Атомные электростанции России
В настоящее время на территории Российской Федерации находится в эксплуатации 35 энергетических блоков общей производительностью 29 гигаватт, установленных на 10 атомных электростанциях. Среди всей произведенной электроэнергии РФ, доля АЭС составляет от 11 до 19%. Наибольшая производительность приходится на станции, в том числе и ТЭЦ, расположенные в Северо-Западных регионах.
Одной из крупнейших атомных электростанций по праву считается Балаковская (рис. 1), построенная в Саратовской области возле города Балаково. В конструкции использованы реакторы ВВЭР-1000, общее количество энергоблоков – 4.
Ежегодное производство электроэнергии составляет 30 млрд. кВт*ч. Доля АЭС в электроэнергии для всей Саратовской области достигает 75%. Кроме своего региона, электричество передается в Поволжье, в Центральную Россию, на Урал и в Сибирь. Станция считается экологически чистой и не причиняет вреда окружающей среде. Радиационный фон вокруг объекта не превышает нормативных показателей. Здесь постоянно внедряются новые технологии, направленные на повышение производительности и безопасную работу.
Еще одна крупная АЭС – Ленинградская, расположенная в городе Сосновый Бор. В конструкции использовано 4 реактора нового типа – РБМК (реакторы большой мощности канальные). За счет этого обеспечивается свыше 50% потребностей в электроэнергии города Санкт-Петербурга и области. Кроме электричества, АЭС поставляет тепловую энергию для центральной системы отопления промышленных предприятий и населения города Сосновый Бор.
Строительство осуществлялось с 1967 по 1973 годы, а производительность составила 4000 МВт. Проектная мощность электростанции достигает 28 млрд. кВт*ч в год.
https://youtube.com/watch?v=xURxSIf2jfE
Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС)
Все атомные электростанции России
Самые мощные электростанции в мире
Тепловые электростанции (ТЭС)
Геотермальные электростанции (ГТЭС)
Принцип работы
ГАЭС использует в своей работе либо комплекс генераторов и насосов, либо обратимые гидроэлектроагрегаты, которые способны работать как в режиме генераторов, так и в режиме насосов. Во время ночного провала энергопотребления ГАЭС получает из энергосети дешёвую электроэнергию и расходует её на перекачку воды в верхний бьеф (насосный режим, см. гидроаккумулятор). Во время утреннего и вечернего пиков энергопотребления ГАЭС сбрасывает воду из верхнего бьефа в нижний, вырабатывает при этом дорогую пиковую электроэнергию, которую отдаёт в энергосеть (генераторный режим).
В крупных энергосистемах большую долю могут составлять мощности тепловых и атомных электростанций, которые не могут быстро снижать выработку электроэнергии при ночном снижении энергопотребления или же делают это с большими потерями. Этот факт приводит к установлению существенно большей коммерческой стоимости пиковой электроэнергии в энергосистеме, по сравнению со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой в ночной период. В таких условиях использование ГАЭС экономически эффективно и повышает как эффективность использования других мощностей (в том числе и транспортных), так и надёжность энергоснабжения.
Первые ГАЭС в начале XX века имели КПД не больше 40 %, КПД современных ГАЭС составляет 70-75 %.
Индивидуальные доказательства
- Рольф Питер Сиферле : Оглядываясь на природу. История человека и окружающей его среды , Мюнхен, 1997, с. 92.
- Майкл Стернер, Инго Стадлер: Хранение энергии — требования, технологии, интеграция. Springer, Берлин / Гейдельберг, 2014 г., стр. 49 f.
- ↑
- Юрген Гизеке: Гидроэлектростанции. Планировка, строительство и эксплуатация . Springer-Verlag, 5-е издание. Берлин / Гейдельберг 2009, с. 565.
- Маттиас Попп: Требования к хранению для источника питания с возобновляемыми источниками энергии . Springer-Verlag, Берлин / Гейдельберг 2010, стр. 42 и далее.
- ↑
- заказов на NordLink . В E&M Daily с 14 до 16. Февраль 2015, стр.7
- Хендрик Лаш: Батарея в горах. Новая Германия, 2 августа 2014 г., стр.16.
- Хуан И. Перес-Диас, М. Чазарра, Х. Гарсия-Гонсалес, Дж. Каваццини, А. Стоппато, Тенденции и проблемы в эксплуатации гидроаккумулирующих электростанций. В: Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 44, 2015 г., стр. 767–784, стр. 768, DOI: 10.1016 / j.rser.2015.01.029 .
- Фолькер Квашнинг : Регенеративные энергетические системы. Технология — расчет — моделирование. Мюнхен, 2013, с. 319.
- ↑
ГАЭС Avce в Словении
Эта станция мощностью 178 МВт, строящаяся на реке Soca, является первой ГАЭС в этой стране. Разработчиками являются словенская компания Slovenske Electrarne и ее отделение SENG. Станция будет использовать для закачки воды в верховой водоем избыток энергии в ночное время, который иначе экспортируется по низким расценкам.
Европейский Инвестиционный Банк предоставил 43 млн. евро для этого объекта. Строительные работы выполняет консорциум словенских компаний Primorje d.d Ajdovscina и SCT Ljubljana, а консорциум зарубежных компаний Melco, Rudis и Sumitomo поставляет насос-турбины и двигатель-генераторы.
Ожидается, что станция вступит в строй в ноябре 2008 года.
Загорская ГАЭС
В СССР вопросом создания ГАЭС задались достаточно поздно, когда во всем мире их было уже не менее 400. По большому счету в СССР ГАЭС долгое время были не нужны по многим причинам.
- При отсутствии частной собственности на средства производства было нонсенсом, чтобы государство покупало электроэнергию у самого себя и перепродавало себе же.
- На больших территориях СССР население располагалось не очень компактно. Потребление электроэнергии населением было невелико – телевизор, холодильник, стиральная машина активаторного типа, утюг и 3-4 лампочки на семью.
- Производство электроэнергии было недорогим, как и цены на нее.
- Первая в СССР Кубанская ГАЭС, в первую очередь, выполняла функции регулирования воды в Ставропольском Канале, а производство электроэнергии являлось побочным продуктом.
С появлением мегаполисов появились и проблемы. Речь шла даже не о том, что на ГАЭС можно было получить прибыль. В условиях холодной войны острым становился вопрос энергобезопасности городов и особенно Москвы. ГАЭС могли стать тем звеном, которое обеспечило бы аварийные поставки электроэнергии. Кроме того, по всему миру уже строились ГАЭС, и страна победившего социализма никак не могла позволить акулам капитализма вырваться вперед на этом сегменте беговой дорожки.
Как добраться и зачем туда ехать
Добраться да Загорской ГАЭС несложно, надо всего лишь проехать по Ярославскому шоссе до Сергиева Посада – это 54 км от МКАД. Доехав до Сергиева Посада, надо свернуть по направлению к Калязино, а от него через 20 км повернуть на Богородское, а дальше в зависимости от предпочтений или в сам поселок, или от заправки налево до водохранилища.
Рыбалка
Половить рыбу можно только в нижнем бассейне ГАЭС. Верхний считается закрытым объектом и находится под постоянной охраной. Рыбаков туда не пускают. Местные говорят, что есть какая-то секретная тропа, позволяющая пробраться к верхнему бассейну, но где она – не уточняют. По слухам в верхнем бассейне огромное количество рыбы.
Важно! Задумав порыбачить на водохранилище, надо уяснить для себя следующее:
- Сброс воды из верхнего бассейна в нижний производится с 8 часов утра до 6 часов вечера.
- Подъем воды из нижнего бассейна в верхний начинается в 20.00 и продолжается до 6 часов утра.
- Уровень колебаний высоты воды в нижнем водоеме составляет до 25 метров вниз или вверх, а у берега до 80 метров.
- Зимой водохранилище замерзает, и при сбросе или подъеме воды лед прыгает то вверх, то вниз.
- Статичной рыбалки не получится. Надо постоянно или отодвигаться во время подъема или бежать с удочкой за уходящей водой.
Рыба ловится также в зависимости от режима работы ГАЭС. Иногда можно поймать окуня или щуку, иногда лезет только плотва и лещ. Отлавливали также налимов и пескарей. Имеются и раки.
В 2012 году в поселке Богородское на берегу водохранилища построили зону отдыха. Поначалу рыбаки жаловались на мор рыбы, но впоследствии рыбное поголовье восстановилось.
Поселок Богородский
В сам поселок тоже не грех заглянуть. Можно полюбоваться деревянной церковью и зайти в поселковый музей богородской резьбы и деревянных игрушек – давнего поселкового промысла. Правда, в самом Богородском местных изделий не купить. Их выносят на продажу в наиболее посещаемый туристами объект – Троицко-Сергиев монастырь, где торговцы располагают свои лотки поближе к месту прибытия туристических автобусов.
Особых достопримечательностей ни в Богородском, ни при самой Загорской ГАЭС нет. Зато есть красивая среднерусская природа, хорошая рыбалка, гостеприимные люди и просто новые места. А что еще нужно для хорошего и недорогого отдыха?
Мощность гидроэлектростанций
Режим работы ГЭС в энергосистеме зависит от расхода воды, напора, объема водохранилища, потребностей энергосистемы, ограничений по верхнему и нижнему бьефу. Агрегаты ГЭС по техническим условиям могут быстро включаться, набирать нагрузку и останавливаться. Причем включение и выключение агрегатов, регулирование нагрузки могут происходить автоматически при изменении частоты электрического тока в энергосистеме. Для включения остановленного агрегата и набора полной нагрузки обычно требуется всего 1—2 мин.
Мощность на валу гидротурбины можно определить по формуле указанной справа, где :
- т — расход воды через гидротурбину, м3/с;
- Нт — напор турбины, м;
- ηт — коэффициент полезного действия (КПД) турбины.
Для расчета мощности гидроэлектростанции нужно значение напора воды, который можно расчитать по следующей формуле, где:
- ∇ВБ, ∇НБ — отметки уровня воды соответственно в верхнем и нижнем бьефе, м;
- Нг — геометрический напор;
- ∆h — потери напора в водоподводящем тракте, м.
КПД современных турбин может достигать значения 0,95.
Что такое ГАЭС
В Средние Века в Англии объявился герой по имени Робин Гуд. Он прославился тем, что грабил богатых и раздавал награбленное беднякам.
Об истинных мотивах поступков Робина Гуда знал только он сам. Злые языки говорили, что раздавал он лишь небольшую часть. Остальное или присваивал или перепродавал. В случаях, когда ему удавалось завладеть какой-нибудь фамильной драгоценностью, он сбывал ее втридорога тем, у кого ее же и отобрал. Все-таки в основе самых бескорыстных поступков часто лежит корысть.
С того момента, как в мире родилась энергетическая промышленность, появились и нео-Робин Гуды, желавшие получать побочную прибыль от этого нового вида ценности. Так родились ГАЭС.
Научное объяснение деятельности ГАЭС звучит несколько уклончиво – ГАЭС есть гидроэлектростанция, призванная выравнивать суточные колебания потребления электроэнергии.
Если перевести на доходчивый язык, то получится, что ГАЭС – это электронакопительная станция, покупающая электроэнергию за бесценок, чтобы перепродать ее дороже.
Дизайн
Наземные гидроаккумулирующие электростанции
→ Основная статья : Список гидроаккумулирующих электростанций
По всему миру существуют гидроаккумулирующие электростанции с установленной мощностью около 130 ГВт. Самая мощная гидроаккумулирующая электростанция в мире — это гидроаккумулирующая станция округа Бат, мощностью 3 003 МВт.
Германия
Трубопроводы на Wendefurth накачка электростанции хранения на плотине Wendefurth в горах Гарца
В Германии установлена гидроаккумулирующая мощность около 7 ГВт (гигаватт) (см. ). Электростанции рассчитаны на отпуск электроэнергии в течение 4–8 часов в сутки. В результате общая емкость хранилища составляет около 40 ГВтч (по состоянию на 2010 год). В 2006 году немецкие гидроаккумулирующие электростанции произвели 4 042 ГВт-ч электроэнергии; это составляет около 0,65% от выработки электроэнергии. Это контрастировало с работой перекачки в 5 829 ГВтч, так что средняя эффективность составляла около 70%.
Австрия
В Австрии установлено хранилище мощностью около 7,2 ГВт (гигаватт); Из них 3,4 ГВт доступны в виде гидроаккумулирующих электростанций. (см. список австрийских электростанций , особенно гидроаккумулирующих электростанций).
Швейцария
В Швейцарии Федеральное управление энергетики проводит различие между гидроаккумулирующими установками и установками чистой циркуляции . Гидроаккумулирующие станции — это гидроаккумулирующие станции, резервуар которых может быть обогащен дополнительно откачиваемой водой. В случае установок с чистой циркуляцией верхний бассейн содержит только воду, которая была закачана из нижнего бассейна. Крупнейшие циркуляционные заводы в Швейцарии являются Limmern штаб из в Линт-Limmern электростанции , который вступил в строй в 2016 году и имеет выход 1 ГВт, и электростанция Veytaux , которая хранит воду из Женевского озера в Лак — де — л ‘Хонгрин . В 2019 году должна быть введена в эксплуатацию циркуляционная установка Nant de Drance мощностью 900 МВт.
Большинство электростанций, которые могут перекачивать, считаются циркуляционными. Единственными двумя крупными гидроаккумулирующими электростанциями являются штаб-квартира Grimsel 2 компании KWO и Тирфед электростанции Линт-Лиммерн. Кроме того, в Шаффхаузене находится , старейшая в Швейцарии с 1909 года, которая была модернизирована в 1993 году и теперь может обеспечивать мощность 5 МВт.
Согласно официальной статистике, из 121 гидроаккумулирующих электростанций мощностью более 300 кВт только 3 вышеуказанные электростанции считаются гидроаккумулирующими электростанциями, а еще 18 электростанций — циркуляционными. Суммарная установленная мощность насосов составляет 3,6 ГВт.
Специальная конструкция: хранение шарового насоса под водой
Основная статья: Хранение шарового насоса
Чтобы в будущем можно было хранить энергию в непосредственной близости от оффшорных ветряных электростанций, Институт им. Фраунгофера по ветроэнергетическим и энергетическим системам в Касселе разрабатывает бетонную систему хранения с полыми сферами в рамках StEnSEA (Хранение энергии в море). проект. Многообещающие пробные запуски прошли на Боденском озере в 2016 году.
Принцип аналогичен принципу обычных гидроаккумулирующих электростанций, только разница в высоте между двумя резервуарами для хранения здесь не используется, а разница между давлением воды за пределами сферического резервуара-хранилища и пустой внутренней сферой: поступающая вода приводит в движение турбину. , чей присоединенный генератор вырабатывает электричество. В случае переизбытка электроэнергии из шара снова откачивают воду. Как мощность, так и количество энергии, которое может быть сохранено, зависят от объема и глубины погружения полой сферы.
Кто строит ГЭС-2
Зимний дворец строил Растрелли, Архангельский собор в Кремле — Алевиз Фрязин, он же Алоизио Ламберти да Монтиньяна, Успенский собор — Фьораванти, Петропавловский собор в Петербурге — Трезини. А ГЭС-2 реконструировал Ренцо Пьяно, тем самым продолжив традицию итальянских архитекторов в России. Пьяно не привыкать к недовольству публики: самое известное его здание, центр Помпиду, приняли далеко не сразу. Парижане сравнивали его с нефтеперегонным заводом, критиковали выведенные наружу коммуникации. Послужной список Пьяно серьезный: нью-йоркский Таймс-билдинг, лондонский The Shard и центр Помпиду в Париже.
Итальянец несколько раз приезжал в Москву (Антонио и его архитектурное бюро BELVEDERE ARCHITECTURE (BA) выступает в роли ответственного партнера проекта). Но непосредственно проект вели архитекторы франко-итальянского бюро Renzo Piano Building Workshop (RPBW) — Антонио Бельведере, Мэттью Даубах и Анна Прокудина.
Именно Анна была главным мостиком между европейскими архитекторами и российской действительностью. При этом последние несколько лет до начала реконструкции ГЭС-2 Прокудина жила в Европе — для нее возвращение в Россию было «интересным опытом»: «Мне пришлось быть посредником, переводчиком и дипломатом, решать проблемы по дедлайнам и в то же время продолжать креативить».
Экология
Загорская ГАЭС не настолько крупный объект, чтобы нанести какой либо существенный ущерб экологии региона. Оба бассейна ГАЭС хоть и считаются исключительно техническими сооружениями, однако нижний вполне обжит рыбой и рыбаками.
Более того, хотя сброс сточных вод с ГАЭС загрязняет реку Кунью, он одновременно активизирует ее процессы самоочищения, улучшающие качество воды. Еще один парадокс состоит в том, что хотя деятельность ГАЭС препятствует свободному нересту рыбы, рыбы тем не менее становится больше, поскольку в нижнем водохранилище она чувствует себя привольнее и сытнее.
Никаких изменений погодных условий в связи с деятельность ГАЭС также не произошло.
Энергия и мощность ГЭС
Мощность (кВт) на валу гидротурбины определяется как
где Qт — расход воды через гидротурбину м3/с; H — напор турбины с учетом потерь, м; ηт — коэффициент полезного действия (КПД) турбины (ηт = 0,93–0,96).
Электрическая мощность генератора
где ηген — КПД гидрогенератора, обычно равный 0,97.
Регулирование мощности агрегата производится изменением расхода воды, проходящей через гидротурбину. Мощность ГЭС в i-й момент времени равна
где Qгi, Hг i, ηг i — расход, напор и КПД ГЭС в i-й момент времени.
Выработка электроэнергии ГЭС (кВт · ч) за период времени T (ч) определяется по формуле
Годовая выработка электроэнергии ГЭС не является постоянной величиной, а изменяется в зависимости от объема стока, поступившего в водохранилище, степени его регулирования и условий эксплуатации ГЭС.
Электрическая мощность, подведенная к потребителю, меньше мощности, производимой ГЭС. Сумма всех потерь при передаче электроэнергии от ГЭС к потребителю оцениваются при помощи КПД системы передачи и преобразования ηпер = 0,92–0,93.
Установленная мощность ГЭС Nуст определяется как сумма номинальных (паспортных) мощностей установленных на ней генераторов. Она соответствует максимальной мощности, которую может развивать ГЭС.
Принцип работы
Гидротехнические сооружения ГАЭС состоят из двух бассейнов, расположенных на разных уровнях, и соединительного трубопровода. Гидроагрегаты, установленные в здании ГАЭС у нижнего конца трубопровода, могут быть трёхмашинными, состоящими из соединённых на одном валу обратимой электрической машины (двигатель-генератор), гидротурбины и насоса, или двухмашинными — обратимая электромашина и обратимая гидромашина, которая в зависимости от направления вращения может работать как насос или как турбина. В конце 60-х гг. 20 в. на вновь вводимых ГАЭС стали устанавливать более экономичные двухмашинные агрегаты.
Электроэнергия, вырабатываемая недогруженными электростанциями энергосистемы (в основном в ночные часы суток), используется ГАЭС для перекачивания насосами воды из нижнего водоёма в верхний, аккумулирующий бассейн. В периоды пиков нагрузки вода из верхнего бассейна по трубопроводу подводится к гидроагрегатам ГАЭС, включенным на работу в турбинном режиме; выработанная при этом электроэнергия отдаётся в сеть энергосистемы, а вода накапливается в нижнем водоёме. Количество аккумулированной электроэнергии определяется ёмкостью бассейнов и рабочим напором ГАЭС. Верхний бассейн ГАЭС может быть искусственным или естественным (например, озеро); нижним бассейном нередко служит водоём, образовавшийся вследствие перекрытия реки плотиной. Одно из достоинств ГАЭС состоит в том, что они не подвержены воздействию сезонных колебаний стока. Гидроагрегаты ГАЭС в зависимости от высоты напора оборудуются поворотно-лопастными, диагональными, радиально-осевыми и ковшовыми гидротурбинами. Время пуска и смены режимов работы ГАЭС измеряется несколькими минутами, что предопределяет их высокую эксплуатационную манёвренность. Регулировочный диапазон ГАЭС, из самого принципа её работы, близок двукратной установленной мощности, что является одним из основных её достоинств.
Способность ГАЭС покрывать пики нагрузки и повышать спрос на электроэнергию в ночные часы суток делает их действенным средством для выравнивания режима работы энергосистемы и, в частности, крупных паротурбинных энергоблоков. ГАЭС могут быть с суточным, недельным и сезонным полными циклами регулирования. Наиболее экономичны мощные ГАЭС с напором в несколько сотен метров, сооружаемые на скальном основании. Общий КПД ГАЭС в оптимальных расчётных условиях работы приближается к 0,75; в реальных условиях среднее значение КПД с учётом потерь в электрической сети не превышает 0,66.
ГАЭС целесообразно строить вблизи центров потребления электроэнергии, т.к. сооружение протяжённых линий электропередачи для кратковременного использования экономически не выгодно. Обычный срок сооружения ГАЭС около 3 лет.
литература
- Юрген Гизеке, Эмиль Мосони: Гидроэлектростанции . Планировка, строительство и эксплуатация. 5-е, обновленное и расширенное издание, отредактированное Юргеном Гизеке и Стефаном Хеймерлом. Springer-Verlag, Heidelberg / Dordrecht / London / New York 2009, ISBN 978-3-540-88988-5 , Глава 17, Насосные гидроаккумулирующие электростанции , DOI : (стандартный учебник по гидроэнергетике растения).
- Майкл Стернер , Инго Стадлер (ред.): Хранение энергии. Потребность, технологии, интеграция. 2-е издание, Берлин-Гейдельберг, 2017 г., ISBN 978-3-662-48893-5 .
- Основная тема: гидроаккумулирующие электростанции. В: Bild der Wissenschaft , февраль 2018 г .; с несколькими постами
Гидроэлектростанции России
В энергосистеме России гидравлические электростанции России уверенно занимают второе место. Количество мощных ГЭС производительностью свыше 1000 мегаватт составляет 13 единиц, в более 100 хотя и менее мощные, но все равно исправно снабжают электроэнергией свои регионы.
Крупнейшей российской гидроэлектростанцией по праву считается Саяно-Шушенская (рис. 1). Ее возвели на Енисее, рядом с населенными пунктами Саяногорск и Черемушки. Географическим ориентиром служит граница, разделяющая Красноярский край и Хакасию. Данная ГЭС является первой ступенью, входящей в Енисейский каскад. Возведение плотины высотой 242 метра началось в 1963 году, а полностью она была построена лишь к 2000 году из-за многочисленных проблем технического характера. Общая производительность Саяно-Шушенской ГЭС составляет 6400 мегаватт.
Не меньшего внимания заслуживает Красноярская ГЭС, производительностью 6000 мегаватт (рис. 2). Данный объект представляет собой третье звено, расположенное в Енисейском каскаде. Красноярский гидроузел оборудован единственным в России судоподъемником, функционирующим с 1982 года. Пуск первых двух гидроагрегатов состоялся в 1967 году, остальные были последовательно введены в эксплуатацию в 1971 году.
Станция считается важным элементом российской энергосистемы и одним из основных поставщиков электричества в Красноярском крае, обеспечивая не менее 30% от общего количества необходимой энергии.
На почетном третьем месте находится Братская ГЭС мощностью 4500 МВт (рис. 3). Она построена на реке Ангаре неподалеку от города Братска Иркутской области. В Ангарском каскаде станция выполняет функцию второй ступени. После строительства плотины образовалось Братское водохранилище – самое крупное в России по значению полезного объема. После ввода в эксплуатацию в 1965 году по плотине было открыто железнодорожное, а буквально через месяц – автомобильное движение. В 60-е годы 20 века это была первая электростанция в мире по мощности. После модернизации, проведенной в 2006 году, Братская ГЭС продолжает поставлять электроэнергию на объекты региона, в том числе и на Братский алюминиевый завод.
В той же Иркутской области в 1980 году была построена Усть-илимская ГЭС на реке Ангаре (рис. 4). Ее производительность составляет 3840 мегаватт, а сама она входит в Ангарский каскад в качестве третьей ступени. Ввод в действие этой станции сделал Сибирскую энергосистему более надежной и устойчивой. Значительная часть произведенного электричества используется энергоемкими производствами – алюминиевыми заводами и лесохимическими предприятиями, объединенными в Усть-Илимский территориально-производственный комплекс.
Часть вторая. ГИДРОЭНЕРГЕТИКА
Гидроэнергетика использует возобновимые
источники энергии, что позволяет экономить
минеральное топливо. На гидроэлектростанциях
(ГЭС) энергия текущей воды преобразуется в
электрическую энергию. Основная часть ГЭС —
плотина, создающая разницу уровней воды и
обеспечивающая ее падение на лопасти
генерирующих электрический ток турбин. К
преимуществам ГЭС следует отнести высокий кпд —
92—94% (для сравнения у АЭС и ТЭС — около 33%),
экономичность, простоту управления.
Гидроэлектростанцию обслуживает сравнительно
немногочисленный персонал: на 1 МВт мощности
здесь занято 0,25 чел. (на ТЭС — 1,26 чел., на АЭС — 1,05
чел.). ГЭС наиболее маневренны при изменении
нагрузки выработки электроэнергии, поэтому этот
тип энергоустановок имеет важнейшее значение
для пиковых режимов работы энергосистем, когда
возникает необходимость в резервных объемах
электроэнергии. ГЭС имеют большие сроки
строительства — 15—20 лет (АЭС и ТЭС — 3—4 года) и
требуют на этом этапе больших капиталовложений,
но все минусы компенсируются длительными
сроками эксплуатации (до 100 лет и больше) при
относительной дешевизне поддерживающего
обслуживания и низкой себестоимости
выработанной электроэнергии. Любая ГЭС —
комплексное гидротехническое сооружение: она не
только вырабатывает электроэнергию, но и
регулирует сток реки, плотина используется для
транспортных связей между берегами. В нашей
стране при крупных ГЭС часто создавались
значительные промышленные центры,
использовавшие мощности строительной индустрии,
высвободившиеся после сооружения плотины, и
ориентированные на дешевую электроэнергию
гидроустановок. Таковы Тольятти при Волжской ГЭС
им. Ленина, Набережные Челны при Нижнекамской
ГЭС, Братск при Братской ГЭС, Балаково при
Саратовской ГЭС, Новочебоксарск при
Чебоксарской ГЭС, Чайковский при Воткинской ГЭС,
Волжский при Волжской ГЭС им. XXII съезда КПСС.
Похожим образом создавался промышленный центр
Саяногорск в Хакасии в относительном удалении от
Саяно-Шушенской ГЭС.
Бесспорные преимущества ГЭС несколько
приуменьшает относительная «капризность» этого
типа электростанций: для их размещения необходим
выгодный створ в речной долине, относительно
большое падение воды, сравнительно равномерный
сток по сезонам года, создание водохранилища и
затопление прирусловых территорий, которые
прежде использовались в хозяйственной
деятельности и для расселения людей. Более полно
гидроэнергетические ресурсы используют серии
ГЭС на одной реке — каскады. Наиболее мощные
каскады ГЭС в России построены на Енисее, Ангаре,
Волге, Каме. По числу отдельных ГЭС на протяжении
небольшого участка русла в России нет равных
каскадам Кольского полуострова: Нивскому (6 ГЭС
общей установленной мощностью 578 МВт),
Пазскому (5 ГЭС, 188 МВт), Серебрянскому (4 ГЭС, 512
МВт).
Россия располагает большим
гидроэнергетическим потенциалом (9% от мировых
запасов), что определяет широкие возможности
развития гидроэнергетики. По обеспеченности
гидроэнергетическими ресурсами Россия занимает
второе место в мире после Китая. Преобладающая
часть гидроэнергопотенциала сосредоточена в
восточных районах страны, в бассейнах Енисея,
Лены, Оби, Амура. Однако наиболее освоен
энергетический потенциал рек Европейской части,
коэффициент его использования ныне составляет
47%. Освоенность гидроэнергопотенциала Сибири
существенно ниже — 22%, на Дальнем Востоке этот
показатель не превышает 4%.
В России имеется 13 ГЭС установленной мощности
более 1 тыс. МВт каждая, их суммарная мощность
равна 25,6 тыс. МВт, что составляет 57% от совокупной
установленной мощности всех гидравлических
генерирующих установок в нашей стране. 9 ГЭС
имеют установленную мощность от 500 МВт до 1 тыс.
Пять крупнейших гидроэлектростанций России
располагаются на Волге, 3 — на Каме, 3 — на Ангаре
(еще одна строится), 2 — на Енисее, по одной — на
Оби, Зее, Бурее, Колыме, Сулаке, Курейке, Хантайке
(две последние — притоки Енисея). Крупных ГЭС нет
на таких значительных российских реках, как
Северная Двина, Печора, Дон, Иртыш, Лена, Амур.
Крупнейшая ГЭС России — Саяно-Шушенская с
установленной мощностью 6400 МВт — шестая по
величине ГЭС мира. Вторая в России —
Красноярская ГЭС (6000 МВт) в мире занимает седьмое
место. Напомним, что самой мощной
гидроэлектростанцией в мире ныне является
Итайпу на границе Бразилии и Парагвая (12,6 тыс.
МВт). За ней следуют Гранд-Кули (США, 10,8 тыс. МВт),
Гури (Венесуэла, 10,3 тыс. МВт), Тукуруи (Бразилия, 8
тыс. МВт), Санься (Китай, 7,7 тыс. МВт).
Перспективы использования гидроэлектростанций:
На сегодняшний день гидроэнергетика является весьма перспективным направлением развития энергетического сектора государств. В отличие от атомной энергетики, гидроэнергетика более предпочтительна, поскольку несет меньше рисков аварийности и нанесения вреда всему живому. Многие страны Запада закрывают атомные проекты, отдавая предпочтение более безопасным и экологически чистым технологиям получения дешевой энергии.
Однако развитию гидроэнергетики мешает ряд факторов:
а) необходимость расширения производства гидротурбин;
б) недостаток финансирования проектов гидроэнергетики;
в) удаленность гидроэлектростанций от мегаполисов и густонаселенных территорий, что влияет на эффективность передачи энергетического ресурса.
Толчком к развитию гидроэнергетики может стать совершенствование технологий аккумулирования и передачи электроэнергии на большие расстояния.
Как она работает
Электроэнергия вырабатывается ГЭС-ами, АЭС-ами и ТЭС-ами. Работают они обычно с полной загрузкой, невзирая на время суток, сезон и погодные условия. Днем вырабатываемый ими продукт потребляется населением и предприятиями активно, а вот ночью потребление снижается. В связи с этим возникает большая разница между стоимостью электроэнергии в пиковые периоды нагрузки и в ночное время. Проще говоря, днем электроэнергии еле хватает, а ночью она почти никому не нужна, что для производителей становится большим огорчением и они рады продавать ночное электричество кому угодно, хоть за бесценок.
Именно с целью скупки дешевой электроэнергии и ее дальнейшей перепродажи стали строиться ГАЭС. Механизм ГАЭС не очень сложен. Это два крупных водоема, расположенных на разной высоте, генераторы и насосы. Закупив дешевую ночную электроэнергию, ГАЭС используют ее для закачивания воды из нижнего водоема в верхний. Днем, когда потребление электроэнергии растет, ГАЭС сбрасывают воду, вырабатывая при этом дорогое дневное электричество, которое и продают потребителям.
