoare la posibilitatea atenuării și depășirii situațiilor nedorite de mediu care pot apărea în timpul construcției. În plus, este necesară o evaluare comparativă a performanței de mediu a viitoarelor lucrări de apă. Este adevărat, punerea în aplicare a unor astfel de planuri este încă departe.

. Puteți ajuta proiectul corectând și completându-l.

Plan:

1 caracteristici
2 Principiul muncii
3 Hidrocentrale în lume
- 3.1 Cele mai mari hidrocentrale din lume
4 Centrale hidroelectrice din Rusia
- 4.1 Cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia
- 4.2 Alte centrale hidroelectrice din Rusia
- 4.3 Contextul dezvoltării ingineriei hidraulice în Rusia
5 beneficii
6 dezavantaje
7 Cele mai mari accidente și incidente

introducere

Una dintre cele mai mari hidrocentrale rusești din punct de vedere al generației este Bratsk.

Barajul Cerron Grande din El Salvador, concavă pentru a crește rezistența corpului barajului

Centrala hidroelectrica (HPP) - O centrală electrică care utilizează energia unui flux de apă ca sursă de energie. Centralele hidroelectrice sunt de obicei construite pe râuri, construind baraje și rezervoare.

O producție eficientă de energie electrică la centralele hidroelectrice necesită doi factori principali: disponibilitatea garantată a apei pe tot parcursul anului și, probabil, pante fluviale mari;

1. Caracteristici

Costul energiei electrice la hidrocentrale rusești este de peste două ori mai mic decât la centralele termice.
Turbinele HPP permit funcționarea în toate modurile de la zero la puteri maxime și vă permit să schimbați rapid puterea, dacă este necesar, acționând ca un regulator de generare a energiei electrice.
Fluxul râurilor este o sursă regenerabilă de energie.
Centrala hidroelectrică nu are un efect nociv asupra mediului.
Construcția centralelor hidroenergetice este de obicei mai intensivă în capital decât centralele termice.
Adesea, hidrocentrale eficiente sunt mai îndepărtate de consumatori decât centralele termice.
Rezervoarele ocupă adesea suprafețe mari, dar începând cu anul 1963, au început să fie utilizate structuri de protecție (Centrala Hidroelectrică din Kiev), care a limitat zona rezervorului și, ca urmare, a limitat suprafața inundată (câmpuri, pajiști, sate).
Barajurile schimbă adesea natura pescuitului, deoarece blochează calea către terenurile de depunere a peștilor migratori, dar deseori favorizează creșterea stocurilor de pește în rezervorul propriu-zis și punerea în aplicare a pisciculturii.
Rezervoarele hidroelectrice, pe de o parte, îmbunătățesc transportul, dar, pe de altă parte, necesită utilizarea de încuietori pentru transferul navelor dintr-un bazin în altul.
Rezervoarele fac clima mai temperată.

2. Principiul muncii

Diagrama barajului hidroelectric

Principiul funcționării unei centrale hidroenergetice este destul de simplu. Un lanț de structuri hidraulice asigură presiunea necesară a apei care curge pe palele unei turbine hidraulice, care conduce generatoare care generează electricitate.

Stațiile hidroelectrice sunt împărțite în funcție de putere generată:

puternic - generează de la 25 MW și mai mult;
mediu - până la 25 MW;
centrale hidroelectrice mici - până la 5 MW.

Puterea unei centrale hidroenergetice depinde de presiunea și debitul apei, precum și de eficiența turbinelor și generatoarelor utilizate. Datorită faptului că, în conformitate cu legile naturale, nivelul apei este în continuă schimbare, în funcție de anotimp și, de asemenea, din mai multe motive, se obișnuiește să se ia puterea ciclică ca expresie a puterii unei stații hidroelectrice. De exemplu, se poate distinge între ciclurile anuale, lunare, săptămânale sau zilnice ale unei centrale hidroelectrice.

O mică centrală hidroenergetică tipică regiunilor muntoase din China (Houzibao HPP, județul Xinshan, județul Yichang, provincia Hubei). Apa provine din munte printr-o conductă neagră

Centralele hidroelectrice sunt, de asemenea, împărțite în funcție de utilizarea maximă. presiunea apei:

presiune înaltă - mai mult de 60 m;
presiune medie - de la 25 m;
presiune joasă - de la 3 la 25 m.

În funcție de presiunea apei, în centralele hidroelectrice sunt utilizate diferite tipuri de turbine. Pentru turbine de înaltă presiune - cupă și axă radială cu camere în spirală metalică. La centralele hidroenergetice de presiune medie, se instalează palete rotative și turbine axiale radiale, la hidrocentrale de joasă presiune, turbinele cu palete rotative sunt instalate în camere de beton armat. Principiul de funcționare a tuturor tipurilor de turbine este similar - apa sub presiune (presiunea apei) intră în paletele turbinei, care încep să se rotească. Energia mecanică este astfel transmisă unui hidrogenerator, care generează energie electrică. Turbinele se disting prin câteva caracteristici tehnice, precum și camere - oțel sau beton armat și sunt proiectate pentru diferite capete de apă.

Stațiile hidroelectrice sunt, de asemenea, împărțite în funcție de de principiu utilizarea resurselor naturale și, în consecință, concentrația rezultată de apă. Următoarele centrale hidroelectrice pot fi diferențiate aici:

centralele hidroelectrice cu albi și baraj. Acestea sunt cele mai frecvente tipuri de stații hidroelectrice. Presiunea apei din ele este creată prin instalarea unui baraj care blochează complet râul sau prin ridicarea nivelului apei din acesta la nivelul necesar. Astfel de centrale hidroelectrice sunt construite pe râuri de câmpie cu apă mare, precum și pe râuri de munte, în locuri în care albia râului este mai îngustă, mai comprimată.
centrală hidroelectrică de baraj. Construit cu capete de apă mai înalte. În acest caz, râul este complet blocat de baraj, iar clădirea hidroelectrică în sine este situată în spatele barajului, în partea sa inferioară. În acest caz, apa este furnizată turbinelor prin tuneluri cu presiune specială și nu direct, ca în centralele hidroelectrice de canal.
centrale hidroelectrice derivative. Astfel de centrale sunt construite în locuri unde panta râului este mare. Concentrația necesară de apă în acest tip de centrale hidroelectrice este creată prin derivare. Apa este evacuată din canalul râului prin sisteme speciale de drenare. Acestea din urmă sunt îndreptate, iar panta lor este mult mai mică decât panta medie a râului. Drept urmare, apa este furnizată direct clădirii hidrocentrale. Centralele hidroelectrice derivate pot fi de diferite tipuri - fără presiune sau cu derivare de presiune. În cazul derivării sub presiune, conducta de apă este așezată cu o pantă longitudinală mare. În alt caz, la începutul derivării, se creează un baraj mai mare pe râu și se creează un rezervor - această schemă se mai numește derivare mixtă, deoarece ambele metode sunt utilizate pentru a crea concentrația de apă necesară.
centrale electrice de depozitare pompate Astfel de PSPPs sunt capabile să acumuleze electricitatea generată și să o pună în funcțiune în momentele încărcărilor de vârf. Principiul funcționării unor astfel de centrale este următorul: în anumite perioade (nu la sarcină maximă), unitățile PSP funcționează ca pompe din surse externe de energie și pompează apa în bazine superioare echipate special. Când apare o nevoie, apa din ele intră în conducta de presiune și conduce turbinele.

Structura stațiilor hidroelectrice, în funcție de scopul lor, poate include, de asemenea, structuri suplimentare, cum ar fi încuietori sau ascensoare de nave, care facilitează navigarea prin rezervor, trecerea peștilor, instalațiile de alimentare cu apă folosite pentru irigații și multe altele.

Valoarea unei stații hidroelectrice este aceea că utilizează resurse naturale regenerabile pentru a produce energie electrică. Datorită faptului că nu este nevoie de combustibil suplimentar pentru centralele hidroelectrice, costul final al energiei electrice generate este mult mai mic decât atunci când se utilizează alte tipuri de centrale.

3. Hidrocentrala în lume

Pentru 2006, energia hidroenergetică furnizează până la 88% din energia regenerabilă și până la 20% din întreaga energie electrică din lume; capacitatea hidroenergetică instalată ajunge la 777 GW.

Liderul absolut în producția de energie electrică pe cap de locuitor este Islanda. În plus, acest indicator este cel mai mare din Norvegia (ponderea centralelor hidroelectrice din generația totală este de 98%), Canada și Suedia. În Paraguay, 100% din energia produsă este generată de centralele hidroelectrice.

Cea mai activă hidro-construcție de la începutul anilor 2000 a fost realizată de China, pentru care hidroenergia este principala sursă potențială de energie. În această țară se găsesc până la jumătate din micile hidrocentrale din lume, precum și cea mai mare stație hidroelectrică din trei Trei Chei de pe râul Yangtze și cea mai mare cascadă de hidrocentrale în construcție. Un consorțiu internațional pe râul Congo din Republica Democrată Congo (fostul Zaire) este prevăzut pentru o construcție de o stație hidroelectrică Grand Inga, cu o capacitate de 39 GW.

Pentru 2008, cele mai mari țări din domeniul hidroenergiei (inclusiv procesarea PSP) în termeni absoluti sunt următoarele țări:

3.1. Cele mai mari hidrocentrale din lume

4. Centralele hidroelectrice din Rusia

Începând cu 2009, Rusia are 15 centrale hidroelectrice de peste 1000 MW (funcționează, în construcție sau în construcții înghețate) și mai mult de o sută de centrale hidroelectrice cu o capacitate mai mică.

4.1. Cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia

nume	Cai putere GW	Media anuală generație, miliard de kWh	Proprietarul	geografie
Centrala hidroelectrica Sayano-Shushenskaya	2.56 (6.40) [d 1]	23.50 [soare 1]	JSC RusHydro	p. Yenisei, Sayanogorsk
Stația hidroelectrică Krasnoyarsk	6,00	20,40	Centrala Hidroelectrica OJSC Krasnoyarsk	p. Yenisei, Divnogorsk
Stația hidroelectrică din Bratsk	4,52	22,60	OJSC Irkutskenergo, RFBR	p. Angara, Bratsk
Ust-Ilim HPP	3,84	21,70	OJSC Irkutskenergo, RFBR	p. Angara, Ust-Ilimsk
Centrală Hidroelectrică Boguchanskaya [SN 2]	3,00	17,60	Boguchanskaya HPP OJSC, RusHydro OJSC	p. Angara, Kodinsk
Centrala hidroelectrica Volzhskaya	2,58	12,30	JSC RusHydro	p. Volga, Volzhsky
Stația hidroelectrică Zhigulevskaya	2,32	10,50	JSC RusHydro	p. Volga, Zhigulevsk
Stația hidroelectrică Bureyskaya	2,01	7,10	JSC RusHydro	p. Bureya, poz. Talakan
Stația hidroelectrică Cheboksary	1,40 (0,8) [sn 3]	3,31 (2,2) [sn 3]	JSC RusHydro	p. Volga, Novocheboksarsk
Stația hidroelectrică Săratov	1,36	5,7	JSC RusHydro	p. Volga, Balakovo
Stația hidroelectrică Zeya	1,33	4,91	JSC RusHydro	p. Zeya, Zeya
Stația hidroelectrică Nizhnekamsk	1,25 (0,45) [sn 3]	2,67 (1,8) [sn 3]	OJSC "Compania generatoare", OJSC "Tatenergo"	p. Kama, Naberezhnye Chelny
PSP din Zagorsk	1,20	1,95	JSC RusHydro	p. Kunya, poz. Bogorodskoe
Stația hidroelectrică Votkinsk	1,02	2,60	JSC RusHydro	p. Kama, Ceaikovski
Centrala hidrocentrala Chirkey	1,00	2,47	JSC RusHydro	p. Sulak, p. Dubki

Comentarii:

1 2 Se restabilește după accident (2009), valoarea pre-accident este indicată între paranteze.
Obiecte în construcție.
1 2 3 4 Capacitatea și puterea la nivelul de proiectare a rezervorului; în prezent, puterea și ieșirea efectivă sunt mult mai mici, prezentate între paranteze.

4.2. Alte centrale hidroelectrice din Rusia

4.3. Contextul dezvoltării ingineriei hidraulice în Rusia

Prima fază a construcției hidrocentrale:

În perioada sovietică de dezvoltare a energiei, s-a pus accentul pe rolul special al planului economic național unificat pentru electrificarea țării - GOELRO, care a fost aprobat la 22 decembrie 1920. Această zi a fost declarată sărbătoare profesională în URSS - Ziua Inginerului Energetic. Capitolul despre hidroenergetică a fost numit „Electrificare și energie a apei”. Acesta a indicat că centralele hidroelectrice pot fi avantajoase din punct de vedere economic, în principal în cazul utilizării integrate: pentru a genera energie electrică, pentru a îmbunătăți condițiile de transport sau pentru recuperarea terenurilor. S-a presupus că în termen de 10-15 ani este posibilă construirea de hidrocentrale în țară cu o capacitate totală de 21.254 mii cai putere (aproximativ 15 milioane kW), inclusiv în partea europeană a Rusiei cu o capacitate de 7394, în Turkestan - 3020, în Siberia - 10 840 mii CP În următorii 10 ani, a fost planificată construirea unei centrale hidroelectrice cu o capacitate de 950 mii kW, dar ulterior a fost planificată construirea a zece centrale hidroelectrice cu o capacitate totală de lucru din primele faze de 535 mii kW.

Deși cu un an mai devreme, în 1919, Consiliul Muncii și Apărării a recunoscut construcția hidrocentralei Volkhov și Svir ca obiecte de importanță de apărare. În același an, au început pregătirile pentru construcția hidrocentralei Volkhov, prima dintre centralele hidroelectrice construite în conformitate cu planul GOELRO.

Cu toate acestea, chiar înainte de începerea construcției hidrocentralei Volkhov, Rusia a avut o experiență destul de bogată în construcții hidro industriale, în principal de către companii private și concesii. Informațiile despre aceste centrale hidroelectrice construite în Rusia în ultimul deceniu al secolului al XIX-lea și în primii 20 de ani ai secolului XX sunt destul de fragmentate, contradictorii și necesită cercetări istorice speciale.

Este considerat cel mai de încredere că prima centrală hidroelectrică din Rusia a fost stația hidroelectrică Berezovskaya (Zyryanovskaya), construită în Rudny Altai pe râul Berezovka (afluent al râului Bukhtarma) în 1892. Era o turbină cu patru turbine, cu o capacitate totală de 200 kW și avea scopul de a furniza electricitate pentru scurgerea minelor de la mina Zyryanovsky.

Centrala hidroelectrică Nygrinsk, care a apărut în provincia Irkutsk de pe râul Nygri (afluent al râului Vachi) în 1896, susține că este și prima. Echipamentele electrice ale stației erau compuse din două turbine cu un arbore orizontal comun care rotea trei dinamos - mașini cu o capacitate de 100 kW fiecare. Tensiunea primară a fost transformată de patru transformatoare de curent trifazate până la 10 kV și transmise prin două linii de înaltă tensiune către minele vecine. Acestea au fost primele linii electrice de înaltă tensiune din Rusia. O linie (lungă de 9 km) a fost parcursă cu șarcul până la mina Negadannoy, cealaltă (14 km) - pe valea Nygri până la gura cheii Sukhoi Log, unde a funcționat mina Ivanovsky în acei ani. La mine, tensiunea a fost transformată în 220 V. Datorită energiei electrice a hidrocentralei Nygry, au fost instalate ascensoare electrice în mine. În plus, calea ferată a minei a fost electrificată, care a fost utilizată pentru a exporta roca reziduală, care a devenit prima cale ferată electrificată din Rusia.

5. Beneficii

utilizarea energiei regenerabile.
electricitate foarte ieftină.
munca nu este însoțită de emisii nocive în atmosferă.
ieșire rapidă (în raport cu TPP / TPP) la modul de ieșire a puterii de operare după pornirea stației.

6. Dezavantaje

inundații de teren arabil.
construcția se realizează acolo unde există rezerve mari de energie de apă.
pe râurile de munte sunt periculoase datorită seismicității mari a zonelor.

7. Cele mai mari accidente și incidente

Cel mai mare accident din istoria hidrocentralei este descoperirea barajului din rezervorul chinez Bankyao, în 1975. Numărul de morți peste 170.000 de oameni, 11 milioane au fost răniți.
17 mai 1943 - trupele britanice au explodat barajele Chastise de pe râurile Möne (rezervorul Möneseee) și Eder (rezervorul Edersee), soldând cu moartea a 1.268 de persoane, inclusiv aproximativ 700 de prizonieri sovietici de război.
9 octombrie 1963 - unul dintre cele mai mari accidente hidraulice pe Barajul Wyont din nordul Italiei.
În noaptea de 11 februarie 2005, în provincia Balochistan, în sud-vestul Pakistanului, din cauza ploilor abundente, a avut loc o descoperire a barajului hidroelectric de 150 de metri în apropierea orașului Pasni. Drept urmare, mai multe sate au fost inundate, peste 135 de persoane au fost ucise.
Pe 5 octombrie 2007, pe râul Chu din provincia vietnameză Thanh Hoa, după o creștere accentuată a nivelului apei, bara hidrocentralei Kyadat aflată în construcție a traversat. În zona inundațiilor erau aproximativ 5 mii de case, 35 de persoane au fost ucise.
17 august 2009 - accident major la hidrocentrala Sayano-Shushenskaya (hidrocentrală Sayano-Shushenskaya - cea mai puternică centrală din Rusia). În urma accidentului, 75 de persoane au murit, echipamentele și spațiile din stație au fost grav avariate.

notițe

Interviu cu profesorul Dmitry Selyutin. 22.08.2009, VESTI - www.youtube.com/watch?v\u003dy6Vw0wTt1Iw
Stație hidroelectrică
T.M. L "état paufine l" ouverture des barrages à la concurrence - www.lesechos.fr/info/energie/020239999544.htm // Les échos. - Paris: 27/11/2009. - Nr. 20561. - S. 21.
„Industria energiei electrice. Constructorii Rusiei. Secolul XX " M.: Master, 2003.S. 193. ISBN 5-9207-0002-5
Pe baza materialelor Comisiei GOELRO
HPP Berezovskaya - syrjanowsk.narod.ru/html/beresowskajages.html
Industria energiei din regiunea Irkutsk. Ziarul „Știința în Siberia” nr. 3-4 (2139-2140) 23 ianuarie 1998 - www-sbras.nsc.ru/HBC/hbc.phtml?26 170 1
HPP ca armă - Tehnologii: Hi-Tech / infox.ru - www.infox.ru/hi-tech/tech/2009/08/21/Krupnyeyshiye_GES.phtml

descărcare
Acest eseu se bazează pe un articol din Wikipedia rusă. Sincronizare finalizată pe 07/09/11 16:21:30
Rezumate similare: Centrala hidroelectrică mică.