Принципы работы мини-ГЭС и ее целесообразность внедрения на территории Российской Федерации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принципы работы мини-ГЭС и ее целесообразность внедрения на территории Российской Федерации

В данной работе рассмотрены перспективы установки мини - ГЭС на территории РФ, описаны плюсы и минусы внедрения мини - ГЭС. Произведен подсчет потенциалов возможной генерации по федеральным округам РФ.

На сегодняшний день получить разрешение в государственных организациях на перекрытие русла водоема, с целью увеличения уровня воды практически невозможно. Любой водоем на территории России, за исключением тех, которые находятся в пределах частных участков, принадлежит государству. Любые попытки внесения изменений в русло водоема без разрешения будет считаться - нарушением федерального закона.

Во многих развитых странах давно вводятся в эксплуатацию маломощные ГЭС. Установленная мощность мини - ГЭС в Китае в порядке - 46% от общей установленной мощности, в Австрии 1900 таких объектов эксплуатируются годовой мощностью около 4000 ГВт•ч, в Чешской Республике - 1400 станций, которые обеспечивают электроэнергией более миллиона домохозяйств.

Генерация электроэнергии мини - ГЭС ничем не отличается от их аналогов. Ее принцип основывается на вращении гидротурбины лопастями, которая в свою очередь, передает механическую работу ротору гидрогенератора, вырабатывающего электрический ток.

Характеристики турбины выше, чем у гидрогенератора, объединенных в один гидроагрегат. Тип гидротурбины определяется по высоте напора воды:

· выше 60 метров - используются ковшовые и радиально-осевые турбины;

· от 25 до 60 метров - мини - ГЭС оснащают поворотно-лопастными и радиально - осевыми турбинами;

· от 3 до 25 метров -работу осуществляют поворотно-лопастные модели.

Преимущества мини - ГЭС:

· генерация происходит от возобновляемого источника, который более стабильный чем ветер и солнечный свет;

· близость к конечному потребителю, энергетические потери на транспортировку минимальны;

· низкая стоимость электроэнергии;

· полное отсутствие выбросов в атмосферу, минимальное воздействие на водные бассейны;

· выход на максимальную мощность у мини - ГЭС занимает намного меньше времени в отличии от генераторов, которые работают на органическом топливе;

· в Северных районах мини - ГЭС могут обесечивать потребителей бесперебойно, т.к. у них нет зависимости от поставок органического топлива.

Минусы малых гидроэлектростанций:

· русла малых рек промерзают зимой и пересыхают летом;

· КПД мини - ГЭС напрямую зависит од напора водяного потока.

· строительство полноценной, небольшой гидроэлектростанции, способной снабжать загородный коттедж электрической энергией круглый год, обходится недешево.

На сегодняшний день существует несколько типов мини - ГЭС:

Бесплотинные мини - ГЭС.

Достоинство бесплотинных малых ГЭС заключается в дешевой и простой установке, она не требует согласования с государством. Из недостатков можно выделить: низкую производительность, необходимость в большом расстоянии между берегами реки и глубины более полуметра, повреждения при столкновении с плавающими объектами, невозможность использования зимой.

Гирляндная мини - ГЭС.

Крыльчатки пропеллеров изготавливают из 0,5-0,7 мм оцинковки и закрепляются на 15 мм стальном тросе. Трос закрепляется подшипниковым соединением на металлическом кронштейне на одном берегу, а на другом крепится к валу генераторного ротора. По расчетам, на реке со скоростью течением порядка 2,5 м/с каждый гидроагрегат будет производить от 1,5 до 2 кВт.

Недостатки гирляндной гидроэлектростанции заключается в высокой материалоемкость, невысоком КПД, а также создание препятствия для движения по реке.

Рукавная мини - ГЭС.

Приемущество данной мини - ГЭС заключается в возможности использования водоемов с узким протоком. В этом случае может быть задействован ручей с дебетом воды 50 л/с и перепадом высоты у русла более 5 метров. Забор воды осуществляется с помощью конусовидной трубы, широкий верх которой подведен к наиболее быстрой части течения, а в ее нижней части расположена гидротурбина.

Мини-ГЭС Н.И. Ленева.

Конструкция данной мини - ГЭС основана на 2 рядах, прямоугольных лопастей, каждая из них разделена на неравные части, большая из которых выступает обратно направлению потока воды. Данное смещение уменьшает турбулентность которое создается вокруг лопаток. Под воздействием водного потока цепи начинают вращаться, приводя в движение два вала, распложенных вертикально. Производительность мини-ГЭС Ленева составляет в порядке от 2 до 20 кВт.

На данный момент применение мини - ГЭС является наиболее перспективным подходом для снабжения удаленных участков России, где невыгодно строить ЛЭП по причине их высокой стоимости и большой протяженности. Было подсчитано, что энергетический потенциал мини - ГЭС в России превышает потенциал таких ВИЭ, как ветер, солнце и биомасса вместе взятых. Но не смотря на то что Россия, обладая таким громадным потенциалом, в настоящее время в силу ряда причин отстаёт от многих других стран в использовании данного ресурса.

Таблица 1

электроэнергия мощность атмосфера

В качестве основных факторов ускорения в развитии мини - ГЭС в России можно считать:

· аварии в энергосистеме страны;

· требования экологичности вырабатываемой энергии.

Также одним из перспективных направлений можно считать получение водного потенциала от городских очистных сооружений. Одним из таких объектов можно считать мини - ГЭС расположенной в 50 километрах от г. Томска. Мощность станции составляет 1 МВт•ч. Давление в водовороте составляет в порядке 9 атмосфер, которая достигается естественным образом, за счет перепада высот. Стоимость электроэнергии без учета транспортировкии - 1,1 руб за 1 кВт•ч. Станцию обслуживает один человек в смену.

Данный проект в нашей стране является уникальным для Сибири. На строительство мини - ГЭС было потрачено 2 года. Стоимость строительства - 36 млн. руб.

Вывод

Территория России охвачена меньше чем на половину сетями центрального электроснабжения, при этом доступ к электроэнергии отсутствует как на территории Сибири, так и в некоторых районах Урала. Отказ от дальнейшего строительства АЭС, привел к длительной паузе в планировании действий, направленных на обеспечение населенных пунктов электричеством. На данный момент у России имеется значительный потенциал в области малых ГЭС, но для его реализации необходима поддержка государства.

Список литературы

1.Бальзанников М.И., Елистратов В.В. Возобновляемые источники энергии. Аспекты комплексного использования. - Самара: Изд. СамГАСУ, 2008. - 187 с.

2.Малинин Н.К. «Теоретические основы гидроэнергетики». Изд. «Энергоатомиздат», Москва, 1985 год, - 312 с.

3.Кожевников Н. Н. "Устройство и эксплуатация оборудования гидроэлектростанций". Изд. "Высшая школа", 1985 г. - 200 с.

Размещено на Allbest.ru