Гидроэнергетика и ее развитие

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Вступление

1. Гидроэнергетика

2. Классификация ГЭС по мощности (в табл.)

3. Размещение ГЭС

Вступление

Человек ещё в глубокой древности обратил внимание на реки как на доступный источник энергии. Для использования этой энергии научились строить водяные колёса, которые вращала вода; этими колёсами приводились в движение мельничные постава и др. установки. Водяная мельница является примером древнейшей гидроэнергетические установки, сохранившейся во многих местах до нашего времени почти в первобытном виде. До изобретения паровой машины водная энергия была основной двигательной силой на производстве. По мере совершенствования водяных колёс увеличивалась мощность гидравлических установок, приводящих в движение станки, молоты, воздуходувные устройства и т. п. Об использовании водной энергии на территории СССР свидетельствуют материалы археологических исследований, в частности проведённых на территории Армении и в бассейне р. Амударья. В 17 в. в России единственной энергетической базой развивавшегося мануфактурного производства были водяные колёса. Замечательные успехи в строительстве вододействующих или гидросиловых установок в России были достигнуты в 18 в. в горнорудной промышленности на Урале и Алтае. Гидросиловые установки были неотъемлемой частью металлургического, лесопильного, бумажного, ткацкого и др. производств. К концу 18 в. в России было уже около 3000 мануфактур, использовавших водную энергию рек. Были созданы уникальные для того времени гидросиловые установки. Например, в 1765 водный мастер К.Д. Фролов соорудил на р. Корбалиха (Алтай) гидросиловую установку, в которой вода подводилась к рабочему колесу по специальному каналу. Образовавшийся перепад между каналом и рекой использовался в установке для вращения водяного колеса, которое при помощи системы остроумно осуществленных передач приводило в движение группу машин, в том числе предложенный К.Д. Фроловым внутризаводской транспорт в виде системы вагонеток. В 1787 К.Д. Фролов завершил строительство деривационной четырехступенчатой подземной гидросиловой установки на р. Змеевка, не имевшей себе равных как по схеме, так и по масштабу и уровню технического исполнения. Самые мощные водяные колёса диаметром 9,5 м, шир. 7,5 м были установлены в конце 18 в. в России на р. Нарова для Кренгольмской мануфактуры. При напоре 5 м они развивали мощность до 500 л. с. С появлением паровой машины примитивные вододействующие установки начали утрачивать своё значение. Для того чтобы конкурировать с паровой машиной, необходимо было иметь более совершенные двигатели, чем громоздкие и сравнительно маломощные водяные колёса. В 1-й половине 19 в. была изобретена гидротурбина, открывшая новые возможности перед Г. С изобретением электрической машины и способа передачи электроэнергии на значительные расстояния Г. приобрела новое значение уже как направление электроэнергетики; началось освоение водной энергии путём преобразования её в электрическую на гидроэлектрических станциях (ГЭС).

В царской России к 1913 насчитывалось около 50 тыс. гидросиловых установок общей мощностью почти 1 млн. л. с.; из них около 17 тыс. были оборудованы гидротурбинами. Суммарная годовая выработка электроэнергии на всех ГЭС не превышала 35 млн. квт /ч при установленной мощности около 16 Мвт.

О крайней отсталости царской России в развитии Г. свидетельствует тот факт, что в 1913 в др. странах общая мощность действующих ГЭС достигла 12000 Мвт, причём были построены такие крупные электростанции, как, например, ГЭС Адамс на Ниагарском водопаде (США) мощностью 37 Мвт. Только после Великой Октябрьской социалистической революции началось широкое освоение гидроэнергетических ресурсов страны. 13 июня 1918 СНК принял решение о строительстве Волховской ГЭС мощностью 58 Мвт - первенца советской Г. В 1920 по указанию и при непосредственном участии В.И. Ленина был составлен план электрификации России - план ГОЭЛРО. В нём предусматривалось сооружение 10 ГЭС общей установленной мощностью 640 Мвт. В 1927 начато строительство самой крупной для того времени гидростанции в Европе-- Днепровской ГЭС мощностью 560 Мвт; с её пуском в 1932 СССР в строительстве гидростанций достиг уровня наиболее развитых стран мира. За 1917--70 Советский Союз стал одной из ведущих стран в области Г.: по установленной мощности гидроэлектростанций в 1970 СССР уступал только США. По запасам же гидроэнергии Советский Союз значительно превосходил все страны мира. Гидроэнергетический потенциал крупных и средних рек в СССР был равен 3338 млрд. кВт/ч, в том числе на реках Европейской территории Союза и Кавказа - 588 млрд. кВт/ч (или 17,6%) и на территории Азиатского материка - 2750 млрд. кВт/ч (или 82,4%).

1. Гидроэнергетика

Это использование энергии естественного движения, т.е. течения, водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. В наши дни практически вся механическая энергия, создаваемая гидравлическими турбинами, преобразуется в электроэнергию

Гидроэлектрическая станция, гидроэлектростанция (ГЭС), комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.

По установленной мощности (в Мвт) различают ГЭС мощные (свыше 250), средние (до 25) и малые (до 5). Мощность ГЭС зависит от напора разности уровней верхнего и нижнего бьефа, расхода воды, используемого в гидротурбинах, и КПД гидроагрегата. По ряду причин (вследствие, например, сезонных изменений уровня воды в водоёмах, непостоянства нагрузки энергосистемы, ремонта гидроагрегатов или гидротехнических сооружений и т.п.) напор и расход воды непрерывно меняются, а кроме того, меняется расход при регулировании мощности ГЭС. Различают годичный, недельный и суточный циклы режима работы ГЭС.

По максимально используемому напору ГЭС делятся на высоконапорные (более 60 м), средненапорные (от 25 до 60 м) и низконапорные (от 3 до 25 м). На равнинных реках напоры редко превышают 100 м, в горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м и более, а с помощью деривации - до 1500 м. Подразделение ГЭС по используемому напору имеет приблизительный, условный характер.

По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные с напорной и безнапорной деривацией, смешанные, гидроаккумулирующие и приливные. В русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах.

В состав сооружений русловой ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения (рис. 1). Состав гидротехнических сооружений зависит от высоты напора и установленной мощности. У русловой ГЭС здание с размещенными в нём гидроагрегатами служит продолжением плотины и вместе с ней создаёт напорный фронт. При этом с одной стороны к зданию ГЭС примыкает верхний бьеф, а с другой - нижний бьеф. Подводящие спиральные камеры гидротурбин своими входными сечениями закладываются под уровнем верхнего бьефа, выходные же сечения отсасывающих труб погружены под уровнем нижнего бьефа.

Рис. 1. Разрез здания Волжской ГЭС: 1) водоприёмник; 2) камера турбины; 3) гидротурбина; 4) гидрогенератор; 5) отсасывающая труба; 6) распределительные устройства; 7) трансформатор; 8) портальные краны; 9) кран машинного зала; 10) донный водосброс; НПУ - нормальный подпорный уровень, м; УНБ - уровень нижнего бьефа, м.

В соответствии с назначением гидроузла в его состав могут входить судоходные шлюзы или судоподъёмник, рыбопропускные сооружения, водозаборные сооружения для ирригации и водоснабжения. В русловых ГЭС иногда единственным сооружением, пропускающим воду, является здание ГЭС. В этих случаях полезно используемая вода последовательно проходит входное сечение с мусорозадерживающими решётками, спиральную камеру, гидротурбину, отсасывающую трубу, а по специальным водоводам между соседними турбинными камерами производится сброс паводковых расходов реки. Для русловых ГЭС характерны напоры до 30--40 м; к простейшим русловым ГЭС относятся также ранее строившиеся сельские ГЭС небольшой мощности. На крупных равнинных реках основное русло перекрывается земляной плотиной, к которой примыкает бетонная водосливная плотина и сооружается здание ГЭС. Такая компоновка типична для многих отечественных ГЭС на больших равнинных реках. Волжская ГЭС им. 22-го съезда КПСС - наиболее крупная среди станций руслового типа.

При более высоких напорах оказывается нецелесообразным передавать на здание ГЭС гидростатическое давление воды. В этом случае применяется тип приплотинной ГЭС, у которой напорный фронт на всём протяжении перекрывается плотиной, а здание ГЭС располагается за плотиной, примыкает к нижнему бьефу (рис. 2). В состав гидравлической трассы между верхним и нижним бьефом ГЭС такого типа входят глубинный водоприёмник с мусорозадерживающей решёткой, турбинный водовод, спиральная камера, гидротурбина, отсасывающая труба. В качестве дополнительных сооружений в состав узла могут входить судоходные сооружения и рыбоходы, а также дополнительный водосброс. Примером подобного типа станций на многоводной реке служит Братская ГЭС на р. Ангара.

Рис. 2.

Иногда здание ГЭС размещают ближе к верхнему бьефу в подземной (подземная ГЭС) выемке. Такая компоновка целесообразна при наличии скальных оснований, особенно при земляных или набросных плотинах, имеющих значительную ширину. Сброс паводковых расходов производится через водосбросные туннели или через открытые береговые водосбросы.

В деривационных ГЭС концентрация падения реки создаётся посредством деривации; вода в начале используемого участка реки отводится из речного русла водоводом, с уклоном, значительно меньшим, чем средний уклон реки на этом участке и со спрямлением изгибов и поворотов русла. Конец деривации подводят к месту расположения здания ГЭС. Отработанная вода либо возвращается в реку, либо подводится к следующей деривационной ГЭС. Деривация выгодна тогда, когда уклон реки велик.

Деривационная схема концентрации напора в чистом виде (бесплотинный водозабор или с низкой водозаборной плотиной) на практике приводит к тому, что из реки забирается лишь небольшая часть её стока. В др. случаях в начале деривации на реке сооружается более высокая плотина и создаётся водохранилище: такая схема концентрации падения называется смешанной, т.к. используются оба принципа создания напора. Иногда, в зависимости от местных условий, здание ГЭС выгоднее располагать на некотором расстоянии от конца используемого участка реки вверх по течению; деривация разделяется по отношению к зданию ГЭС на подводящую и отводящую. В ряде случаев с помощью деривации производится переброска стока реки в соседнюю реку, имеющую более низкие отметки русла. Характерным примером является Ингурская ГЭС, где сток р. Ингури перебрасывается туннелем в соседнюю р. Эрисцкали (Кавказ).

Сооружения безнапорных деривационных ГЭС состоят из трёх основных групп: водозаборное сооружение, водоприёмная плотина и собственно деривация (канал, лоток, безнапорный туннель). Дополнительными сооружениями на ГЭС с безнапорной деривацией являются отстойники и бассейны суточного регулирования, напорные бассейны, холостые водосбросы и турбинные водоводы.

На ГЭС с напорной деривацией водовод (туннель, металлическая, деревянная или железобетонная труба) прокладывается с несколькими большим продольным уклоном, чем при безнапорной деривации. Применение напорной подводящей деривации обусловливается изменяемостью горизонта воды в верхнем бьефе, из-за чего в процессе эксплуатации изменяется и внутренний напор деривации. В состав сооружений ГЭС этого типа входят: плотина, водозаборный узел, деривация с напорным водоводом, станционный узел ГЭС с уравнительным резервуаром и турбинными водоводами, отводящая деривация в виде канала или туннеля (при подземной ГЭС).

ГЭС с напорной отводящей деривацией применяется в условиях значительных изменений уровня воды в реке в месте выхода отводящей деривации или по экономическим соображениям. В этом случае необходимо сооружение уравнительного резервуара (в начале отводящей деривации) для выравнивания неустановившегося потока воды в реке.

Особое место среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) и приливные электростанции (ПЭС). Сооружение ГАЭС обусловлено ростом потребности в пиковой мощности в крупных энергетических системах, что и определяет генераторную мощность, требующуюся для покрытия пиковых нагрузок. Способность ГАЭС аккумулировать энергию основана на том, что свободная в энергосистеме в некоторый период времени (провала графика потребности) электрическая энергия используется агрегатами ГАЭС, которые, работая в режиме насоса, нагнетают воду из водохранилища в верхний аккумулирующий бассейн. В период пиков нагрузки аккумулированная т. о. энергия возвращается в энергосистему (вода из верхнего бассейна поступает в напорный трубопровод и вращает гидроагрегаты, работающие в режиме генератора тока).

ПЭС преобразуют энергию морских приливов в электрическую. Электроэнергия приливных ГЭС в силу некоторых особенностей, связанных с периодическим характером приливов и отливов, может быть использована в энергосистемах лишь совместно с энергией регулирующих электростанций, которые восполняют провалы мощности приливных электростанций в течение суток или месяцев.

По характеру использования воды и условиям работы различают ГЭС на бытовом стоке без регулирования, с суточным, недельным, сезонным (годовым) и многолетним регулированием. Отдельные ГЭС или каскады ГЭС, как правило, работают в системе совместно с конденсационными электростанциями (КЭС), теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), атомными электростанциями (АЭС), газотурбинными установками (ГТУ), причём в зависимости от характера участия в покрытии графика нагрузки энергосистемы ГЭС могут быть базисными, полупиковыми и пиковыми.

Народнохозяйственное значение гидроэнергоресурсов огромно: на протяжении многих лет ГЭС являлись единственно возможным источником электроэнергии для многих районов страны. Во многих энергосистемах ГЭС составляют основу энергетики и несут почти всю основную нагрузку. Так, например, в Кольской энергосистеме число часов использования мощности ГЭС составляет свыше 5000, а ТЭС - менее 2000 в год. В объединённой энергосистеме Центральной Сибири число часов использования мощности ГЭС и тепловых электростанций почти одинаково (4200 и 4600 в год). В единой энергосистеме Европейской части страны число часов использования мощности ГЭС около 3000.

Важной экономической особенностью гидроэнергетических ресурсов является их вечная возобновляемость, не требующая в дальнейшем дополнительных капиталовложений. Электроэнергия, вырабатываемая на ГЭС, в среднем почти в 4 раза дешевле электроэнергии, получаемой от тепловых электростанций. Поэтому использованию гидроэнергетических ресурсов придаётся особое значение при размещении электроёмких производств. Отсутствие необходимости в топливе и более простая технология выработки электроэнергии приводят к тому, что затраты труда на единицу мощности на ГЭС почти в 10 раз меньше, чем на тепловых электростанциях (с учётом добычи топлива и его транспортирования). Высокая производительность труда на ГЭС является одной из основных её экономических особенностей и имеет важнейшее значение при решении задач энергетического строительства в малообжитых и особенно в удалённых районах Севера страны. ГЭС являются мобильными энергетическими установками, выгодно отличающимися от паротурбинных тепловых электростанций в области регулирования частоты, покрытия растущих пиковых нагрузок, маневрирования мощностью в период ночного снижения нагрузок и в роли аварийного резерва системы. Это особенно важно для энергосистем Европейской части РФ, где электропотребление в течение суток характеризуется большой неравномерностью.

ГЭС используют энергию водных потоков (гидроэнергоресурсы), которая зависит от количества протекающей воды и высоты её падения, поэтому выгоднее всего строить на реках с большим падением и расходом воды. Мощность крупнейших ГЭС больше, чем у ТЭС. Однако крупные ГЭС очень дороги и долго строятся (около 15 - 20 лет), требуют создания крупных водохранилищ. Вода из водохранилищ используется в промышленности, сельском хозяйстве, потребляется населением. Но водохранилища затапливают ценные земли, изменяют гидрологический режим и климат прилегающих территорий, затрудняют хозяйственные связи между берегами. Плотины преграждают путь естественным миграциям рыб. Вода, прошедшая через турбину гидроэлектростанции, становится "мёртвой", так как в ней погибают все микроорганизмы. Поэтому крупнейшие ГЭС целесообразно строить в малообжитых горных районах. Перспективно также создание небольших ГЭС на малых реках. На крупнейших реках России Ї Волге, Енисее, Ангаре Ї построены каскады ГЭС. Они позволяют полнее использовать гидроэнергетический и транспортный потенциал рек, создавать крупные запасы воды. Но одновременно создание каскадов снижает скорость течения воды, что способствует сильному загрязнению рек.

Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа.

2. Классификация ГЭС по мощности (в табл.)

Гидроэлектростанции свыше 1000 МВт

Гидроэлектростанции от 100 до 1000 МВт

Основными покaзaтелями, позволяющими оценить гидроэнергетический потенциaл регионов, являются водность рек и нaличие знaчительных перепaдов высот рельефa. Совокупность дaнных по объему стокa местных водотоков, крупных трaнзитных рек и aмплитуде рельефa является достaточной для aдеквaтной оценки потенциaльной энергетической мощности рaботы воды нa кaждой территории, если при этом не стaвить зaдaчи рaсчетa мегaвaтт потенциaльной мощности ГЭС (Рис.1.11).

Нaиболее знaчительными потенциaльными гидроэнергоресурсaми рaсполaгaют регионы средней и восточной Сибири, имеющие горный рельеф, множество мaлых и средних рек, a тaкже тaкие речные гигaнты, кaк Енисей, Aнгaрa, Ленa, Aмур. Нa остaльной территории стрaны по гидроэнергетическому потенциaлу выделяются горные республики Северного Кaвкaзa, зaпaдный мaкросклон Урaльского хребтa и Кольский полуостров. Минимaльным потенциaлом рaсполaгaют зaсушливые рaйоны югa России и рaвнин Зaпaдной Сибири.

Дaнные о производстве гидроэнергии нa душу трудоспособного нaселения соответствующего регионa приведены нa (Рис. 1.12). Гидроэнергетический потенциaл нa знaчительной чaсти территории стрaны не используется вообще. В регионaх Сибири лишь Aнгaрский и Енисейский кaскaды ГЭС позволяют использовaть чaсть потенциaлa нaиболее крупных рек. Нa остaльной территории Сибири использовaние свободной энергии движения воды имеет лишь точечный хaрaктер.

Нa европейской территории стрaны мaксимaльно возможное количество электроэнергии извлекaется в нижнем течении Волги, хотя потенциaл гидроэнергетики здесь не столь велик из-зa рaвнинного рельефa. В то же время больший по суммaрной мощности, но дисперсно рaспределенный потенциaл рек Кaвкaзa и зaпaдного Урaлa используется слaбее. Необходимо подчеркнуть, что энергодефицитное хозяйство Приморья вообще не имеет ГЭС, хотя этот регион рaсполaгaет большими гидроэнергоресурсaми. По-видимому это связaно с крaйним непостоянством режимa рек в условиях муссонного климaтa с регулярно проходящими тaйфунaми, что ведет к существенному удорожaнию строительствa в связи с проблемaми безопaсности. гидросиловой энергия водный

Плотность нaселения в рaвнинных рaйонaх обычно выше, чем в горных, поэтому зоны с высоким потенциaлом гидроресурсов и территории с нaибольшей численностью потенциaльных потребителей энергии рaзнесены в прострaнстве. Исключение состaвляет лишь Кaвкaз. Однaко, именно нa примере Кaвкaзa видно, что потенциaл мaлых и средних рек недоиспользуется дaже при столь редком сочетaнии блaгоприятных условий. Сейчaс не принципиaльно, что является тому причиной - технологическaя неэффективность создaния мaлых ГЭС, сейсмическaя опaсность или увлечение "стройкaми векa". Вaжно, что в стрaне не сложилось технологии проектировaния тaких стaнций, их строительствa, мaссового производствa необходимого оборудовaния и опытa локaльного решения энергетических проблем рaзвития отстaлых регионов.

Типичным примером непригодности нaкопленного при создaнии ГЭС-гигaнтов опытa явились гидроэнергетические проекты для слaбо рaзвитых Aлтaя (Кaтунскaя) и Эвенкии (Турухaнскaя). Нaконец, третья группa проблем связaнa с высокой, доходящей до опaсной интенсивностью использовaния гидроэнергопотенциaлa средней и нижней Волги. Несмотря нa геогрaфическую локaльность, этa проблемы вaжнa тем, что зaтрaгивaет зону проживaния огромных мaсс нaселения.

В гидроэнергетике рaзвитие ситуaции мaло зaвисит от сочетaний ресурсного потенциaлa и уровня его использовaния. Создaние новых ГЭС скорее будет зaвисеть от политико-экономической обстaновки и нaличия технических решений для мaлой гидроэнергетики. В этих условиях принципиaльной является роль госудaрствa, кaк крупнейшего зaкaзчикa и инвесторa при создaнии крупных ГЭС. В ближaйшие годы тaкой вaриaнт мaловероятен, но если он и будет рaзвивaться, то скорее всего нa Дaльнем Востоке, где склaдывaется устойчивый энергодефицит. Только госудaрству под силу экстенсивное освоение потенциaлa, имеющегося нa Дaльнем Востоке. Целесообрaзность крупного гидроэнергетического строительствa в этом регионе может быть опрaвдaнa лишь при крупной госудaрственной прогрaмме рaзвития Дaльневосточного рaйонa, кaк стрaтегического форпостa России в Aзиaтско-Тихоокеaнском регионе.

Горaздо больше шaнсов нa реaлизaцию имеют вaриaнты, связaнные с создaнием мaлых ГЭС. Решение технических проблем проектировaния, строительствa и оснaщения мaлых гидростaнций более вероятно в условиях сокрaщения роли госудaрствa в экономике и усиления крупных чaстных компaний и регионов. В тaкой общеполитической ситуaции рaзвитие мaлой гидроэнергетики возможно в густонaселенных регионaх, имеющих рaзвитой промышленный потенциaл (средний и южный Урaл) или высокую численность нaселения (Северный Кaвкaз).

Огромные гидроэнергетические ресурсы сосредоточены в Восточной Сибири, на р. Енисей, Ангара, Нижняя Тунгуска и др. Природные условия позволяют получать здесь в больших количествах особенно дешёвую электроэнергию на гигантских ГЭС, мощностью 4000--6000 (мвт) каждая. На базе этой дешёвой электроэнергии развивается электроёмкая промышленность. Г. содействовала развитию производительных сил северных районов Восточной Сибири. На долю Г. приходится примерно 19% от мощности всех электростанций и около 16% от выработки электроэнергии в целом по стране.

Крупнейшие ГЭС РФ.

Саяно-Шушенская ГЭС (им. П.С. Непорожнего) - на реке Енисей, в Хакасии, в посёлке Черемушки, возле города Саяногорска.

Является самой мощной гидроэлектростанцией (и вообще электростанцией) в России. Состав сооружений ГЭС:

· бетонная арочно-гравитационная плотина

· приплотинное здание ГЭС

· строящийся береговой водосброс

Мощность ГЭС - 6400 МВт, среднегодовая выработка 23,5 млрд кВт·ч. В 2006 году из-за крупного летнего паводка электростанция выработала 26,8 млрд кВт·ч электроэнергии. В здании ГЭС размещено 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 640 МВт, работающих при расчетном напоре 194 м. Максимальный статический напор на плотину - 220 м. Плотина ГЭС уникальна, аналогичный тип плотины в России имеет еще только одна ГЭС - Гергебильская, но она значительно меньше. Ниже Саяно-Шушенской ГЭС расположен её контррегулятор - Майнская ГЭС мощностью 321 МВт, организационно входящая в состав Саяно-Шушенской ГЭС. Плотина ГЭС образует крупное Саяно-Шушенское водохранилище полным объемом 31,34 куб. км (полезный объём - 15,34 куб. км) и площадью 621 кв. км. Постоянно обновляющаяся вода с пристанционной части гигантского резервуара по качеству превосходит ту, что выше водохранилища, - недаром форель, не терпящая загрязнённой воды, успешно живёт в форелевых хозяйствах вблизи ГЭС. При создании водохранилища было затоплено 35,6 тыс. га сельхозугодий и перенесено 2717 строений. В районе водохранилища расположен Саяно-Шушенский биосферный заповедник.

Красноярская ГЭС - на реке Енисей вблизи города Дивногорска Красноярского края.

Вторая по мощности ГЭС в России. Входит в Енисейский каскад ГЭС.

Красноярская ГЭС спроектирована институтом Ленгидропроект. Строительство ГЭС началось в 1956, закончилось в 1972. Первый блок Красноярской ГЭС был пущен 3 ноября 1967.

Состав сооружений ГЭС:

· гравитационная бетонная плотина

· приплотинное здание ГЭС

· ОРУ - 220 кВ

· ОРУ - 500 кВ

· Судоподъёмник

Мощность ГЭС - 6000 МВт. Среднегодовая выработка электроэнергии - 20,4 млрд кВт·ч. В здании ГЭС установлено 12 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 500 МВт, работающих при расчётном напоре 93 м. Гидроагрегаты в значительной степени изношены, проводится их реконструкция, рассчитанная до 2010 (к 2006 реконструировано 7 гидроагрегатов). Для пропуска судов сооружён единственный в России судоподъёмник. Плотина ГЭС образует крупное Красноярское водохранилище. Площадь водохранилища около 2000 кмІ, полный и полезный объём 73,3 и 30,4 кмі соответственно. Водохранилищем было затоплено 120 тыс. га сельскохозяйственных земель, в ходе строительства было перенесено 13750 строений.

Братская ГЭС - (им. 50 летия Великого Октября) - гидроэлектростанция на реке Ангара в Иркутской области, в городе Братск.

Одна из крупнейших и наиболее известных ГЭС России. Является второй, после Иркутской ГЭС, ступенью Ангарского каскада ГЭС.

Состав сооружений ГЭС:

· бетонная гравитационная плотина

· приплотинное здание ГЭС

· береговые бетонные плотины

· земляные - правобережная плотина

По гребню плотины проходит магистральная ж.-д. Тайшет - Лена, а ниже - шоссейная дорога. Судопропускных сооружений ГЭС не имеет, сквозное судоходство по Ангаре отсутствует. На перспективу предусмотрено сооружение судоподъёмника. Мощность ГЭС - 4500 МВт, среднегодовая выработка - 22,6 млрд кВт·ч (вторая в России ГЭС по выработке). В здании ГЭС установлено 18 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 250 МВт, работающих при рабочем напоре 106 м. Напорные сооружения длиной 5140 м образуют уникальное по размерам Братское водохранилище многолетнего регулирования. Существует проект увеличения мощности Братской ГЭС до 5000 МВт.

Экономическое значение: Благодаря уникальным и достаточно стабильным водным ресурсам Братская ГЭС играет незаменимую роль в обеспечении устойчивого и надёжного функционирования всей энергозоны Сибири. Благодаря ей работают сотни промышленных предприятий Сибири. Братская ГЭС стала основой Братского территориально-производственного комплекса. Большую часть электроэнергии станции (порядка 75 %) потребляет Братский алюминиевый завод. Для выдачи мощности и связи с энергообъектами от подстанции ГЭС отходит 5 ЛЭП-500 кВ и 20 ЛЭП-220 кВ.

Усть-Илимская ГЭС - на реке Ангара в Иркутской области, в городе Усть-Илимск. Является третьей ступенью Ангарского каскада ГЭС, после Иркутской и Братской ГЭС.

Строительство ГЭС началось в 1963, закончилось в 1980. Состав сооружений ГЭС:

· бетонная гравитационная плотина

· левобережная каменно-земляная плотина

· правобережная земляная (песчаная) плотина

· приплотинное здание ГЭС

По плотине ГЭС проложен автодорожный переход. Судопропускных сооружений ГЭС не имеет, в перспективе предусмотрено сооружение судоподъёмника. Мощность ГЭС - 3840 МВт, среднегодовая выработка - 21,7 млрд кВт·ч. В здании ГЭС установлено 16 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 240 МВт, работающих при рабочем напоре 90,7 м. Напорные сооружения ГЭС (длина напорного фронта 3,84 км) образуют крупное Усть-Илимское водохранилище площадью 1922 кв.км, полным объемом 58,9 куб.км. При создании водохранилища было затоплено 154,9 тыс.га земель, в том числе 31,8 тыс.га сельхозугодий. Было переселено 14,2 тыс.человек из 61 населенного пункта. Было вырублено 11,9 млн.куб.м леса.

Экономическое значение: Усть-Илимская ГЭС играет важную роль в обеспечении устойчивости энергосистемы Сибири. Значительную часть электроэнергии ГЭС потребляют алюминиевые и лесохимические производства. ГЭС стала базой для создания Усть-Илимского территориально-производственного комплекса.

Волжская ГЭС - (Сталинградская/Волгоградская ГЭС, им. XXII съезда КПСС) - на реке Волге в Волгоградской области, в городе Волжском. Крупнейшая гидроэлектростанция в Европе. Входит в Волжско-Камский каскад ГЭС.

Строительство ГЭС началось в 1950, закончилось в 1961. ГЭС является средненапорной гидроэлектростанцией руслового типа. Состав сооружений ГЭС:

· бетонная водосливная плотина

· земляная намывная плотина

· здание ГЭС совмещённого типа

· двухниточные двухкамерные судоходные шлюзы с аванпортом, низовым походным каналом и водосбросом;

· рыбоподъёмник;

По сооружениям ГЭС проложены железнодорожный и автомобильный переходы.

Мощность ГЭС - 2541 МВт, выработка в средний по водности год - 10,3 млрд. кВт·ч. В здании ГЭС установлены 23 поворотно-лопастных гидроагрегата, работающих при рабочем напоре 20 м - 22 агрегата мощностью по 115 МВт и агрегат рыбоподъемника мощностью 11 МВт. Оборудование ГЭС устарело, проводится его замена и модернизация. К августу 2007 модернизировано 10 гидроагрегатов - заменены турбины и электрооборудование. Полностью реконструкцию планируется завершить к 2015. Напорные сооружения ГЭС (длина напорного фронта 4,9 км) образуют крупное Волгоградское водохранилище.

Экономическое значение: Ввод в эксплуатацию Волжской ГЭС сыграл решающую роль в энергоснабжении Нижнего Поволжья и Донбасса и объединении между собой крупных энергосистем Центра, Поволжья, Юга. Экономический район Нижнего Поволжья также получил мощную энергетическую базу для дальнейшего развития народного хозяйства. Важную роль играет ГЭС и в создании глубоководного пути на всем протяжении Нижней Волги - от Саратова до Астрахани. Сооружения гидроузла использованы для устройства по ним постоянных железнодорожного и автодорожного переходов через Волгу. Они обеспечивают кратчайшую связь районов Поволжья между собой. Кроме своей основной функции - выработки электроэнергии - Волжская ГЭС создаёт возможность для орошения и обводнения больших массивов засушливых земель Заволжья.

Электроснабжение местных потребителей - "Волгоградэнерго" - осуществляется на напряжении 220 кВ. С объединённой энергосистемой Центра гидроэлектростанция связана двумя линиями электропередачи 500 кВ. На напряжении 800 кВ осуществляется связь с объединённой энергосистемой Юга. Управление, регулирование и контроль работы электромеханического оборудования гидростанции осуществляется автоматически с использованием средств телемеханики ближнего действия. Контроль и регулирование режима гидроэлектростанции могут выполняться телемеханически по линиям электропередачи с объединенного диспетчерского пункта из Москвы.

По величине гидроэнергетического потенциала, который может быть использован в энергетике, Россия занимает 2-е место после Китая Ї 850 млрд. кВтч в год. Но сейчас используется только на 19%. Подавляющая его часть сосредоточена в Восточной Сибири (более 50%) и на Дальнем Востоке (35%). В других странах уровень использования гидроэнергетического потенциала гораздо выше: во Франции - 90%, Германии, Швеции Ї 65-90%, США, Канаде, Бразилии Ї 45-65%, Китае, Индии Ї 20-45%.

Электроэнергия, вырабатываемая на ГЭС, в среднем почти в 4 раза дешевле электроэнергии, получаемой от тепловых электростанций. Поэтому использованию гидроэнергетических ресурсов придаётся особое значение при размещении электроёмких производств.

Размещено на Allbest.ru