ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И ОСОБЕННОСТИ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

2020-01-20 14:42:22

Для эффективного производства электроэнергии на гидроэлектростанциях необходимо наличие двух основных факторов: гарантированная обеспеченность водой и большие уклоны реки. Плотина ГЭС обеспечивает необходимый напор воды, которая поступает на лопасти гидротурбины и приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. В некоторых случаях напор воды обеспечивается посредством деривации – естественным потоком воды.

ГЭС обладают рядом особенностей по сравнению с другими электростанциями.

К преимуществам работы ГЭС относятся:

низкая себестоимость энергии (более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях);

эксплуатация не сопровождается вредными выбросами в атмосферу;

турбины ГЭС допускают работу во всех режимах от нулевой до максимальной мощности и позволяют плавно изменять мощность при необходимости, выступая в качестве регулятора выработки электроэнергии;

существует возможность рыбоводства в водохранилищах ГЭС.

Необходимо иметь ввиду и определенные недостатки ГЭС:

Их создание сопряжено с затоплением земель;

строительство ГЭС ведется только там, где есть большие запасы энергии воды;

горные реки опасны в плане создания гидросооружений из-за высокой сейсмичности районов;

ГЭС обуславливают перестройку сложившихся экосистем за счет нерегулярности сбросов воды;

строительство ГЭС более капиталоёмко, чем у тепловых станций;

ГЭС, как правило, удалены от потребителей.

В зависимости от вырабатываемой мощности ГЭС принято разделять на три основных класса:

мощные – вырабатывают от 25 МВт и выше;

средние – от 5 до 25 МВт;

малые – до 5 МВт.

Малые и средние относятся по классификации большинства государств – участников СНГ к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ).

По типам ГЭС принята следующая классификация:

1. Плотинные и приплотинные ГЭС (самые распространенные).

Напор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку. Такие ГЭС строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках.

2. Деривационные ГЭС.

Такие электростанции строят на реках с большим уклоном, Необходимая концентрация воды в ГЭС создается посредством деривации (отвода части реки по каналу или тоннелю).

3. Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Они способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию и пускать ее в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы ГАЭС заключается в том, что в периоды малой нагрузки на сеть агрегаты работают как насосы от внешних источников энергии и закачивают воду в верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода приводит в действие турбины, расположенные значительно ниже. Строго говоря, ГАЭС обладают отрицательным КПД. Однако их использование имеет смысл: во-первых, для покрытия пиковых нагрузок в утренние и вечерние часы, и во-вторых из-за разницы стоимости затрачиваемой энергии (дешевая энергия в ночном режиме работы) и производимой (дорогая энергия в пиковом режиме работы).

История ГЭС насчитывает много веков. Вначале гидроэнергия использовалась в водяных мельницах. При этом приводом служил колесный механизм, вращаемый потоком воды. К концу 19-го века появились электрические генераторы, которые могли работать в сочетании с гидроприводом. Растущий спрос на электроэнергию задал импульс для их развития. В 1878 году в Англии заработала первая в мире ГЭС. К 1900 году счет гидроэлектростанций шел уже на сотни.

В настоящее время эксплуатируются десятки тысяч гидроэлектростанций. Они обеспечивают до 19 % всей электроэнергии в мире, установленная энергетическая мощность ГЭС достигает 800 ГВт.

Информационная служба