Ангара - река уникальная. Именно здесь расположен крупнейший комплекс гидро-электростанций в России : в конце 2012 года была запущена Богучанская ГЭС , а выше по течению располагаются Иркутская, Братская и Усть-Илимская станции. Причем, руководство СССР планировало построить на Ангаре семь станций. Зачем так много и продолжится ли освоение Ангары энергетиками?
ПО ЗАДАНИЮ ВСНХ
Первая попытка разработки схемы использования водной мощи Ангары была предпринята в 1920 году. Известный инженер доктор технических наук Август Вельнер представил в госкомиссию по электрификации России доклад Водные силы Ангары и возможности их использования», где рассказывалось о каскаде ГЭС на Ангаре. Смелый по замыслу проект давал бы возможность создать рядом с источником дешевой энергии каскад из металлургических и химических заводов.
Более детальная проработка вопроса началась в 1930 году, когда при Высшем совете народного хозяйства появилось Управление по изучению Ангарской проблемы. В 1955 году была утверждена схема использования Ангары. Но Нижняя Ангара в ней не рассматривалась – последней ГЭС на реке планировалась Богучанская.
В конце 1956 года в 38 км от устья в русле Ангары геологи нашли Горевское свинцово-цинковое месторождение (до сих пор одно из крупнейших в мире). Руководство Государственного производственного Комитета по энергетике и электрификации СССР поручило Гидропроекту разработать схему строительства ГЭС в нижней части Ангары и среднего течения Енисея с учетом особенностей добычи полезных ископаемых. С тех пор вопрос защиты этого месторождения от затопления стал определяющим в разработке схем гидроэнергетического использования Нижней Ангары.
К 1964 году после сравнения нескольких вариантов выявился приоритетный – строительство Средне-Енисейской ГЭС на Енисее выше впадения Ангары, на объединенном стоке двух рек. Ангару при этом ниже впадения Тасеевой предлагалось перекрыть глухой плотиной, а воды реки перебросить по специально прорытому каналу в водохранилище Средне-Енисейской ГЭС в обход Горевского месторождения.
РАЗВАЛ СССР - КРЕСТ НА ПРОЕКТЕ
В 1975 году утверждается технико -экономическое обоснование Средне-Енисейской ГЭС мощностью более 7000 МВт. Станцию предлагалось строить в две очереди. На первом этапе на Енисее в 17 км выше впадения в него Ангары сооружается Савинская ГЭС мощностью 3050 МВт. На втором этапе сооружается Нижне-Ангарская глухая плотина, соединительный канал через водораздел Тасеева-Ангара и вторая очередь Средне-Енисейской ГЭС мощностью более 4000 МВт, работающая на ангарской воде. Такой вариант позволял создать гидроэнергетический комплекс общей мощностью до 7440 МВт и выработкой до 34,3 млрд.кВт.ч. электроэнергии, обеспечить защиту Горевского месторождения от затопления и подтопления, решить проблемы судоходства в Енисее и Нижней Ангаре за счет затопления Казачинских порогов и создания судоходного канала Енисей-Ангара.
Однако, впоследствии концепция менялась неоднократно. В 1990 году Гидропроект подготовил очередную схему использования нижней Ангары в составе каскада из трех ГЭС: Стрелковской (1600 МВт), Выдумской (1320 МВт), Нижнеангарской (660 МВт). Но после распада страны дальнейшие разработки были приостановлены.
ЧАСТНЫЕ ИНЕВЕСТИЦИИ
Интерес к строительству ГЭС на Нижней Ангаре вновь возник в конце 2000-х. В 2008 году была одобрена «Генеральная схема развития объектов электроэнергетики до 2020 года», куда были включены две станции из схемы 1990 года: Нижнебогучанская (бывшая Нижнеангарская) и Мотыгинская (бывшая Выдумская). По Мотыгинской ГЭС институт «Ленгидропроект » разработал обоснование инвестиций (мощность станции была определена в 1082 МВт), а компания “РусГидро” начала оценку воздействия строительства новой ГЭС на окружающую среду. Но кризис 2008 года привел к остановке работ по этому проекту.
Гидроэнергетики говорят, что использование потенциала Нижней Ангары очень привлекательно: река «приручена» - зарегулирована уже построенными водохранилищами, что позволяет создать мощные ГЭС при относительно небольших площадях затопления. Общая выработка электроэнергии может быть сопоставима с Богучанской ГЭС. В настоящее время институт «Ленгидропроект» ведет исследования гидроэнергетического потенциала речного бассейна реки Ангары на участке от Богучанской ГЭС до устья. Итогом работы должна стать обновленная схема гидроэнергетического использования реки, с определением площадок размещения и параметров перспективных ГЭС.
К строительству ГЭС на Нижней Ангаре проявляет интерес и «Евросибэнерго ». Компания объявила о планах строительства Нижнеангарской ГЭС мощностью 600-1200 МВт.
На первый взгляд, гидроэлектростанция штука довольно простая - льётся вода, крутится генератор, вырабатывается электричество. На самом деле современная ГЭС - система с очень сложным оборудованием и тысячами датчиков, управляемая компьютерами.
Сегодня я расскажу о том, что мало кто из обычных людей знает о ГЭС.
Сейчас я нахожусь на стройплощадке Усть-Среднеканской ГЭС, которая расположена в 400 километрах от Магадана. Подробно о ГЭС и строительстве я ещё расскажу, а сегодня несколько любопытных фактов.
1. ГЭС - возможно единственный крупный инженерный объект, который начинает эксплуатироваться задолго до окончания строительства. На Усть-Среднеканской ГЭС ещё не до конца возведена плотина, не до конца построен машинный зал, а первые два гидроагрегата из четырёх уже вырабатывают электричество.
2. Пока ГЭС строится, в её гидроагрегатах работают временные рабочие колёса, рассчитанные на малый напор воды. Когда плотина будет достроена, напор воды повысится и временные колёса заменят постоянными для высокого напора с другой формой лопастей.
3. Несмотря на то, что строительство ГЭС очень дорогое удовольствие, многие ГЭС окупаются ещё до того, как их достраивают до конца. Кстати, Усть-Среднеканская ГЭС продаёт электричество по 1.10 руб за кВтч.
4. Перед тем, как попасть на турбину ГЭС, вода закручивается с помощью огромной стальной улитки - спиральной камеры. Сейчас на Усть-Среднеканской ГЭС как раз заканчивается монтаж спиральной камеры третьего энергоагрегата и мне удалось увидеть и сфотографировать её. Когда энергоагрегат будет достроен, гигантская улитка окажется в толще бетона.
Чтобы осознать размеры конструкции, обратите внимание на рабочих, занимающихся монтажом спиральной камеры.
5. Рабочее колесо гидроагрегата всегда крутится с одинаковой скоростью, обеспечивая стабильную частоту 50 герц. Для меня всегда было загадкой, как поддерживается стабильная скорость вращения. Оказалось, просто с помощью изменения потока воды. Лопатки, управляемые компьютером, постоянно находятся в движении, уменьшая и увеличивая поток воды. Задача системы добиться точной скорости вращения независимо от усилия, с которым крутится вал генератора (а оно зависит от вырабатываемой мощности).
6. Напряжение, выдаваемое генератором, регулируется с помощью изменения напряжения возбуждения. Это постоянное напряжение, которое подаётся на электромагнит ротора. При этом напряжение, которое генерируется обмоткой статора зависит от силы магнитного поля. На фото у меня над головой вращается многотонный ротор.
7. Генератор ГЭС вырабатывает напряжение 15.75 кВ. На Усть-Среднеканской ГЭС установлены генераторы, имеющие номинальную мощность 142.5 МВт (142500000 Вт) и ток в проводах, отводящих выработанное электричество от генератора, может достигать 6150 А. Поэтому эти провода, а точнее шины, имеют огромное сечение и заключены вот в такие трубы.
Любая коммутация при таких токах превращается в большую проблему. Вот так выглядит простой выключатель. Конечно, на токе в шесть тысяч ампер и напряжении пятнадцать тысяч вольт он становится совсем непростым.
8. Повышающие трансформаторы обычно стоят на улице за машинным залом ГЭС (для передачи потребителям напряжение, полученное с генераторов, повышается чаще всего до 220 кВ).
9. По проводам линий электропередач передаётся не только электроэнергия на частоте 50 Гц, но и информационные сигналы на высокой частоте. С помощью них, например, можно с высокой точностью определить место аварии на ЛЭП. На электростанциях и подстанциях ставятся специальные фильтры высокочастотного сигнала. Наверняка, вы такие штуки видели, но вряд ли знали, для чего они.
10. Вся коммутация на высоких напряжениях происходит в среде элегаза (фторид серы, имеющий очень низкую электропроводность), поэтому провода выглядят, как трубы и электрика больше напоминает сантехнику. :)
p.s. Спасибо сотрудникам Усть-Среднеканской ГЭС Илье Горбунову и Вячеславу Сладкевичу (он на фото) за подробные ответы на мои многочисленные вопросы, а так же компании Русгидро за возможность своими глазами посмотреть на строительство и работу такого грандиозного сооружения.
2016, Алексей Надёжин
Основная тема моего блога - техника в жизни человека. Я пишу обзоры, делюсь опытом, рассказываю о всяких интересных штуках. А ещё я делаю репортажи из интересных мест и рассказываю об интересных событиях.
Добавьте меня в друзья
Гидроэлектростанция
Гидроэлектроста́нция (ГЭС) - электростанция , в качестве источника энергии использующая энергию водного потока . Гидроэлектростанции обычно строят на реках , сооружая плотины и водохранилища .
Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонобразные виды рельефа.
Особенности
Принцип работы
Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.
Крупнейшие ГЭС в мире
| Наименование | Мощность, ГВт |
Среднегодовая выработка, млрд кВт·ч |
Собственник | География |
|---|---|---|---|---|
| Три ущелья | 22,40 | 100,00 | р. Янцзы , г. Сандоупин, Китай | |
| Итайпу | 14,00 | 100,00 | Итайпу-Бинасионал | р. Парана , г. Фос-ду-Игуасу , Бразилия /Парагвай |
| Гури | 10,30 | 40,00 | р. Карони , Венесуэла | |
| Черчилл-Фолс | 5,43 | 35,00 | Newfoundland and Labrador Hydro | р. Черчилл, Канада |
| Тукуруи | 8,30 | 21,00 | Eletrobrás | р. Токантинс , Бразилия |
Гидроэлектростанции России
По состоянию на 2009 год в России имеется 15 гидроэлектростанций свыше 1000 МВт (действующих, достраиваемых или находящихся в замороженном строительстве), и более сотни гидроэлектростанций меньшей мощности.
Крупнейшие гидроэлектростанции России
| Наименование | Мощность, ГВт |
Среднегодовая выработка, млрд кВт·ч |
Собственник | География |
|---|---|---|---|---|
| Саяно-Шушенская ГЭС | 2,56 (6,40) | 23,50 | ОАО РусГидро | р. Енисей , г. Саяногорск |
| Красноярская ГЭС | 6,00 | 20,40 | ОАО «Красноярская ГЭС» | р. Енисей , г. Дивногорск |
| Братская ГЭС | 4,52 | 22,60 | ОАО Иркутскэнерго , РФФИ | р. Ангара , г. Братск |
| Усть-Илимская ГЭС | 3,84 | 21,70 | ОАО Иркутскэнерго , РФФИ | р. Ангара , г. Усть-Илимск |
| Богучанская ГЭС | 3,00 | 17,60 | ОАО «Богучанская ГЭС», ОАО РусГидро | р. Ангара , г. Кодинск |
| Волжская ГЭС | 2,58 | 12,30 | ОАО РусГидро | р. Волга , г. Волжский |
| Жигулёвская ГЭС | 2,32 | 10,50 | ОАО РусГидро | р. Волга , г. Жигулевск |
| Бурейская ГЭС | 2,01 | 7,10 | ОАО РусГидро | р. Бурея , пос. Талакан |
| Чебоксарская ГЭС | 1,40 (0,8) | 3,31 (2,2) | ОАО РусГидро | р. Волга , г. Новочебоксарск |
| Саратовская ГЭС | 1,36 | 5,7 | ОАО РусГидро | р. Волга , г. Балаково |
| Зейская ГЭС | 1,33 | 4,91 | ОАО РусГидро | р. Зея , г. Зея |
| Нижнекамская ГЭС | 1,25 (0,45) | 2,67 (1,8) | ОАО «Генерирующая компания», ОАО «Татэнерго » | р. Кама , г. Набережные Челны |
| Загорская ГАЭС | 1,20 | 1,95 | ОАО РусГидро | р. Кунья , пос. Богородское |
| Воткинская ГЭС | 1,02 | 2,60 | ОАО РусГидро | р. Кама , г. Чайковский |
| Чиркейская ГЭС | 1,00 | 2,47 | ОАО РусГидро | р. Сулак , п. Дубки |
Примечания:
Другие гидроэлектростанции России
Предыстория развития гидростроения в России
В Советский период развития энергетики упор делался на особую роль единого народнохозяйственного плана электрификации страны - ГОЭЛРО , который был утвержден 22 декабря 1920 года. Этот день был объявлен в СССР профессиональным праздником - Днём энергетика . Глава плана, посвященная гидроэнергетике - называлась «Электрификация и водная энергия». В ней указывалось, что гидроэлектростанции могут быть экономически выгодными, главным образом, в случае комплексного использования: для выработки электроэнергии, улучшения условий судоходства или мелиорации . Предполагалось, что в течение 10-15 лет в стране можно соорудить ГЭС общей мощностью 21 254 тыс. лошадиных сил (около 15 млн кВт), в том числе в европейской части России - мощностью 7394, в Туркестане - 3020, в Сибири - 10 840 тыс. л.с. На ближайшие 10 лет намечалось сооружение ГЭС мощностью 950 тыс. кВт, однако в последующем было запланировано сооружение десяти ГЭС общей рабочей мощностью первых очередей 535 тыс. кВт.
Хотя уже за год до этого в 1919 году Совет труда и обороны признал строительства Волховской и Свирской гидростанций объектами, имеющими оборонное значение. В том же году началась подготовка к возведению Волховской ГЭС, первой из гидроэлектростанций возведенных по плану ГОЭЛРО.
Однако и до начала строительства Волховской ГЭС Россия имела достаточно богатый опыт промышленного гидростроительства, в основном, частными компаниями и концессиями . Информация об этих ГЭС, построенных в России за последнее десятилетие 19-го века и первые 20 лет двадцатого столетия достаточно разрознена, противоречива и требует специальных исторических исследований.
Наиболее достоверным считается, что первой гидроэлектростанцией в России была Березовская (Зыряновская) ГЭС, построенная в Рудном Алтае на реке Березовка (приток р. Бухтармы) в 1892 году. Она была четырехтурбинная общей мощностью 200 кВт и предназначалась для обеспечения электричеством шахтного водоотлива из Зыряновского рудника.
На роль первой также претендует Ныгринская ГЭС, которая появилась в Иркутской губернии на реке Ныгри (приток р. Вачи) в 1896 году. Энергетическое оборудование станции состояло из двух турбин с общим горизонтальным валом, вращавшим три динамо-машины мощностью по 100 кВт. Первичное напряжение преобразовывалось четырьмя трансформаторами трехфазного тока до 10 кВ и передавалось по двум высоковольтным линиям на соседние прииски. Это были первые в России высоковольтные ЛЭП. Одну линию (длиной 9 км) проложили через гольцы к прииску Негаданному, другую (14 км) - вверх по долине Ныгри до устья ключа Сухой Лог, где в те годы действовал прииск Ивановский. На приисках напряжение трансформировалось до 220 В. Благодаря электроэнергии Ныгринской ГЭС в шахтах установили электрические подъемники. Кроме того, электрифицировали приисковую железную дорогу, служившую для вывоза отработанной породы, которая стала первой в России электрифицированной железной дорогой.
Преимущества
- использование возобновляемой энергии.
- очень дешевая электроэнергия.
- работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу.
- быстрый (относительно ТЭЦ/ТЭС) выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции.
Недостатки
- затопление пахотных земель
- строительство ведется только там, где есть большие запасы энергии воды
- на горных реках опасны из-за высокой сейсмичности районов
- сокращенные и нерегулируемые попуски воды из водохранилищ по 10-15 дней (вплоть до их отсутствия), приводят к перестройке уникальных пойменных экосистем по всему руслу рек, как следствие, загрязнение рек, сокращение трофических цепей, снижение численности рыб, элиминация беспозвоночных водных животных, повышение агрессивности компонентов гнуса (мошки) из-за недоедания на личиночных стадиях, исчезновение мест гнездования многих видов перелетных птиц, недостаточное увлажнение пойменной почвы, негативные растительные сукцессии (обеднение фитомассы), сокращение потока биогенных веществ в океаны.
Крупнейшие аварии и происшествия
Примечания
См. также
| Гидроэлектростанция в Викисловаре | |
| Гидроэлектростанция на Викискладе |
Ссылки
- Карта крупнейших ГЭС России (GIF, данные 2003 года)
| Отрасли промышленности | |
|---|---|
| Электроэнергетика | Атомная (АЭС) | Ветровая (ВЭС) | Гидроэнергетика (ГЭС) | Тепловая (ТЭС) | Геотермальная | Водородная | Гелиоэнергетика | Волновая | Приливная (ПЭС) |
| Топливная | Газовая | Нефтяная | Торфяная | Угольная | Нефтеперерабатывающая | Газоперерабатывающая |
| Чёрная металлургия | Добыча рудного сырья | Добыча нерудного сырья | Производство чёрных металлов | Производство труб | Производство электроферосплавов | Коксохимическая | Вторичная обработка чёрных металов | Производство метизов |
| Цветная металлургия | Производства: алюминия | глинозёма | фтористых солей | никеля | меди | свинца | цинка | олова | кобальта | сурмы | вольфрама | молибдена | ртути | титана | магния | вторичных цветных металлов | редких металлов | Промышленность твердых сплавов тугоплавких и жаростойких металлов | Добыча и обогащение руд редких металлов |
| Машиностроение и металлообработка |
Тяжелое | Железнодорожное | Судостроение | Судоремонт | Авиационная | Авиаремонт | Ракетная | Тракторное | Автомобильное | Станкостроение | Химическое | Сельскохозяйственное | Электротехническая | Приборостроение | Точное | Металлобработка |
| Химическая | Шахтерско-химическая | Основная химия | Лакокрасочная | Промышленность бытовой химии | Производство соды | Производство удобрений | Производство химических волокон и нитей | Производство синтетических смол |
| Химико-фармацевтическая | |
| Нефтехимическая | Шинная | Резино-асбестовая |
| Нефтеперерабатывающая | |
| Лесная (комплексы) |
Лесная | Деревообрабатывающая (Лесопильная, Древесно-плитная, Мебельная) | Целлюлозно-бумажная | Лесохимическая |
| Стройматериалов | Цементная | Железобетонных и бетонных конструкций | Стенных материалов | Нерудных строительных материалов |
| Стекольная | |
| Фарфоро-Фаянсовая | |
| Легкая | Текстильная | Швейная | Кожевенная | Меховая | Обувная |
| Текстильная | Хлопчатобумажная | Шерстяная | Льняная | Шелковая | Синтетических и искусственных тканей | Пенько-джутовая |
| Пищевая | Сахарная | Хлебобулочная | Масло-жировая | Маслосыродельная | Рыбная | Молочная | Мясная | Кондитерская | Спиртовая | Макаронная | Пивоваренная и безалкогольных напитков | Винодельческая | Мукомольная | Консервная | Табачная | Соляная | Плодоовощная |
| Энергетика
структура по продуктам и отраслям |
|||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Электроэнергетика : электроэнергия |
| ||||||||||||||||||||||||||
Застройщики сейчас активно популяризируют малые ГЭС, для того, чтобы получить разрешения у местных общин на их постройку. Но экологический вред плотин настолько велик, а производительность гидроэнергетики настолько низкая, что все это похоже скорее на бизнес девяностых. Давайте рассмотрим несколько мифов связанных с малыми гидроэлектростанциями.
Миф 1. Малые ГЭС - помогут достичь энергонезависимости.
Этот миф сформировался на основании изучений гидроэнергетического потенциала малых рек, без учета экологических, социально-экономических, законодательных и других ограничений и рисков, которые влияют на то, какую часть этого потенциала можно использовать без вреда для природы, местных хозяйств, без нарушения законов и международных правовых актов, без учета рисков связанных с гидроэнергетикой в целом.
На самом деле все значительно сложнее.
Если говорить об энергонезависимости целой страны. То в Украине, например, большие и средние ГЭС составляют только 7,88% (9 обьектов) от общего обьема поставляемой энергии. Малые ГЭС составляют всего - 0,16% (80 обьектов).
При чем обьемы производства электроэнергии в Украине намного превышает потребности населения и активно экспортируется. И наращивать эти обьемы в масштабах страны перекрывая все реки малыми греблями и плотинами это по сути вредительство, с целью обогащения.
Миф 2. Малые ГЭС дают дешевую экологически чистую энергию, которая поможет улучшить энергообеспеченность отдаленных общин.
Стоимость электроэнергии малых ГЭС абсолютно неконкурентноспособна по сравнению с другими видами производимой энергии. Даже с учетом «зеленых тарифов», прибыль от малых ГЭС обеспечивается только наличием схем обязательного выкупа производимой энергии.
Это не говоря уже об экологичности самой постройки малых ГЭС, которые, как правило, сопровождаются грубыми нарушения всех экологических норм, игнорированием законов и давлением на местные общины.
Миф 3. Малых ГЭС планируется немного и решения об их постройке касается только некоторых общин.
От инвесторов малых ГЭС очень часто можно услышать, что ни о каких сотнях малых ГЭС речь не идет, ведь нет столько мест для их постройки и все это только планы, которые вряд ли будут когда-то воплощены в жизнь.
На самом деле таких проектов тысячи. И каждый раз местные активисты сталкиваются со случаями, когда органы местного самоуправления тайком от общин выдают разрешения на постройки малых ГЭС застройщикам. И местная община узнает о постройке плотины только когда тяжелая техника заходит в русло реки и начинает разрушать водоемы.
Практически каждая речка с более-менее значительным перепадом высот и минимальным наполнением воды становится жертвой горе-бизнесменов. Преимущество отдается горным частям рек, а также малым рекам.
Причина неочевидна, она определяется кинетической энергией воды. Просто большим перепадом воды можно достигнуть нужного преобразования механической энергии в электрическую, а расходы в постройке малых ГЭС в верховьях рек значительно ниже чем в низовье, где русло всегда шире.
Миф 4. ГЭС не несет угрозы окружающей среде, не будет иметь негативного влияния для населения и общин.
На самом деле ГЭС наносит огромный вред окружающий среде на всех этапах ее существования. Особо опасным является постройка одновременно сотен малых ГЭС без учета их кумулятивного эффекта.
Миф 5. Малая гидроэнергетика - это передовой мировой опыт. Она соответствует самым безопасным для природы мировым образцам.
На самом деле, основным технологиям, которые используются в малых ГЭС уже боле ста лет. А большинство ГЭС построено там, где их вообще не должно быть через экологические ограничения.
Миф 6. Малые ГЭС всегда лучше для окружающей среды, чем большие.
Долгое время считалось, что малые ГЭС намного безопасней чем крупные. Но когда исследователи сравнили потери суходола и прибрежных поселений в расчете на 1МВт произведенной электроэнергии, то оказалось, что потери территорий экосистем от малых ГЭС могут в сотни раз превышать потери от больших ГЭС в расчете на 1МВт.
Также малые ГЭС вызывают большую фрагменитацию экосистем, ухудшают качество воды и влияют на гидрологию рек и их бассейнов.
Миф 7. Малые ГЭС будут защищать от паводков и наводнений.
На самом деле, нормальный режим работы малых ГЭС несовместимый с противопаводковой защитой.
Последние исследования показывают, что лучшей защитой от наводнений и паводков являются не дорогостоящие инженерные сооружения, а естественные речные поймы и снесение всех инженерных сооружений (плотин, дамб и т.д.), которые перекрывают русло реки и сужают пойму, создают помехи свободному ходу водных потоков.
Миф 8. Малые ГЭС не опаснее водяных мельниц
Часто этот факт, преподают как аксиому. Но это далеко не так. Малые ГЭС намного опаснее, чем водяные мельницы. Основные отличия кроются в специфике работы этих сооружений.
Водяные мельницы работают нерегулярно и часто для их запуска достаточно погрузить колесо в воду, без перекрытия реки плотиной. Кроме этого эти плотины были значительно меньше, чем плотины малых ГЭС и при паводках они полностью затапливались не создавая препятствий для миграции рыбы. Кстати, особенности конструкции этих плотин не создавали препятствий для миграции мальков вниз по течению.
Малые ГЭС - капитальные сооружения, которые работают максимальное количество дней в году. Постоянная работа таких дамб приводит к тому, что в период нереста и миграции риб, молодая рыба не способна преодолеть плотину и гибнет в турбинах. А часто в результате работы турбин происходит высушивание русла реки, что приводит к разрушению местной экосистемы.
Миф 9. Малые ГЭС принесут благополучие общинам, сопутствуют развитию туризму и рекреации
На самом деле, малые ГЭС делают невозможным некоторые виды туризма и рекреации, в частности сплавный и зеленый туризм.
Кроме того, все поступления в местный бюджет и выплаты, которые инвесторы обещают местным общинам, это просто подкуп обещаниями. Малые ГЭС создаются только с одной целью, выкачивание компенсаций из госбюджета в частные карманы.
Миф 10. Малые ГЭС уменьшают парниковых газов и препятствуют изменению климата.
Еще одно утверждение, которые построено на неполноте всех собранных аргументов.
Дело в том, что при строительстве ГЭС, как правило создается водохранилище, а в момент его наполнения увеличиваются выбросы другого газа - метана, который имеет парниковый потенциал в 20 раз выше, чем СО2. Это обусловлено процессами разложения органических веществ, например растений, в условиях затопления водохранилища.
Тем более для запуска ГЭС нужна электроэнергия с ТЭС, которая работает на ископаемом топливе. А электроэнергия, вырабатываемая малыми ГЭС выкупается вынуждено и по завышенным тарифам.
Миф 11. Экологи критикуют не предлагая альтернативы.
На самом деле экологи предлагают целый ряд альтернатив, которые позволяют повышать энергетическую безопасность, благополучие местных жителей и сохранять природу.
Одним из самых перспективных направлений является энергосбережение, которое может уменьшить энергии страны в 2 раза уже к 2030 году.
Возможным является развитие бесплотинных ГЭС, которые не забирают русло в трубы, а устанавливаются в потоке. Но для бизнеса они не интересны, так как вырабатывают слишком мало энергии, достаточной только для обеспечения частного домохозяйства.
Их можно устанавливать достаточно много, без вреда для окружающей среды и такие ГЭС способны обеспечивать энергонезависимость небольших отдаленных общин.
Как можно остановить развития гидроэнергетики и прекратить уничтожение окружающей среды
Единственный путь - это просвещение местных общин и защита местных рек во имя нашего общего будущего. От делков из 90-х можно защитится только реальными уверенными действиями на месте. 
Кстати эта борьба идет не только у нас. В США (штат Вашингтон) на реке Евла недавно были снесены две плотины высотой 33 и 64 метра, которые 102 года перекрывали реку и миграционные пути рыбы. Это снос, который является крупнейшим сносом плотины по экологическим причинам в истории, произошел благодаря борьбе местных жителей и экологов - защитников рек. реки и рыбы оказались, в конце концов, важнее и для местной общины, и для государства.
Общий принцип работы гидроэлектростанции известен, наверное, всем. Вода, переходя из верхнего бьефа в нижний, вращает колесо турбины. От турбины приводится в движение генератор, который собственно и производит электричество. Но все самое интересное – в подробностях.
Кстати, для того чтобы получить 1 квт-ч электрической энергии, требуется спуск 14 тонн воды с высоты 27 м.
В отличие, например, от тепловых станций, устроенных совершенно однотипно, каждая гидроэлектростанция устроена со своими особенностями. То есть, не существует некоей однотипной ГЭС. Они отличаются по расходу и напору воды, обьему водохранилища, по географическим критериям местности: климат, грунт, рельеф, близость моря.
Вот машинный за, вполне обычный, разве что окна искусственные (с подсветкой): зал находится на глубине 76 м внутри скалы.
Это машинный зал первой в СССР подземной гидроэлектростанции, к ней с поверхности земли подведены четыре водовода, имеющие диаметр 6 м.
Для извлечения из зала оборудования при необходимости его замены или ремонта в скале вырублена шахта:
Сбросные сооружения и затворы
Не всегда и не вся вода может использоваться для выработки энергии: часть ее сбрасывается мимо ГЭС. Это бывает необходимо при паводке весной (если отсутствует водохранилище многолетнего регулирования), при ремонте агрегатов, при необходимости холостого сброса воды для пропуска мальков рыб по течению и по другим причинам. На Беломорской ГЭС холостой водосброс – это три затвора.
Вопрос резервирования очень важен, ведь если вовремя не понизить в водохранилище уровень воды, это будет иметь серьезные последствия. Для поднятия и опускания затворов предусмотрены козловые краны и электрические лебедки, есть и ручной привод.
Когда затвор поднят, происходит холостой сброс воды для Беломорского водозабора, который расположен ниже по течению.
При обледенении затвора используется индукционный подогрев: обогрев одного затвора требует 150кВт.
Для этой же цели возможно применение барботажа – пропускание воздуха вдоль затвора из глубины, с помощью шлангов системы сжатого воздуха.
Для гашения кинетической энергии воды при сбросе используются различные способы: столкновение потоков, ступени, водобойные колодцы. Например, на Волховской ГЭС – водобойная плита с гасителями.
О рыбе
Нижнетуломская ГЭС для того, чтобы семга могла подняться вверх по течению на нерест, имеет специальный рыбоход, имитирующий горный ручей. В его конструкции предусмотрены и камни на дне, и зигзагообразные проходы, и места для отдыха рыбы.
В период нереста ближайший к рыбоходу гидроагрегат отключают, чтобы его шум не мешал рыбе найти ручей и плыть в правильном направлении.
Безопасность
В результате аварийного прорыва воды ГЭС может остаться без электричества даже для собственных нужд, поэтому предусматриваются резервные источники: аккумуляторы, аварийные дизель-генераторы.
Еще один компонент системы обеспечения безопасности – аэрационные трубы, которые есть к примеру в верхней части водоводных труб Кондопожской ГЭС.
Аэрационные трубы монтируются для защиты водоводов при образовании в них глубокого вакуума, от которого их стальные стенки могут разорваться. Этот вакуум возникает в ситуации резкого опорожнения водовода после закрытия верхних затворов. По аэрационным же трубам они заполняются воздухом, что предотвращает деформацию.
Остатки водовода 1930-х годов из дерева.
Защитная стенка (в центре кадра) предусмотрена для той ситуации, если водовод все-таки прорвется.
Стенка перенаправит водный поток так, что он обойдет станцию с левой стороны, а не через здание администрации и уйдет в нижний бьеф по выемке.
Контроль и управление
На следующем фото видны турбина, генератор и вал, который их соединяет. Слева виднеется схема гидроагрегата, на которую выведены гидроманометры, которые показывают давление в системе смазки.
Внизу – гидравлические приводы направляющего аппарата.
В машинном зале можно проследить за другими параметрами: уровни воды в бьефах, температура воздуха и воды.
Мнемосхема
Данный гидроагрегат не работает. Мощность и частота вращения ротора равны нулю, закрыт направляющий аппарат.
Вода из спиральной камеры турбины снизу забирается и подается на охладители генератора (охладитель – в центре схемы, он красного цвета, охладители А и Б), а также на смазку подпятника, верхнего (ВГП) и нижнего (НГП) генераторных подшипников. Подшипники смазываются водой, нагреваемая вода отправляется на рыбзавод. Справа – красный бак с маслом – относится к гидравлической системе управления направляющим аппаратом. Также здесь можно видеть уровни и расходы и давления всех жидкостей.
Вибрация
Вибрация очень опасна: к примеру, на Саяно-Шушенской станции гидроагрегат был разрушен именно из-за нее. Точнее, из-за усталостного разрушения шпилек крепления крышки турбины по причине вибраций, которые возникли при переходе гидроагрегата через диапазон «запрещенной зоны».
На центральном пульте управления ГЭС можно увидеть, где эта «запрещенная зона» расположена.
Гидроагрегаты Г1, Г3, Г4 работают. Г2 – остановлен. На черном фоне отображается мощность, вырабатываемая генераторами 38,1/38/38 МВт соответственно. Красные столбики Г3 и Г4 свидетельствуют о работе на полную мощность, в Г1 еще имеется резерв. Красная зона за столбиками – диапазон мощности, при которой нежелательна работа гидроагрегата, при пуске и остановке ее необходимо быстро миновать.
Узнать, какой гидроагрегат не работает можно еще до входа в здание.
Когда противовесы подняты – значит, затворы на соответствующих турбинных водоводах опущены. Активно внедряется удаленное управление. При этом диспетчер должен держать под контролем и учитывать взаимное влияние ГЭС в каскаде, значения уровней воды в водохранилищах, потребности потребителей по электричеству и воде. На основании этих сведений происходит распределение выработки электроэнергии между станциями.
Загрузка...
