Сумісна робота сонячних електричних станцій, малих гідроелектростанцій та біогазових установок в системі



Сторінка6/15
Дата конвертації12.03.2016
Розмір1.11 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

1.4Загальна характеристика малих гідроелектростанцій


Гідроелектроста́нція (ГЕС) — електростанція, яка за допомогою гідротурбіни перетворює кінетичну енергію води велектроенергію.

Принцип роботи ГЕС досить простий. Ланцюг гідротехнічних споруд забезпечує необхідний напір води, що надходить на лопаті гідротурбіни, яка приводить в дію генератори, що виробляють електроенергію.

Необхідний напір води утворюється за допомогою будівництва греблі, і як наслідок концентрації річки в певному місці, або деривації - природним струмом води. У деяких випадках для отримання необхідного напору води використовують спільно і греблю, і деривації.

Безпосередньо в самій будівлі гідроелектростанції розташовується все енергетичне обладнання. У залежності від призначення, воно має свій певний поділ. У машинному залі розташовані гідроагрегати, які безпосередньо перетворюють енергію струму води в електричну енергію. Є ще всіляке додаткове обладнання, пристрої керування й контролю над роботою ГЕС, трансформаторна станція, розподільні пристрої та багато іншого.

Гідроелектричні станції залежно від потужності поділяють на такі:

потужні - виробляють від 25 МВт до 250 МВт і вище;

середні - до 25 МВт;

малі гідроелектростанції - до 5 МВт (в деяких країнах (в тому числі і Україні) малими визнаються гідроелектростанції із потужністю до 10 МВт.

Потужність ГЕС безпосередньо залежить від натиску води, а також від ККД використовуваного генератора. Через те, що за природними законами рівень води постійно змінюється, в залежності від сезону, а також ще від низки причин, в якості вираження потужності гідроелектричної станції прийнято брати циклічну потужність. Наприклад, розрізняють річний, місячний, тижневий або добовий цикли роботи гідроелектростанції.

Гідроелектростанції також діляться в залежності від максимального використання напору води:

високонапірні - понад 60 м;

середньонапірні - від 25 м;

низьконапірні - від 3 до 25 м.

Залежно від натиску води, в гідроелектростанціях застосовуються різні види турбін. Для високонапірних — ковшові і радіально-осьові турбіни з металевими спіральними камерами. На середньонапірних ГЕС встановлюються поворотнолопатні і радіально-осьові турбіни, на низьконапірних — поворотнолопастні турбіни в залізобетонних камерах. Принцип роботи всіх видів турбін схожий — вода, що подається під тиском (напір води), надходить на лопаті турбіни, які починають обертатися. Механічна енергія, таким чином, передається на гідрогенератор, який і виробляє електроенергію. Турбіни розрізняються деякими технічними характеристиками, а також камерами — залізними або залізобетонними, і розраховані на різний тиск води.

Гідроелектричні станції також розділяються в залежності від принципу використання природних ресурсів, і відповідно створення концентрації води. Тут можна виділити такі ГЕС:

Руслові і пригреблеві ГЕС.

Це найпоширеніші види гідроелектричних станцій. Натиск води в них створюється за допомогою установки мостом, повністю перегородка річки, або що піднімає рівень води в ній на необхідну позначку. Такі гідроелектростанції будують на багатоводних рівнинних річках, а також на гірських річках, у місцях, де русло річки вужче, стиснуте.

Греблеві ГЕС.

Будуються при більших напорах води. У цьому випадку річка повністю перегороджується греблею, а сама будівля ГЕС розташовується за греблею, у нижній її частині. Вода, в цьому випадку, підводиться до турбін через спеціальні напірні тунелі, а не безпосередньо, як у руслових ГЕС.

Дериваційні гідроелектростанції.

Такі електростанції будують у тих місцях, де великий ухил річки. Необхідна концентрація води в ГЕС такого типу створюється за допомогою деривації. Вода відводиться з річкового русла через спеціальні водовідведення. У підсумку вода підводиться безпосередньо до будівлі ГЕС. Дериваційні ГЕС можуть бути різного виду - безнапірні або з напірної деривації. У випадку напірної деривації, прокладається водовід з великим подовжнім ухилом. В іншому випадку на початку деривації на річці створюється вища гребля, і створюється водосховище — така схема ще називається змішаної деривації, тому що використовуються обидва методи створення необхідної концентрації води.

Гідроакумулюючі електростанції.

Такі ГАЕС здатні акумулювати вироблену електроенергію, і пускати її в хід у моменти пікових навантажень. Принцип роботи таких електростанцій наступний: в певні моменти (часи не пікового навантаження), агрегати ГАЕС працюють як насоси, і закачують воду в спеціально обладнані верхні басейни. Коли виникає потреба, вода з них поступає в напірний трубопровід і, відповідно, приводить в дію додаткові турбіни.

Цінність гідроелектричної станції полягає в тому, що для виробництва електричної енергії вони використовують поновлювані джерела енергії. З огляду на те, що потреби в додатковому паливі для ГЕС немає, кінцева вартість одержуваної електроенергії значно нижче, ніж при використанні інших видів електростанцій.

Слід зазначити, що негативний вплив на довкілля, характерний для великих ГЕС (порушення теплового, гідравлічного та кліматичного стану місцевості), не характерний для малих ГЕС, які використовують природні водяні напори без необхідності будівництва масштабних гідротехнічних споруд.

Енергетичні установки використовують, як правило, потенційну або кінетичну енергію річок.

За останні роки споруджується багато мікро- та міні-ГЕС, які характеризуються меншими капіталовкладеннями та можуть бути розташовані на територіях, де вже є відповідні технічні системи. При цьому відсутня плата за воду як природний ресурс, а електроенергія використовується для власного споживання і не оподатковується. В результаті досягаються мінімальні терміни окупності капіталовкладень.

В майбутньому мала гідроенергетика в світі може більш широко впроваджуватися, якщо буде розроблений та втілений в життя механізм внутрішнього руху квот на викиди шкідливих речовин. Його суть полягає в тому, що підприємство, де екологічні реконструкції не дають результату, може споруджувати екологічно чистий енергооб'єкт, який буде заміщувати викиди в екологічному балансі інвестора або власника енергооб'єкта.

У таблиці 1.2 наведений потенціал малої гідроенергетики України.
Таблиця 1.2 – Потенціал малої гідроенергетики України


Річний енергетичний потенціал

Теоретично можливий

Технічно досяжний

Економічно доцільний

млрд. кВт∙год

млн.

т.у.п


млрд. кВт∙год

млн.

т.у.п.


млрд. кВт∙год

млн.

т.у.п.


12,5

4,5

8,3

3,0

3,75

1,4

Технічний гідроенергетичний потенціал малих річок складає 0,7 млн.кВт або 30% від загального технічного потенціалу усіх річок України.

Потенційні ресурси рівнинних річок значно нижчі, ніж гірських і предгірних. Їх загальну для України величину орієнтовно оцінюють в 1,98 млн.кВт або близько 41% гідроенергоресурсів усіх річок України.

Розглядаючи технічний стан діючих МГЕС, який є на сьогоднішній день в Україні потрібно зазначити, що вони характеризується значним або повністю зношеним основним гідросиловим, гідротехнічним і електротехнічним устаткуванням; наявністю несправностей в спорудженнях напірного фронту, які можуть стати причиною виникнення аварійних ситуацій; замулюванням водойм; ростом огорожі води на неенергетичні потреби; розмивами кріплень водозливних і берегових ділянок нижнього б'єфу і так далі.

Більшість ГЕС, що належать не енергетичним організаціям, законсервовані або списані і знаходяться в запущеному стані (іноді зруйновані).

Відновлювану енергетику не варто вважати панацеєю, здатну повністю замінити традиційні джерела. У світі ця галузь забезпечує не більше 16% усієї виробленої енергії, причому близько 10% припадає на спалення традиційної біомаси, як-то деревини. У наш час відновлювану енергетику варто сприймати не як альтернативу традиційним джерелам енергії, а лише як засіб їхньої економії.

Не все просто й із екологічною складовою. Останні результати досліджень використання відновлюваних джерел дещо зіпсували їхній імідж як цілком екологічних. Зокрема, в Європі нині серйозне занепокоєння викликає масове використання вітряків, яке призводить до зменшення швидкості повітряних мас. Європа ризикує залишитися без вітру. А це, у свою чергу, може стати причиною низки природних негараздів.

Про гідроенергетику годі й казати – Україна ще й досі «смакує» наслідки розливу води внаслідок будівництва Каховської ГЕС.

Проте наука не тупцює на місці. Засоби видобутку енергії з відновлюваних джерел постійно модернізують та усувають наявні недоліки. Міжурядова група експертів зі зміни клімату (IPCC) стверджує, що до 2050 року відновлювані джерела енергетики зможуть забезпечувати до 77% загального обсягу виробництва енергії.

Незважаючи на разючі перспективи малої гідроенергетики в Україні, гідропотенціал нашої країни наразі використовується лише на 3%, тоді як в Австрії та Німеччині цей показник сягає 80%. 

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка