Baraj hidrocentrale. Caracteristicile funcționării unei centrale hidroelectrice. În funcție de înălțimea debitului de presiune, centralele hidroelectrice sunt împărțite în


Caracteristicile CHE Costul energiei electrice la CHE din Rusia este de peste două ori mai mic decât la centralele termice; Generatoarele hidroelectrice pot fi pornite și oprite destul de rapid în funcție de consumul de energie; Se utilizează sursa de energie regenerabilă; Impact semnificativ mai mic asupra mediului aerian decât alte tipuri de centrale electrice. Construcția de centrale hidroelectrice necesită, de obicei, mai mult capital; Adesea, centralele hidroelectrice eficiente sunt mai îndepărtate de consumatori; Rezervoarele ocupă adesea suprafețe mari; Barajele schimbă adesea natura pescuitului deoarece blochează trecerea peștilor migratori către zonele de depunere a icrelor, dar contribuie adesea la creșterea stocurilor de pește în rezervorul în sine și la implementarea pisciculturii.


Tipuri de centrale hidroelectrice Centrale hidroelectrice (CHP): Centrale hidroelectrice de baraj; Centrale hidroelectrice la cursul râului; Centrale hidroelectrice bazate pe baraje; Hidrocentrale de deviere; Centrale de acumulare prin pompare; Centrale mareomotrice; Centrale cu valuri și curenți marini.


Centrala hidroelectrică la cursul râului (RusGES) Centrala hidroelectrică la cursul râului (RusGES) se referă la centralele hidroelectrice fără baraje care sunt situate pe râuri plate cu apă mare, în văile înguste comprimate, pe râuri de munte, precum și în curenții repezi ai mărilor și oceanelor.








Centrale cu acumulare prin pompare (PSPP) Centralele cu acumulare prin pompare sunt utilizate pentru a echilibra eterogenitatea zilnică a programului de sarcină electrică. În timpul orelor de sarcină redusă, centrala de acumulare prin pompare, consumând energie electrică, pompează apă dintr-un rezervor inferior într-un rezervor superior, iar în timpul orelor de sarcină crescută în sistemul de alimentare, folosește apa stocată pentru a genera energie de vârf.




Centrala mareomotrică (TPP) Centralele mareomotrice utilizează energia mareelor. Centralele mareomotrice sunt construite pe țărmurile mărilor, unde forțele gravitaționale ale Lunii și ale Soarelui modifică nivelul apei de două ori pe zi. Fluctuațiile nivelului apei în apropierea țărmului pot ajunge la 13 metri.




Centrale ondulatorie Pentru a produce energie electrică se folosesc două caracteristici principale ale valurilor: energia cinetică și energia de rulare a suprafeței. Tocmai acești factori se încearcă să fie utilizați în construcția centralelor electrice cu valurile. Schema de funcționare a centralelor hidroelectrice cu val






Principiul de funcționare Principiu general lucru: centralele hidroelectrice convertesc energia cinetică a apei în cădere în energia mecanică a rotației turbinei, iar turbina rotește un generator de curent al mașinii electrice. Presiunea necesară a apei este generată prin construirea unui baraj, și ca urmare a concentrării râului într-un anumit loc, sau prin devierea prin debitul natural al apei. Un lanț de structuri hidraulice asigură presiunea necesară a apei care curge către paletele unei turbine hidraulice, care antrenează generatoarele care produc energie electrică. Toate echipamentele electrice sunt amplasate direct în clădirea centralei hidroelectrice. În funcție de scop, are propria sa diviziune specifică. Unitățile hidraulice sunt amplasate în camera mașinilor (acestea transformă energia debitului de apă în energie electrică). Mai este tot posibil echipament optional, dispozitive de control și monitorizare pentru funcționarea hidrocentralelor, posturilor de transformare, aparatelor de comutare și multe altele.



Puterea hidrocentralelor Centralele hidroelectrice sunt împărțite în funcție de puterea generată: cele puternice produc de la 25 MW până la 250 MW și mai mult; medie până la 25 MW; centrale hidroelectrice mici de până la 5 MW. Puterea unei centrale hidroelectrice depinde direct de presiunea apei, precum și de randamentul generatorului utilizat. Datorită faptului că, conform legilor naturale, nivelul apei se schimbă constant, în funcție de anotimp, precum și dintr-o serie de alte motive, se obișnuiește să se ia puterea ciclică ca expresie a puterii unei centrale hidroelectrice. . De exemplu, există cicluri anuale, lunare, săptămânale sau zilnice de funcționare a unei centrale hidroelectrice. Centralele hidroelectrice se împart și în funcție de utilizarea maximă a presiunii apei: presiune mare peste 60 m; presiune medie de la 25 m; presiune joasă de la 3 la 25 m.


Tipuri de turbine În funcție de presiunea apei, se utilizează centralele hidroelectrice tipuri diferite turbine: Pentru turbine cu cupă de înaltă presiune și radial-axiale cu camere spiralate metalice La centralele hidroelectrice de medie presiune se instalează turbine cu pale rotative și radial-axiale, la turbine cu pale rotative de joasă presiune în camere din beton armat. Principiul de funcționare al tuturor tipurilor de turbine este similar. Turbinele diferă în anumite privințe caracteristici tehnice, precum și camere din fier sau din beton armat și sunt proiectate pentru diferite presiuni ale apei.


Nume Putere, W Producție medie anuală, miliarde kWh Proprietar Geografie Sayano-Shushenskaya HPP 0,00 (6,40) 23,50 JSC Rus Hydror. Yenisei, Sayanogorsk Krasnoyarsk HPP6,0020,40JSC "Krasnoyarsk HPP"r. Yenisei, Divnogorsk Bratsk HPP4,5222,60OJSC Irkutskenergo, RFFI. Angara, Bratsk Ust-Ilimskaya HPP3.8421.70 Irkutskenergo OJSC, RFFir. Angara, Ust-Ilimsk Boguchanskaya HPP3.0017.60 SA „Boguchanskaya HPP”, SA Rus Hydro r. Angara, Kodinsk Volzhskaya HPP2,5512,30 JSC Rus Hydror. Volga, Volzhsky Zhigulevskaya HPP2.3210.50 JSC Rus Hydror. Volga, Zhigulevsk Bureyskaya HPP2,017,10 JSC Rus Hydror. Bureya, sat Talakan Cheboksary HPP1,403,31JSC Rus Hydror. Volga, Novocheboksarsk Saratov HPP1,275,35JSC Rus Hydror. Volga, Balakovo În total, în Rusia funcționează 102 hidrocentrale cu o capacitate de peste 100 MW. Accidente majore la hidrocentrale La 9 octombrie 1963, unul dintre cele mai mari accidente hidrotehnice a avut loc la barajul Vajont din nordul Italiei. Pe 12 septembrie 2007, un incendiu mare a avut loc la unul dintre transformatoarele de la Centrala Hidroelectrică Novosibirsk din cauza unui scurtcircuit și, ca urmare, bitumul și carcasa transformatorului au luat foc. La 3 august 2009, a avut loc un incendiu la transformatorul de tensiune al tabloului deschis de 200 kV de la CHE Bureyskaya. La 16 august 2009, a avut loc un incendiu în centrala telefonică mini-automată a centralei hidroelectrice Bratsk, defecțiunea echipamentului de comunicație și telemetrie al centralei hidroelectrice (centrala hidroelectrică Bratsk este una dintre cele mai mari trei puteri hidroelectrice). stații din Rusia). La 17 august 2009, a avut loc un accident major la CHE Sayano-Shushenskaya (CHE Sayano-Shushenskaya este cea mai puternică centrală electrică din Rusia).

Centrala hidroelectrica (HPP)- un ansamblu de structuri și echipamente prin care energia curgerii apei este transformată în energie electrică. Centralele hidroelectrice sunt de obicei construite pe râuri prin construirea de baraje și rezervoare. Pentru producerea eficientă a energiei electrice la centralele hidroelectrice sunt necesari doi factori principali: asigurarea alimentării cu apă pe tot parcursul anuluiși eventual pante mari ale râului. Terenul asemănător canionului este favorabil construcției hidraulice.

Complexul hidroelectric de pe un râu plat cuprinde: un baraj, o clădire de centrală electrică, deversor, porți de navigație (lacăte), structuri de trecere a peștilor etc.

Principiul de funcționare. Principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice este destul de simplu (Fig. D.1). Un lanț de structuri hidraulice asigură presiunea necesară a apei, iar echipamentele de putere transformă energia apei care se mișcă sub presiune în energia mecanică a mișcării turbinei, care antrenează generatoarele care produc energie electrică.

Figura D.1 - Schema unei centrale hidroelectrice

Puterea unei centrale hidroelectrice este determinată de debitul și presiunea apei. La o centrală hidroelectrică, de regulă, presiunea apei este generată prin construirea unui baraj sau a unei derivații - fluxul natural de apă. În unele cazuri, atât un baraj, cât și o deviere sunt utilizate împreună pentru a obține presiunea necesară a apei. Zona de apă din fața barajului se numește amonte, iar sub baraj se numește aval. Diferența dintre nivelurile piscinei superioare (UWB) și ale piscinei inferioare (UNB) determină presiunea N. Bazinul superior formează un rezervor în care se acumulează apă, utilizată după cum este necesar pentru a genera energie electrică.

Toate echipamentele electrice sunt amplasate direct în clădirea centralei hidroelectrice. În funcție de scop, are propria sa diviziune specifică. În camera mașinilor există unități hidraulice care transformă direct energia debitului de apă în energie electrică. Există, de asemenea, tot felul de echipamente suplimentare, dispozitive de control și monitorizare pentru funcționarea centralelor hidroelectrice, o stație de transformare, aparate de comutare și multe altele.

Clasificarea hidrocentralelor . Centralele hidroelectrice sunt împărțite în funcție de:

1) puterea generată:

puternic - produc de la 25 MW și mai sus;

mediu - până la 25 MW;

centrale hidroelectrice mici - până la 5 MW.

2) utilizarea maximă a presiunii apei:

înaltă presiune - mai mult de 60 m;

presiune medie - de la 25 m;

joasă presiune - de la 3 la 25 m.

3) principiul de utilizare resurse naturale și, în consecință, concentrația de apă rezultată:

Centrale hidroelectrice la curgere și baraj. Acestea sunt cele mai comune tipuri de centrale hidroelectrice. Presiunea apei în ele este creată prin instalarea unui baraj care blochează complet râul sau ridică nivelul apei în acesta la nivelul necesar. În același timp, unele inundații ale văii râului sunt inevitabile. Astfel de hidrocentrale sunt construite pe râurile de câmpie cu apă înaltă, precum și pe râurile de munte, în locurile în care albia râului este mai îngustă și mai comprimată.

Baraj hidrocentrale. Sunt construite la presiuni mai mari ale apei. În acest caz, râul este blocat complet de un baraj, iar clădirea hidrocentralei în sine se află în spatele barajului, în partea inferioară a acestuia. Apa, în acest caz, este furnizată turbinelor prin tuneluri speciale de presiune, și nu direct, ca în hidrocentralele la curs de râu.

Hidrocentrale de deviere. Astfel de centrale electrice sunt construite în locuri în care panta râului este mare. Concentrația necesară de apă într-o centrală hidroelectrică de acest tip este creată prin deviere. Apa este îndepărtată din albia râului prin sisteme speciale de drenaj. Acestea din urmă sunt îndreptate, iar panta lor este semnificativ mai mică decât panta medie a râului. Ca urmare, apa este furnizată direct către clădirea centralei hidroelectrice. Hidrocentralele de deviere pot fi tipuri diferite- fără presiune sau cu derivare a presiunii. În cazul devierii presiunii, conducta de apă este așezată cu o pantă longitudinală mare. Într-un alt caz, la începutul devierii, se creează un baraj mai înalt pe râu și se creează un rezervor - această schemă se mai numește și diversiune mixtă, deoarece sunt utilizate ambele metode de creare a concentrației necesare de apă.

Centrale de acumulare prin pompare. Asemenea centrale electrice cu acumulare prin pompare sunt capabile să acumuleze energia electrică generată și să o pună în funcțiune în perioadele de sarcină de vârf. Principiul de funcționare al unor astfel de centrale electrice este următorul: în anumite perioade (nu de sarcină de vârf), centralele cu acumulare prin pompare funcționează ca pompe din surse externe de energie și pompează apă în bazinele superioare special echipate. Când apare cererea, apa din acestea intră în conducta de presiune și antrenează turbinele.

Turbină. În funcție de presiunea apei, în centralele hidroelectrice se folosesc diferite tipuri de turbine. Pentru turbine de înaltă presiune - cupe și radial-axiale cu camere spiralate metalice. La centralele hidroelectrice de medie presiune se instalează turbine cu pale rotative și radial-axiale, la centralele hidroelectrice de joasă presiune se instalează turbine cu pale rotative în camere de beton armat. Principiul de funcționare al tuturor tipurilor de turbine este similar - apa sub presiune (presiunea apei) intră în paletele turbinei, care încep să se rotească. Energia mecanică este astfel transferată unui hidrogenerator, care generează energie electrică. Turbinele diferă în unele caracteristici tehnice, precum și în camere - oțel sau beton armat și sunt proiectate pentru diferite presiuni ale apei.

Puterea dezvoltată de unitatea hidraulică este proporțională cu presiunea H și debitul de apă Q:

Turbinele și generatoarele pot fi instalate direct în sau în apropierea barajului. În unele cazuri, se folosește o conductă prin care se alimentează apă sub presiune sub nivelul barajului sau către unitatea de captare a apei a unei centrale hidroelectrice.

Baraj . Un baraj este o structură hidraulică care blochează un curs de apă sau un rezervor pentru a ridica nivelul apei. De asemenea, servește la concentrarea presiunii la locul structurii și la crearea unui rezervor.

Barajele pot diferi în funcție de design și sunt împărțite în gravitație, arc, etc. Barajele gravitaționale arată ca bariere de piatră sau beton. Construcțiile de acest tip împiedică curgerea apei cu greutatea lor. Cele arcuite își îndeplinesc îndatoririle datorită unui design special. Funcționarea cu succes a barajelor depinde de trei indicatori: rezistența elementelor verticale ale structurii, masa și caracteristicile structurii arcuite, care se sprijină pe culeele de coastă. La construirea unui baraj, este necesar să se țină cont de influența anumitor factori externi. Acestea sunt așa-numitele forțe de forfecare, a căror apariție este cauzată de influența apei, a vântului, a impactului valurilor și a schimbărilor de temperatură. Neglijarea de către constructori a factorilor de mai sus poate duce la distrugerea barajului. Prin urmare, se fac anumite calcule pentru a preveni efectele negative ale forțelor tăietoare.

Deşeuri . Sursele de producere a deșeurilor sunt clădirile și structurile centralelor hidroelectrice, activitățile diviziilor stației, precum și activitățile conexe menite să asigure alte activitate economică. De regulă, filialele care efectuează lucrări de reparații și asistență sunt, de asemenea, situate pe teritoriul stațiilor.

Principalele deșeuri (4–5 clase de pericol) sunt deșeurile (nămol) generate în timpul epurării mecanice și biologice a apelor uzate, textile, deșeuri de construcții și alte deșeuri, deșeuri eterogene de hârtie și carton, sticlă, beton asfaltic sau amestec de beton asfaltic, beton armat, precum precum și cărămizi de construcție sparte și produse din beton armat, rumeguș și resturi de lemn, deșeuri de la grilajele de protecție ale centralelor electrice etc. Principala modalitate de a gestiona deșeurile din aceste clase este transferarea acestora către alte organizații pentru eliminare.

Deșeurile din clasele de pericol 1 și 2 (lămpi cu mercur, tuburi fluorescente care conțin mercur care au expirat și sunt înlocuite cu altele de economisire a energiei) sunt transferate către organizații specializate pentru eliminare.

Centrală hidroelectrică

Centrala hidroelectrica (HPP)- o centrală electrică care utilizează energia curgerii apei ca sursă de energie. Centralele hidroelectrice sunt de obicei construite pe râuri prin construirea de baraje și rezervoare.

Pentru producerea eficientă a energiei electrice la o centrală hidroelectrică, sunt necesari doi factori principali: o aprovizionare garantată cu apă pe tot parcursul anului și, eventual, pante mari ale râului; tipurile de teren asemănătoare canionului sunt favorabile construcției hidraulice.

Particularități

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice este destul de simplu. Un lanț de structuri hidraulice asigură presiunea necesară a apei care curge către paletele unei turbine hidraulice, care antrenează generatoarele care produc energie electrică.

Cele mai mari centrale hidroelectrice din lume

Nume Putere,
GW		 Media anuală
putere, miliarde kWh		 Proprietar Geografie
Trei Chei 22,40 100,00 R. Yangtze, Sandouping, China
Itaipu 14,00 100,00 Itaipu Binacional R. Parana, Foz do Iguacu, Brazilia / Paraguay
Guri 10,30 40,00 R. Caroni, Venezuela
Cascada Churchill 5,43 35,00 Newfoundland and Labrador Hydro R. Churchill, Canada
Tucurui 8,30 21,00 Eletrobrás R. Tocantins, Brazilia

Centrale hidroelectrice din Rusia

Începând cu 2009, Rusia are 15 hidrocentrale cu o capacitate de peste 1000 MW (în funcțiune, în construcție sau în construcție înghețată) și peste o sută de hidrocentrale de capacitate mai mică.

Cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia

Nume Putere,
GW		 Media anuală
putere, miliarde kWh		 Proprietar Geografie
CHE Sayano-Shushenskaya 2,56 (6,40) 23,50 SA RusHydro R. Ienisei, Sayanogorsk
Centrala hidroelectrică Krasnoyarsk 6,00 20,40 SA „HPP Krasnoyarsk” R. Ienisei, Divnogorsk
Hidrocentrala Bratsk 4,52 22,60 OJSC Irkutskenergo, RFBR R. Angara, Bratsk
CHE Ust-Ilimskaya 3,84 21,70 OJSC Irkutskenergo, RFBR R. Angara, Ust-Ilimsk
CHE Boguchanskaya 3,00 17,60 SA „Boguchanskaya HPP”, SA RusHydro R. Angara, Kodinsk
CHE Volzhskaya 2,58 12,30 SA RusHydro R. Volga, Volzhsky
CHE Zhigulevskaya 2,32 10,50 SA RusHydro R. Volga, Jigulevsk
CHE Bureyskaya 2,01 7,10 SA RusHydro R. Bureya, sat Talakan
HPC Cheboksary 1,40 (0,8) 3,31 (2,2) SA RusHydro R. Volga, Novoceboksarsk
CHE Saratov 1,36 5,7 SA RusHydro R. Volga, Balakovo
CHE Zeyskaya 1,33 4,91 SA RusHydro R. Zeya, Zeya
CHE Nijnekamsk 1,25 (0,45) 2,67 (1,8) OJSC „Companie generatoare”, OJSC „Tatenergo” R. Kama, Naberezhnye Chelny
Zagorskaya PSPP 1,20 1,95 SA RusHydro R. Kunya, sat Bogorodskoye
CHE Votkinskaya 1,02 2,60 SA RusHydro R. Kama, Ceaikovski
Hidrocentrala Chirkey 1,00 2,47 SA RusHydro R. Sulak, satul Dubki

Note:

Alte centrale hidroelectrice din Rusia

Contextul dezvoltării ingineriei hidraulice în Rusia

ÎN perioada sovieticăÎn dezvoltarea energetică, s-a pus accent pe rolul deosebit al planului economic național unificat pentru electrificarea țării - GOELRO, care a fost aprobat la 22 decembrie 1920. Această zi a fost declarată sărbătoare profesională în URSS - Ziua Inginerilor Energetici. Capitolul din plan dedicat hidroenergiei s-a numit „Electrificare și Energie a Apei”. Acesta a afirmat că hidrocentralele pot fi benefice din punct de vedere economic, în special în cazul utilizare integrată: pentru generarea de energie electrică, îmbunătățirea condițiilor de navigație sau recuperarea terenurilor. S-a presupus că în 10-15 ani va fi posibilă construirea unei centrale hidroelectrice în țară cu o capacitate totală de 21.254 mii cai putere (aproximativ 15 milioane kW), inclusiv în partea europeană a Rusiei - cu o capacitate de 7.394. , în Turkestan - 3.020, în Siberia - 10.840 mii CP Pentru următorii 10 ani s-a planificat construirea unei centrale hidroelectrice cu o capacitate de 950 mii kW, dar ulterior s-a planificat construirea a zece hidrocentrale cu o capacitate totală de exploatare a primelor trepte de 535 mii kW.

Deși deja cu un an înainte, în 1919, Consiliul Muncii și Apărării a recunoscut construcția hidrocentralelor Volhov și Svir ca obiecte de importanță pentru apărare. În același an au început pregătirile pentru construcția hidrocentralei Volhov, prima dintre hidrocentrale construite conform planului GOELRO.

Cu toate acestea, chiar înainte de începerea construcției centralei hidroelectrice Volhov, Rusia avea o experiență destul de bogată în construcții hidraulice industriale, în principal prin companii private și concesiuni. Informațiile despre aceste hidrocentrale construite în Rusia în ultimul deceniu al secolului al XIX-lea și primii 20 de ani ai secolului al XX-lea sunt destul de fragmentate, contradictorii și necesită cercetări istorice speciale.

Este considerat cel mai de încredere că prima centrală hidroelectrică din Rusia a fost centrala hidroelectrică Berezovskaya (Zyryanovskaya), construită în Rudny Altai pe râul Berezovka (un afluent al râului Bukhtarma) în 1892. Era cu patru turbine cu o putere totală de 200 kW și era menită să furnizeze energie electrică pentru drenarea minelor din mina Zyryanovsky.

Stația hidroelectrică Nygri, care a apărut în provincia Irkutsk de pe râul Nygri (un afluent al râului Vacha) în 1896, pretinde, de asemenea, a fi prima. Echipamentul de putere al stației era alcătuit din două turbine cu un arbore orizontal comun, care roteau trei dinamo cu o putere de 100 kW fiecare. Tensiunea primară a fost transformată de patru transformatoare de curent trifazate de până la 10 kV și transmisă prin două linii de înaltă tensiune către minele învecinate. Acestea au fost primele linii electrice de înaltă tensiune din Rusia. O linie (9 km lungime) a fost întinsă prin loaches până la mina Negadanny, cealaltă (14 km) - în sus pe valea Nygri până la gura izvorului Sukhoi Log, unde a funcționat mina Ivanovsky în acei ani. La mine, tensiunea a fost transformată la 220 V. Datorită energiei electrice de la hidrocentrala Nygrinskaya, în mine au fost instalate ascensoare electrice. În plus, a fost electrificată calea ferată de mine, care a servit pentru îndepărtarea rocii sterile, care a devenit prima cale ferată electrificată din Rusia.

Avantaje

  • utilizarea energiei regenerabile.
  • electricitate foarte ieftina.
  • lucrarea nu este însoțită de emisii nocive în atmosferă.
  • acces rapid (față de CHP/CHP) la modul de funcționare a puterii de ieșire după pornirea stației.

Defecte

  • inundarea terenului arabil
  • construcția se realizează numai acolo unde există rezerve mari de energie apei
  • pe râurile de munte sunt periculoase din cauza seismicității ridicate a zonelor
  • degajările reduse și nereglementate de apă din rezervoare timp de 10-15 zile (până la absența acestora) duc la restructurarea ecosistemelor unice de luncă inundabilă de-a lungul întregii albie, ca urmare, poluarea râului, reducerea lanțurilor trofice, scăderea numărului de pești, eliminarea animale acvatice nevertebrate, creșterea agresivității componentelor muschiului (mușcane) din cauza malnutriției în stadiile larvare, dispariția locurilor de cuibărit a multor specii de păsări migratoare, umiditate insuficientă a solului de luncă, succesiune negativă a plantelor (epuizarea fitomasei), reducerea debitului de nutrienți în oceane.

Accidente și incidente majore

Note

Vezi si

Centrala hidroelectricaîn Wikționar
Centrala hidroelectrica pe Wikimedia Commons

Legături

  • Harta celor mai mari centrale hidroelectrice din Rusia (GIF, date 2003)

O centrală hidroelectrică este un complex de structuri și echipamente hidraulice complexe. Scopul său este de a transforma energia fluxului de apă în energie electrică. Hidroenergia este una dintre așa-numitele surse de energie regenerabilă, adică este practic inepuizabilă.

Cea mai importantă structură hidraulică este un baraj. Reține apa în rezervor și creează presiunea necesară a apei. O turbină hidraulică este motorul principal al unei centrale hidroelectrice. Cu ajutorul ei, energia apei care se deplasează sub presiune este transformată în energie mecanică de rotație, care este apoi (mulțumită unui generator electric) transformată în energie electrică. Turbină hidraulică, hidrogenerator, dispozitive automate de monitorizare și control - consolele sunt amplasate în camera turbinelor centralei hidroelectrice. Transformatoarele superioare pot fi amplasate atât în ​​interiorul clădirii, cât și în zone deschise. Aparatele de distribuție sunt cel mai adesea instalate în aer liber, lângă clădirea centralei electrice.

În Uniunea Sovietică, care are resurse hidroenergetice mari (11112% din totalul mondial), a început construcția extinsă de centrale hidroelectrice. Pe baza capacității hidroelectrice instalate. Abia în cei 30 de ani postbelici, din 1950, stațiile au fost împărțite în mici - până în 1980, producția de energie electrică a crescut cu până la 5 MW, mijlocii - de la 5 la 25 și mari - hidrocentrale au crescut de peste 10 ori. peste 25 MW. În țara noastră există 20 de hidrocentrale, fiecare având o putere instalată ce depășește 500 MW. Cele mai mari dintre ele sunt centralele hidroelectrice Krasnoyarsk (6000 MW) și Sayano-Shushenskaya (6400 MW).

Construcția hidrocentralelor este de neconceput fără o soluție cuprinzătoare la multe probleme. Este necesar să se satisfacă nevoile nu numai de energie, ci și de transport cu apă, alimentare cu apă, irigații și pescuit. Aceste sarcini sunt cel mai bine îndeplinite de principiul cascadei atunci când nu una, ci o serie de centrale hidroelectrice sunt construite pe râu, situate de-a lungul râului. Acest lucru face posibilă crearea mai multor rezervoare amplasate succesiv pe râu la diferite niveluri, ceea ce înseamnă o utilizare mai completă a debitului râului, a resurselor sale energetice și manevrarea puterii centralelor hidroelectrice individuale. Pe multe râuri au fost construite cascade de hidrocentrale. Pe lângă Volzhsky, au fost construite cascade pe Kama, Nipru, Chirchik, Hrazdan, Irtysh, Rioni și Svir. Cea mai puternică cascadă Angara-Yenisei cu cele mai mari centrale hidroelectrice din lume - Bratsk, Krasnoyarsk, Sayano-Shushenskaya și Boguchanskaya, cu o capacitate totală de aproximativ 17 GW și o producție anuală de 76 miliarde kWh de energie electrică.

Există mai multe tipuri de centrale electrice care folosesc energia curgerii apei. Pe lângă hidrocentrale, se construiesc și centrale cu acumulare prin pompare (PSPP) și centrale mareoelectrice (TPP). La prima vedere, cu greu veți observa diferența dintre o centrală hidroelectrică convențională și o centrală hidro-înmagazinată. Aceeași clădire în care se află echipamentul principal de alimentare, aceleași linii electrice. Nu există nicio diferență fundamentală în metoda de generare a energiei electrice. Care sunt caracteristicile centralelor cu acumulare prin pompare?

Spre deosebire de o centrală hidroelectrică, o stație de stocare cu pompare necesită două rezervoare (nu unul) cu o capacitate de câteva zeci de milioane de metri cubi fiecare. Nivelul unuia ar trebui să fie cu câteva zeci de metri mai mare decât celălalt. Ambele rezervoare sunt conectate între ele prin conducte. Pe rezervorul inferior este în curs de construire o clădire a unei centrale de stocare cu pompare. În el, așa-numitele unități hidraulice reversibile - turbine hidraulice și generatoare electrice sunt plasate pe același arbore. Pot funcționa atât ca generatoare de curent, cât și ca pompe electrice de apă. Când consumul de energie scade, de exemplu noaptea, turbinele hidraulice acționează ca pompe, pompând apa din rezervorul inferior în cel superior. În acest caz, generatoarele funcționează ca motoare electrice, primind energie electrică de la centralele termice și nucleare. Când consumul de energie electrică crește, unitățile hidraulice ale centralei cu acumulare prin pompare trec la rotație inversă. Apa care cade din rezervorul superior în cel inferior rotește turbinele hidraulice, iar generatoarele generează energie electrică. Astfel, noaptea, o centrală cu acumulare prin pompare, cum ar fi, acumulează energie electrică generată de alte centrale electrice și o eliberează în timpul zilei. Prin urmare, centralele cu acumulare prin pompare servesc de obicei, așa cum spun inginerii energetici, pentru a acoperi „vârfurile” de sarcină, adică furnizează energie atunci când este nevoie în mod special. Pe glob Peste 160 de centrale electrice de stocare prin pompare funcționează. În țara noastră, în apropiere de Kiev a fost construită prima centrală de acumulare prin pompare. Are o înălțime mică, de doar 73 m, și o putere totală de 225 MW.

În regiunea Moscovei a intrat în funcțiune o centrală de acumulare prin pompare mai mare, cu o capacitate de 1,2 GW și o înălțime de 100 m.

În mod obișnuit, centralele de stocare cu pompare sunt construite pe râuri. Dar, după cum sa dovedit, astfel de centrale electrice pot fi construite pe țărmurile mărilor și oceanelor. Numai acolo au primit un alt nume - centralele mareeoelectrice (TPP).

De două ori pe zi în același timp, nivelul oceanului crește și scade. Forțele gravitaționale ale Lunii și ale Soarelui sunt cele care atrag mase de apă. Departe de coastă, fluctuațiile nivelului apei nu depășesc 1 m, dar lângă coastă pot ajunge la 13 m, ca, de exemplu, în Golful Penzhinskaya de pe Marea Okhotsk.

Dacă un golf sau gura unui râu este blocată cu un baraj, atunci în momentul celei mai mari creșteri a apei, sute de milioane de metri cubi de apă pot fi blocați într-un astfel de rezervor artificial. Când marea se stinge în mare, se creează o diferență între nivelul apei din rezervor și din mare, care este suficientă pentru a roti turbinele hidraulice instalate în clădirile PES. Dacă există un singur rezervor, PES-ul poate genera energie electrică în mod continuu timp de 4-5 ore cu pauze de 1-2 ore, respectiv, de patru ori pe zi (nivelul apei din rezervor se modifică de atâtea ori în timpul mareelor ​​înalte și joase) .

Pentru a elimina generarea neuniformă a energiei, rezervorul stației este împărțit de un baraj în 2-3 mai mici. Unul menține nivelul de joasă, celălalt menține nivelul de mare, iar al treilea servește drept rezervă.

La TPP sunt instalate unități hidraulice, care sunt capabile să funcționeze cu eficiență ridicată atât în ​​modul generator (produce energie electrică), cât și în modul de pompare (pomparea apei dintr-un rezervor cu un nivel scăzut de apă la un rezervor cu un nivel ridicat). În modul pompă, PES funcționează atunci când apare exces de electricitate în sistemul de alimentare. În acest caz, unitățile pompează sau pompează apă dintr-un rezervor în altul.

În 1968 pe coastă Marea Barents Prima centrală industrială pilot din țara noastră a fost construită în Golful Kislaya. Clădirea centralei găzduiește 2 unități hidraulice cu o capacitate de 400 kW.

Zece ani de experiență în operarea primului TPP ne-au permis să începem elaborarea proiectelor pentru TPP Mezen pe Marea Albă, Penzhinskaya și Tugurskaya pe Marea Okhotsk.

Valorificarea marilor forțe ale mareelor ​​oceanelor lumii, chiar și ale valurilor oceanice în sine, este o problemă interesantă. Tocmai încep să o rezolve. Sunt multe de studiat, inventat, proiectat.

Construcția marilor giganți energetici – fie că este vorba de hidrocentrale, centrale cu acumulare prin pompare sau centrale electrice – este de fiecare dată un examen pentru constructori. Aici este combinată munca muncitorilor cu cele mai înalte calificări și diferite specialități - de la maeștri de beton până la alpiniști.

  • Anterior: ELEVATOR HIDRO
  • Următorul: MANECĂ
Categorie: Industrie pe G 


Introducere

Oamenii au învățat de mult să folosească energia apei pentru a roti rotoarele morilor, mașinilor-unelte și gaterului. Dar, treptat, ponderea hidroenergiei în cantitatea totală de energie folosită de oameni a scăzut. Acest lucru se datorează capacității limitate de a transfera energia apei pe distanțe lungi. Odată cu apariția turbinei electrice acționate de apă, hidroenergia are noi perspective.

Unele dintre primele instalații hidroelectrice cu o capacitate de doar câteva sute de wați au fost construite în 1876-1881 în Stangass și Laufen (Germania) și în Grayside (Anglia). Dezvoltarea hidrocentralelor și utilizarea lor industrială este strâns legată de problema transmiterii energiei electrice la distanțe. Construirea unei linii de transport a energiei electrice (170 km) de la hidrocentrala Laufen până la Frankfurt pe Main (Germania) pentru alimentarea cu energie electrică Expoziția Internațională de Electrotehnică (1891) a deschis oportunități largi pentru dezvoltarea hidrocentralelor. În 1892, curentul industrial a fost furnizat de o centrală hidroelectrică construită pe o cascadă în Bülach (Elveția), aproape simultan în 1893 au fost construite centrale hidroelectrice la Gelschen (Suedia), pe râul Isar (Germania) și în California (SUA) . În 1896, a intrat în funcțiune Centrala Hidroelectrică Niagara (SUA) de curent continuu; în 1898 hidrocentrala Rheinfeld (Germania) a dat curent, iar în 1901 au început să fie încărcate hidrogeneratoarele hidrocentralei Jonat (Franţa).

Informații convingătoare despre prima hidrocentrală din lume pot fi considerate și informații despre prima hidrocentrală din Croația din orașul Sibenik (1885). O tensiune de curent alternativ de 230 kW a servit pentru iluminatul orașului.

Este considerat cel mai de încredere că prima centrală hidroelectrică din Rusia a fost centrala hidroelectrică Berezovskaya (Zyryanovskaya), construită în Rudny Altai pe râul Berezovka (un afluent al râului Bukhtarma) în 1892. Era cu patru turbine cu o putere totală de 200 kW. Energia rezultată a iluminat spațiile de producție, a asigurat funcționarea centralei telefonice și a alimentat pompele electrice pentru pomparea apei din puțurile miniere.

Stația hidroelectrică Nygri, care a apărut în provincia Irkutsk de pe râul Nygri (un afluent al râului Vacha) în 1896, pretinde, de asemenea, a fi prima. Echipamentul de putere al stației era alcătuit din două turbine cu un arbore orizontal comun, care roteau trei dinamo cu o putere de 100 kW fiecare. Tensiunea primară a fost transformată de patru transformatoare de curent trifazate de până la 10 kV și transmisă prin două linii de înaltă tensiune către minele vecine Negadanny și Ivanovsky. La mine, tensiunea a fost transformată la 220 V. Datorită energiei electrice de la hidrocentrala Nygrinskaya, în mine au fost instalate ascensoare electrice. În plus, a fost electrificată calea ferată de mine, care a servit pentru îndepărtarea rocii sterile, care a devenit prima cale ferată electrificată din Rusia.

Începând cu 2012, hidroenergia furnizează până la 21% din toată energia electrică din lume; capacitatea de energie instalată a centralelor hidroelectrice (HPP) ajunge la 715 GW. Liderii în producția de hidroenergie în termeni absoluti sunt: ​​China, Canada, Brazilia; și pe cap de locuitor - Norvegia, Islanda și Canada. Cele mai mari centrale hidroelectrice din lume sunt:

· Trei Chei (China, râul Yangtze) - 22,4 GW,

Itaipu (Brazilia, râul Parana) - 14 GW,

· Guri (Venezuela, râul Caroni) 10,3 GW,

Tucurui (Brazilia, râul Tocantins) - 8,3 GW,

· Grand Coulee (SUA, Columbia River) - 6,8 GW,

· Sayano-Shushenskaya (Rusia, râul Yenisei) 6,4 GW,

· Krasnoyarsk (Rusia, râul Yenisei) 6 GW,

· Robert-Bourassa (Canada, râul La Grande) 5,6 GW,

· Cascada Churchill (Canada, râul Churchill) - 5,4 GW,

Începând cu 2011, Rusia are 15 centrale hidraulice în funcțiune, în construcție și în construcție suspendată de peste 1.000 MW și peste o sută de hidrocentrale de capacitate mai mică.

În același timp, în ceea ce privește potențialul economic al resurselor hidroenergetice, Rusia ocupă locul al doilea în lume (aproximativ 852 miliarde kWh) după China, însă, în ceea ce privește gradul de dezvoltare a acestora - 20% - este inferioară aproape tuturor. țările dezvoltateși multe țări în curs de dezvoltare. Gradul de uzură al echipamentelor majorității hidrocentralelor rusești depășește 40%, iar pentru unele hidrocentrale această cifră ajunge la 70%, ceea ce este asociat cu o problemă sistemică în întreaga industrie hidroenergetică și subfinanțarea cronică a acesteia.

1. Principalele tipuri de centrale hidroelectrice

Centrale hidroelectrice la curgere și baraj

Baraj; 2 - porti; 3 - nivelul maxim al piscinei superioare; 4 - nivelul minim al piscinei superioare; 5 - lift hidraulic; 6 - grila de depozitare a gunoiului; 7 hidrogenerator; 8 - turbina hidraulica; 9 - nivelul minim al apei spate; 10 - nivelul maxim de inundație

Hidrocentrale Pridam

Sunt construite la presiuni mai mari ale apei. În acest caz, râul este blocat complet de un baraj, iar clădirea hidrocentralei în sine se află în spatele barajului, în partea inferioară a acestuia. Apa, în acest caz, este furnizată turbinelor prin tuneluri speciale de presiune, și nu direct, ca în hidrocentralele la curs de râu.

Baraj; 2 - conductă de apă; 3 - amplasament pentru echipamente electrice de înaltă tensiune; 4 - clădirea camerei turbinelor hidrocentralei.

Hidrocentrale de deviere:

Hidrocentrale de deviere. Astfel de centrale electrice sunt construite în locuri în care panta râului este mare. Concentrația necesară de apă într-o centrală hidroelectrică de acest tip este creată prin deviere. Apa este îndepărtată din albia râului prin sisteme speciale de drenaj. Acestea din urmă sunt îndreptate, iar panta lor este semnificativ mai mică decât panta medie a râului. Ca urmare, apa este furnizată direct către clădirea centralei hidroelectrice. Hidrocentralele de deviere pot fi de diferite tipuri - cu curgere liberă sau cu deviare de presiune. În cazul devierii presiunii, conducta de apă este așezată cu o pantă longitudinală mare. Într-un alt caz, la începutul devierii, se creează un baraj mai înalt pe râu și se creează un rezervor - această schemă se mai numește și diversiune mixtă, deoarece sunt utilizate ambele metode de creare a concentrației necesare de apă.

Schema unei hidrocentrale de deviere: 1 - baraj; 2 lift de apă; 3 - rezervor de decantare; 4 - canal de derivare; 5 - bazin de reglare zilnică; 6 - bazin sub presiune; 7 - conducta de apa turbina; 8 - aparatura de comutare; 9 - clădire hidrocentrală; 10 - deversor; 11 - căi de acces

Centrale de acumulare prin pompare:

Asemenea centrale electrice cu acumulare prin pompare sunt capabile să acumuleze energia electrică generată și să o pună în funcțiune în perioadele de sarcină de vârf. Principiul de funcționare al unor astfel de centrale electrice este următorul: în anumite perioade (nu de sarcină de vârf), centralele cu acumulare prin pompare funcționează ca pompe din surse externe de energie și pompează apă în bazinele superioare special echipate. Când apare cererea, apa din acestea intră în conducta de presiune și antrenează turbinele.

Centrale hidroelectrice mareoelectrice (TPP):

Un tip special de centrală hidroelectrică care utilizează energia mareelor ​​și, de fapt, energia cinetică a rotației Pământului. Centralele mareomotrice folosesc diferențele de nivel ale apei (fluctuațiile nivelului apei în apropierea țărmului pot ajunge la 12 metri) care apar în timpul mareelor ​​înalte și joase. Pentru a face acest lucru, bazinul de coastă este separat de un baraj jos, care reține apa de maree la reflux. Apoi apa este eliberată și se rotește turbinele hidraulice care pot funcționa atât în ​​modul generator, cât și în modul pompă (pentru a pompa apa în rezervor pentru funcționarea ulterioară în absența mareelor).

. Principiul de funcționare al centralei hidroelectrice. Principalele structuri și echipamente ale centralelor hidroelectrice

O centrală hidroelectrică este un complex de structuri și echipamente prin care energia curgerii apei este transformată în energie electrică.

Centralele hidroelectrice sunt parte integrantă a unui complex hidroelectric - un complex de structuri hidraulice destinate utilizării resurselor de apă în interesul economiei naționale: obținerea energie electrica, irigații, alimentare cu apă, îmbunătățirea condițiilor de navigație, protecția împotriva inundațiilor, piscicultură etc.

Puterea debitului hidraulic depinde de debit și presiune. Viteza curgerii apei într-un râu variază de-a lungul lungimii sale cu modificări în secțiunea transversală a canalului și panta hidraulică. Pentru a concentra puterea și presiunea râului în orice loc, se ridică structuri hidraulice: un baraj, un canal de deviere.

Structurile deversoarelor transferă apa din amonte în aval pentru a evita depășirea nivelului maxim de proiectare al apei în perioada de inundație, gheață de evacuare, nămol etc.

Dacă râul este navigabil, atunci barajul este adiacent ecluzelor (ascensoare de nave) cu canale de apropiere pentru trecerea navelor și plutelor prin instalațiile de apă, transbordarea mărfurilor și transferul pasagerilor de pe apă la transportul terestru etc.

Pentru a asigura selecția și furnizarea apei către consumatorii neenergetici, complexul hidroelectric include instalații de captare a apei și stații de pompare.

Structurile de pescuit sunt pasaje pentru pești și ascensoare pentru pești pentru trecerea speciilor valoroase de pești prin instalații de apă către locurile de depunere a icrelor permanente, structuri de protecție a peștilor și structuri pentru creșterea artificială a peștilor. Uneori, peștii sunt trecuți prin ecluze în timpul procesului de blocare a navelor.

Pentru a conecta instalațiile hidroelectrice între ele, conectați-le la rețeaua de automobile de stat și căi ferate, precum și pentru a trece aceste drumuri prin canalizare se construiesc structuri de transport: poduri, drumuri etc.

Pentru a genera energie electrică și a o distribui consumatorilor, complexul hidroelectric include diverse structuri energetice. Acestea includ: dispozitive de admisie a apei și conducte care furnizează apă de la piscina superioară către turbine și descarcă apa în piscina inferioară; construirea de centrale hidroelectrice cu hidroturbine, hidrogeneratoare și transformatoare; echipamente mecanice auxiliare și de ridicare și transport; Telecomandă; dispozitive de distribuție deschise concepute pentru a primi și distribui energie.

Principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice este următorul: barajul formează un rezervor, oferind presiune constantă a apei. Apa intră în priza de apă și, trecând printr-o conductă de apă sub presiune, rotește o turbină hidraulică, care antrenează un hidrogenerator. Tensiunea de ieșire a hidrogeneratoarelor este crescută de transformatoare pentru transportul către stațiile de distribuție și apoi către consumatori.

Presiunea este creată de concentrarea căderii râului în zona care este utilizată de un baraj, sau o deviere, sau un baraj și o deviere împreună. În inginerie hidraulică, devierea este un set de structuri care drenează apa dintr-un râu, rezervor sau alt corp de apă, o transportă la o centrală hidroelectrică, o stație de pompare și, de asemenea, drenează apa din acestea. Există deviere fără presiune și presiune. Deviația presiunii - o conductă, tunel de presiune, este utilizată atunci când fluctuațiile nivelului apei la locul de admisie sau de evacuare sunt semnificative. Pentru fluctuații mici de nivel, pot fi utilizate atât devierea presiunii, cât și cea fără presiune. Tipul de derivație este selectat ținând cont conditii naturale suprafata pe baza unui calcul tehnic si economic. Lungimea conductelor moderne de apă de deviere atinge câteva zeci de kilometri, capacitatea de debit este mai mare de 2000 m 3 /sec. Echipamentul principal de putere este amplasat în clădirea centralei hidroelectrice: în camera turbinelor centralei - unități hidraulice, echipamente auxiliare, dispozitive automate de control și monitorizare; în postul central de comandă se află un tablou de comandă pentru operatorul-dispecerat sau operatorul auto al centralei hidroelectrice. Stația de transformare superioară este amplasată atât în ​​interiorul clădirii centralei hidroelectrice, cât și în clădiri separate sau în spații deschise. Aparatele de comutare sunt adesea amplasate în zone deschise. O clădire poate fi împărțită în secțiuni care conțin una sau mai multe unități și echipamente auxiliare, separate de părțile adiacente ale clădirii. La sau în interiorul clădirii centralei hidroelectrice este creat un loc de instalare pentru asamblarea și repararea diverselor echipamente și pentru operațiuni auxiliare de întreținere. În funcție de capacitatea instalată, acestea se împart în puternice (peste 250 MW), medii (până la 25 MW) și mici (până la 5 MW). Puterea unei centrale hidroelectrice depinde de presiunea (diferența dintre nivelurile debitului superior și inferior de apă Q (m 3 /sec)) utilizată în turbinele hidraulice și de eficiența unității hidraulice.

În funcție de presiunea maximă utilizată, centralele hidroelectrice sunt împărțite în presiune înaltă (mai mult de 60 m), presiune medie (de la 25 la 60 m) și presiune joasă (de la 3 la 25 m). Pe râurile de câmpie, presiunile depășesc rar 100 m; în condiții muntoase, pot fi create presiuni de până la 300 m sau mai mult folosind un baraj și cu ajutorul devierii - până la 1500 m.

Generatoarele de hidrogen și turbinele hidraulice sunt considerate una dintre cele mai importante componente ale hidrocentralelor.

Turbine hidro.

O turbină hidraulică transformă energia apei care curge sub presiune în energie mecanică de rotație a arborelui.

Pe baza principiului de funcționare, turbinele hidraulice sunt împărțite în reactive (jet de presiune) și active (jet liber). Apa intră în rotor fie prin duze (în turbinele hidraulice active), fie printr-o paletă de ghidare (în turbinele hidraulice cu jet).

Cel mai comun tip de turbină hidraulică activă este turbină cu găleată. Turbinele cu cupe sunt foarte diferite din punct de vedere structural de cele mai comune turbine hidraulice cu jet (radial-axiale, cu pale rotative), în care rotorul este situat în fluxul de apă. În turbinele cu găleată, apa este furnizată prin duze tangenţial la un cerc care trece prin mijlocul găleţii. Apa care trece prin duză formează un jet care zboară cu viteză mare și lovește paleta turbinei, după care roata se rotește, făcând lucru. După devierea unei lame, alta este plasată sub curent. Procesul de utilizare a energiei jetului are loc atunci când presiune atmosferică, iar producerea de energie se realizează numai datorită energiei cinetice a apei. Paletele turbinei sunt biconcave cu o lamă ascuțită în mijloc; Scopul lamei este de a separa curentul de apă pentru a utiliza mai bine energia. Turbinele hidraulice cu cupe sunt utilizate la presiuni de peste 200 de metri (cel mai adesea 300-500 de metri sau mai mult), la debite de până la 100 m³/sec. Puterea celor mai mari turbine cu cupe poate ajunge la 200-250 MW sau mai mult. La înălțimi de până la 700 de metri, turbinele cu cupe concurează cu turbinele radial-axiale; la înălțimi mai mari, nu există nicio alternativă la utilizarea lor. De regulă, centralele hidroelectrice cu turbine cu cupe sunt construite conform unei scheme de deviere, deoarece este problematică obținerea unor presiuni atât de semnificative folosind un baraj. Avantajele turbinelor cu cupe sunt capacitatea de a utiliza presiuni foarte mari, precum și debite scăzute de apă. Dezavantajele turbinei sunt ineficiența la presiuni scăzute, incapacitatea de a o utiliza ca pompă și cerințele ridicate pentru calitatea apei furnizate.

Turbină radial-axială (turbina Francis) - turbină cu reacție. În rotorul turbinelor de acest tip, fluxul se deplasează mai întâi radial (de la periferie spre centru), apoi pe direcția axială (până la ieșire). Folosit la presiuni de până la 600 m. Putere de până la 640 MW.

Principalul avantaj al turbinelor de acest tip este cea mai mare eficiență optimă dintre toate tipurile existente. Dezavantajul este că caracteristica de funcționare este mai puțin plană decât cea a unei turbine hidraulice cu pale rotative.

Turbină cu pale rotative (turbină Kaplan)- o turbină cu reacție, ale cărei pale se pot roti în jurul axei lor simultan, datorită căreia puterea sa este reglată. Puterea poate fi reglată și cu ajutorul paletelor de ghidare. Paletele unei turbine hidraulice pot fi amplasate fie perpendicular pe axa acesteia, fie în unghi. Fluxul de apă dintr-o turbină cu pale rotative se mișcă de-a lungul axei sale. Axa turbinei poate fi amplasată fie vertical, fie orizontal. Cu axă verticală, fluxul, înainte de a intra în camera de lucru a turbinei, este răsucit într-o cameră spiralată și apoi îndreptat cu ajutorul unui caren. Acest lucru este necesar pentru alimentarea uniformă cu apă a palelor turbinei și, prin urmare, pentru a reduce uzura. Este utilizat în principal în centralele hidroelectrice de medie presiune.

Turbină diagonală- turbina cu reacție utilizată la presiuni medii și mari. O turbină diagonală este o turbină cu pale rotative, ale cărei pale sunt situate la un unghi ascuțit (45-60°) față de axa de rotație a turbinei. Acest aranjament de palete vă permite să măriți numărul acestora (până la 10-12 bucăți) și să utilizați turbina la presiuni mai mari. Turbinele diagonale sunt utilizate la presiuni de la 30 la 200 de metri, concurând la presiuni joase cu turbinele clasice cu pale rotative și la presiuni mari cu turbinele radial-axiale. Față de acestea din urmă, turbinele diagonale au o eficiență ceva mai mare, dar sunt structural mai complexe și mai supuse uzurii.

Hidrogenerator- o mașină electrică concepută pentru a genera energie electrică la o centrală hidroelectrică. În mod obișnuit, un hidrogenerator este o mașină electrică sincronă verticală cu poli saliente condusă de o turbină hidraulică, deși există și generatoare hidraulice orizontale (inclusiv hidrogeneratoare cu capsule).

Generatoarele de hidrogen au o viteză de rotație relativ mică (până la 500 rpm) și un diametru destul de mare (până la 20 m), ceea ce determină în primul rând proiectarea verticală a majorității generatoarelor de hidrogen, deoarece cu un design orizontal devine imposibilă asigurarea mecanică necesară. rezistența și rigiditatea elementelor lor structurale.

Centralele cu acumulare prin pompare folosesc generatoare reversibile de hidrogen (generatoare-motoare de hidrogen), care pot genera atât energie electrică, cât și o pot consuma. Ele diferă de hidrogeneratoarele convenționale prin designul special al rulmentului axial, care permite rotorului să se rotească în ambele direcții.

Hidrogeneratoarele pentru hidrocentrale sunt special proiectate in functie de viteza de rotatie si puterea turbinelor hidraulice pentru care sunt destinate. Hidrogeneratoarele pentru puterea unitară mare sunt instalate de obicei vertical pe rulmenți axiali cu rulmenți de ghidare corespunzători. Ele sunt de obicei trifazate și proiectate pentru o frecvență standard. Sistemul de racire cu aer este inchis, cu schimbatoare de caldura aer-apa.

3. Avantajele și dezavantajele centralelor hidroelectrice

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

În plus, această sursă de energie poate fi folosită destul de simplu, așa cum demonstrează istoria îndelungată a hidroenergiei. De exemplu, generatoarele hidroelectrice pot fi pornite sau oprite în funcție de consumul de energie.

În același timp, problema influenței hidroenergiei asupra mediu inconjurator. Pe de o parte, exploatarea hidrocentralelor nu conduce la poluarea mediului cu substanțe nocive, spre deosebire de emisiile de CO 2 produse de centralele termice și eventualele accidente la centralele nucleare, care pot duce la consecințe catastrofale globale.

Dar, în același timp, formarea rezervoarelor necesită inundarea unor suprafețe mari, adesea fertile, iar acest lucru provoacă schimbări negative în natură. Barajele blochează adesea calea peștilor către zonele de depunere a icrelor, perturbă curgerea naturală a râurilor, duc la dezvoltarea proceselor de stagnare, reduc capacitatea de „auto-purificare” și, prin urmare, schimbă dramatic calitatea apei.

Costul energiei produse la centralele hidroelectrice este mult mai mic decât la centralele nucleare și termice, iar acestea sunt capabile să ajungă rapid la modul de ieșire a puterii de funcționare după pornire, dar construcția lor este mai costisitoare.

Tehnologiile moderne de producere a energiei hidroelectrice fac posibilă obținerea unei eficiențe destul de ridicate. Uneori este de două ori mai mare decât cea a centralelor termice convenționale. În multe privințe, această eficiență este asigurată de caracteristicile echipamentelor hidrocentralelor. Este foarte fiabil și ușor de utilizat.

În plus, toate echipamentele folosite au un alt avantaj important. Are o durată de viață lungă, care se datorează lipsei de căldură în timpul procesului de fabricație. Și într-adevăr, nu este nevoie să schimbați des echipamentul; defecțiunile sunt extrem de rare. Termen minim Durata de viață a centralei hidroelectrice este de aproximativ cincizeci de ani. Și în vastitatea celor dintâi Uniunea Sovietică Stațiile construite în anii douăzeci sau treizeci ai secolului trecut funcționează cu succes. Centralele hidroelectrice sunt controlate printr-un hub central și ca urmare, în majoritatea cazurilor, au un personal redus.

Concluzie

centrala hidroelectrica turbina cost energie

Potențialul hidroenergiei poate fi determinat prin însumarea tuturor debitelor râurilor existente pe planetă. Calculele au arătat că potențialul global este de cincizeci de miliarde de kilowați pe an. Dar această cifră foarte impresionantă este doar un sfert din cantitatea de precipitații care cad anual în întreaga lume.

Luând în considerare condițiile fiecărei regiuni specifice și starea râurilor lumii, potențialul real al resurselor de apă variază de la două până la trei miliarde de kilowați. Aceste cifre corespund unei producții anuale de energie de 10.000 - 20.000 de miliarde de kilowați pe oră.

Pentru a înțelege potențialul hidroenergiei exprimat prin aceste cifre, datele obținute trebuie comparate cu indicatorii centralelor termice pe bază de petrol. Pentru a genera această cantitate de energie electrică, centralele pe bază de petrol ar avea nevoie de aproximativ patruzeci de milioane de barili de petrol în fiecare zi.

Fără îndoială, hidroenergia în viitor nu ar trebui să aibă niciun impact impact negativ asupra mediului sau reduceți-l la minimum. În același timp, este necesar să se realizeze utilizarea maximă a resurselor hidro.

Mulți experți înțeleg acest lucru și, prin urmare, problema conservării mediul natural cu construcția de inginerie hidraulică activă, este mai relevantă ca niciodată. În zilele noastre, prognoza precisă este deosebit de importantă consecințe posibile construcția de instalații hidraulice. Ar trebui să răspundă la multe întrebări referitoare la posibilitatea de atenuare și depășire a situațiilor de mediu nedorite care pot apărea în timpul construcției. În plus, este necesară o evaluare comparativă a eficienței de mediu a viitoarelor instalații hidroelectrice. Adevărat, implementarea unor astfel de planuri este încă departe, deoarece astăzi nu se realizează dezvoltarea metodelor de determinare a potențialului energetic de mediu.

Lista surselor

1. Neporozhny P.S., Obrezkov V.I.; „Introducere în specialitatea: energia hidroelectrică”. ed. Moscova, 1982

Drobnis V.F. „Hidraulice și mașini hidraulice”, ed. Moscova, 1987