Понятие и внутреннее устройство, принцип работы и оценка преимуществ гидроэлектростанции как электростанции, в качестве источника энергии использующей энергию водного потока. Классификация станций в зависимости от вырабатываемой мощности, а также напора.
Подобные документы
Суммарная мощность электростанций Казахстана, их классификация на тепловые и гидроэлектростанции; динамика потребления. Основные показатели атомной электростанции в Казахстане с реактором на быстрых нейтронах. Развитие ветровой солнечной энергетики.
презентация, добавлен 08.10.2014
Понятие и внутреннее строение, компоненты и принцип работы транзисторных бестрансформаторных усилителей, сферы их практического использования, оценка преимуществ и недостатков. Принцип построения усилителя. Разновидности данных устройств и их значение.
реферат, добавлен 27.06.2015
Гидроэлектростанции и развитие гидростроения. Получение энергии за счет разности уровней воды как возобновляемый источник энергии. Расположение гидроагрегатов для максимального использования напора воды в турбинах гидроаккумулирующих электростанций.
реферат, добавлен 05.06.2011
Энергия и ее виды. Причины широкого использования электроэнергии. Тепловые, атомные, гидроэлектростанции и принцип их работы. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Прямое преобразование солнечной энергии. Геотермальная энергия Земли.
реферат, добавлен 12.11.2014
Гидроэнергетика в мире как совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования энергии водного потока в электрическую энергию. Основной принцип работы гидроэлектростанций. Достоинства и недостатки гидроэнергетики.
реферат, добавлен 20.04.2015
Исследование основной роли тепловой электростанции в Российской Федерации. Положительные и отрицательные свойства ТЭС. Производство электрической и тепловой энергии путем преобразования ядерной энергии. Достоинства и недостатки гидроэлектростанции.
презентация, добавлен 06.10.2015
Основные способы получения энергии: тепловые, гидроэлектростанции, атомные электростанции. Нетрадиционные источники энергии: ветровая, геотермальная энергия, тепловая энергия океана, энергия приливов и морских течений, водородная и солнечная энергия.
реферат, добавлен 23.12.2015
Влияние искажений качества электроэнергии на достоверность ее учета. Выявление дополнительных потерь в электротехническом оборудовании гидроэлектростанции. Анализ эффективного функционирования гидроэлектростанции в зависимости от уровня искажений.
Значение крупных электростанций и узлов. Принципы и факторы размещения электроэнергетики. Теплоэлектроцентрали и конденсационные тепловые электрические станции. Тепловые станции с газотурбинными (ГТУ), парогазовыми (ПГУ) и дизельными установками.
реферат, добавлен 17.12.2009
Характеристика природных условий участка расположения Фархадской гидроэлектростанции. Режимы работы агрегатов по напорам и расходам. Сооружения напорно-станционного узла. Расчет токов короткого замыкания. Характеристика вредных выбросов и сточных вод.
Слайд 2
- Гидроэлектроста́нция (ГЭС) - электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища
Слайд 3
Цели и задачи
- Узнать, какие есть крупнейшие ГЭС, их особенности, принцип работы, местонахождения, какие случаются аварии и происшествия на гидроэлектростанциях.
Слайд 4
- Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа.
Слайд 5
Особенности ГЭС:
- Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.
- Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии
- Возобновляемый источник энергии
- Значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций
- Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое
- Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей
- Водохранилища часто занимают значительные территории
- Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.
Слайд 6
Принцип работы
- Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.
Слайд 7
- Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией - естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.
- Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля за работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.
Слайд 8
Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:
- мощные - вырабатывают от 25 МВТ до 250 МВт и выше;
- средние - до 25 МВт;
- малые гидроэлектростанции - до 5 МВт.
- Мощность ГЭС напрямую зависит от напора воды, а также от КПД используемого генератора. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.
Слайд 9
Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использованиянапора воды:
- высоконапорные - более 60 м;
- средненапорные - от 25 м;
- низконапорные - от 3 до 25 м.
Слайд 10
Гидроэлектростанции России мощностью свыше 1000 МВт
Слайд 11
Предыстория развития гидростроения в России
- Первая очередь строительства ГЭС:
- район
- название
- мощность
Слайд 12
Аварии и происшествия на ГЭС
- 9 октября 1963 года - одна из крупнейших гидротехнических аварий на плотине Вайонт в северной Италии.
- 12 сентября 2007 года - на Новосибирской ГЭС произошел крупный пожар на одном из трансформаторов по причине замыкания и вследствие этого возгорания битума и обшивки трансформатора.
- 3 августа 2009 года - возгорание на трансформаторе напряжения открытого распределительного устройства 200 кВ Бурейской ГЭС..
- 16 августа 2009 года - пожар в мини-АТС Братской ГЭС, выход из строя аппаратуры связи и телеметрии ГЭС (Братская ГЭС входит в тройку крупнейших ГЭС России).
- 17 августа 2009 года - крупная авария на Саяно-Шушенской ГЭС (Саяно-Шушенская ГЭС самая мощная электростанция России).
Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией - естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию. Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля за работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.
Гидроэлектростанция (ГЭС) Около 23% электроэнергии во всем мире вырабатывают ГЭС. Они преобразуют кинетическую энергию падающей воды в механическую энергию вращения турбины, а турбина приводит во вращение электромашинный генератор тока. Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки.
Принцип работы ГЭС Плотина создает подпор воды в водохранилище, обеспечивающем постоянный подвод энергии. Вода истекает через водозабор, уровнем которого определяется скорость течения. Поток воды, вращая турбину, приводит во вращение электрогенератор. По высоковольтным ЛЭП электроэнергия передается на распределительные подстанции.
Крупнейшие гидроэлектростанции России Наименование Мощнос ть, ГВт Среднегодовая выработка, млрд кВт·ч География Саяно-Шушенская ГЭС 6,4023,50 р. Енисей, г. Саяногорск Красноярская ГЭС 6,0020,40 р. Енисей, г. Дивногорск Братская ГЭС 4,5022,60 р. Ангара, г. Братск Усть-Илимская ГЭС 4,3221,70 р. Ангара, г. Усть-Илимск Богучанская ГЭС 3,0017,60 р. Ангара, г. Кодинск
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) Гидроаккумулирующие электростанции используется для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки. В часы малых нагрузок ГАЭС, потребляя электроэнергию, перекачивает воду из низового водоема в верховой, а в часы повышенных нагрузок в энергосистеме использует запасенную воду для выработки пиковой энергии. Загорская ГАЭС
Приливная электростанция (ПЭС) Приливные электростанции используют энергию приливов. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 13 метров.Приливные электростанцииприливов Приливная электростанция Ля Ранс, Франция Приливные электростанции на видео
Кислогубская ПЭС экспериментальная ПЭС экспериментальная ПЭС расположенна в губе Кислая Баренцева моря, вблизи поселка Ура-Губа Мурманской области. Первая и единственная приливная электростанция России. Состоит на государственном учёте как памятник науки и техники.
Русловая гидроэлектростанция (РусГЭС) Русловая гидроэлектростанция (РусГЭС) относится к бесплотинным гидроэлектростанциям, которые размещают на равнинных многоводных реках, в узких сжатых долинах, на горных реках, а также в быстрых течениях морей и океанов.
2
Гидроэлектростанция
(ГЭС)
-
электростанция,
в
качестве
источника энергии использующая
энергию
водного
потока.
Гидроэлектростанции обычно строят
на реках, сооружая плотины и
водохранилища.
Гидроэлектрические
станции
разделяются в зависимости от
вырабатываемой мощности:
мощные - вырабатывают от 25
МВт и выше;
средние - до 25 МВт;
малые гидроэлектростанции - до 5
МВт.
Саяно-Шушенская ГЭС.
Мощность ГЭС - 6400 МВт
Основная доля вырабатываемой гидроэлектростанциями
электроэнергии (54,2 %) в России приходится на
гидрогенераторы большой мощности (200-640 МВт). Из
120 ГЭС в мире мощностью 1000 МВт и более, российских
- 10, т.е. одна двенадцатая часть.
Средние ГЭС – это плотинные ГЭС мощностью до 25 МВт и отличаются от «мощных» только масштабом (в т.ч. объемом водохранилища)
3Средние ГЭС – это плотинные ГЭС мощностью до 25 МВт и отличаются от
«мощных» только масштабом (в т.ч. объемом водохранилища)
Список средних ГЭС России:
Пальеозерская ГЭС, Гизельдонская ГЭС,
Межшлюзовая ГЭС, Толмачевская ГЭС-3,
Юшкозерская ГЭС, Гергебильская ГЭС,
Головная
ГЭС,
Гунибская
ГЭС,
Сенгилевская ГЭС, Свистухинская ГЭС,
Кайтакоски ГЭС, Майкопская ГЭС,
Дзау
ГЭС,
Чирюртская
ГЭС-2,
Правдинская ГЭС-3, Верхотурская ГЭС
Пальозерская ГЭС. Мощность 25 МВт.
Верхотурская ГЭС. Мощность 7 МВт
Основные минусы плотинных ГЭС
4Большие водохранилища затопляют значительные участки земли;
Разрушение плотины большой ГЭС практически неминуемо
вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки;
Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство
электроэнергии ГЭС;
Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода,
поскольку нормальное течение реки практически останавливается;5
Основные минусы плотинных ГЭС
Кроме этого, электрическую энергию плотинных ГЭС сложно и
дорого передавать в труднодоступные районы, где в свою очередь,
протекает множество рек, относимых к разряду малых.
В этих районах необходимо использовать
альтернативные варианты, например,
бесплотинные ГЭС.
Нынешнее состояние и перспективы
6Нынешнее состояние и перспективы
В России к малой гидроэнергетике относят бесплотинные
гидроэлектростанции (ГЭС), мощность которых не превышает 25 МВт, а
мощность единичного гидроагрегата составляет менее 10 МВт. Такие
ГЭС, в свою очередь, делятся на:
малые ГЭС (мощностью от 100 кВт до 25 МВт)
микро-ГЭС (мощностью от 1.5кВт до 100 кВт)7
Таблица 1. Потенциал МГЭС в РФ (млрд. кВт·ч/год)
Федеральный
округ
Теоретический
потенциал
Технический
потенциал
Северо-Западный
48.6
15.1
Центральный
7.6
2.9
Приволжский
35
11,4
Южный
50.1
15.5
Уральский
42.6
13.2
Сибирский
469.7
153
Дальневосточный
452
146
Итого по России
1105.6
357.18
Напорные
Свободнопоточные
поперечная (гирляндная)
наплавные
рукавные
продольная (упругозамкнутая)
Гидроударные
Такое многообразие конструкций бесплотинных ГЭС
(БПГЭС) связано с рациональным использованием речного
потока и гидрологическим режимом местности.9
Классификация бесплотинных ГЭС
Напорные(наплавные)
напорная турбина
конфузор (h до 3 м)
генератор, который
производит электроэнергию
Краткая характеристика:
теч. реки 0,3 м / с;
h реки 1,5 м;
мобильность;
6 12 м;
5 10кВт ч;10
Классификация бесплотинных ГЭС
Напорные(рукавные)
Краткая характеристика:
достаточно ручья
с объемным расходом 50 л/с
и перепадом высоты в 5 м;
десятки кВт·ч;
мобильность;11
Классификация бесплотинных ГЭС
Поперечные(гирляндные)
вингротор
Краткая характеристика:
ʋтеч>1 м/с;
hрек>50 см;
P=0,15DLʋ3k
где P – мощность, кВт
D – диаметр вингротора, м
L – активная длина гирлянды, м
ʋ – скорость течения, м/с
k – число гирлянд
1 герлянда дает до 5 – 15 кВт·ч.
Схема установки
1. Подшипник;
2. Опора;
3. Металлический трос;
4. Гидроколесо (турбина) ;
5. Электрогенератор;
6. Уровень верхнего течения реки;
7. Русло реки.
Мини-ГЭС Н.И. Ленева.
12Мини-ГЭС Н.И. Ленева.
Конструкция основана на двух рядах
плоских, прямоугольных лопастей,
каждая разделена осью на неравные
друг к другу части, большая из
которых
выступает
обратно
направлению потока воды.
Гравитационная (водоворотная) микро-ГЭС.
13Гравитационная (водоворотная)
микро-ГЭС.
Отводится часть воды из ручья в
бетонный желоб, построенный вдоль
береговой линии. Канал завершается
бетонным
цилиндром,
внизу
которого
выполнено
выпускное
отверстие с желобом-отводом. Вода
поступает цилиндр по касательной и,
подчиняясь
силе
гравитации,
стремится вниз, закручиваясь по
спирали – в центре находится
турбина, ее то и раскручивает
водоворот14
Классификация бесплотинных ГЭС
Гидроударные
Схема установки
1. Малая плотина;
2. Подводящая труба;
3. Нагнетательный клапан;
4. Ударный клапан;
5. Воздушный клапан;
6. Обратный клапан;
7. Напорный трубопровод;
8. Напорный бак;
9. Турбинный водовод;
10. Сливная труба;
11. Генератор;15
Плюсы бесплотинных ГЭС
генерация электроэнергии происходит от возобновляемого
источника, более стабильного, чем солнечный свет и ветер;
близость к конечному потребителю, энергетические потери
на транспортировку при этом минимальны либо
отсутствуют;
низкая стоимость электроэнергии, с учетом нулевых затрат
на исходное топливо;
полное отсутствие каких-либо выбросов в атмосферу,
минимальное воздействие на водные бассейны;
выход на полную мощность у малых гидроэлектростанций
занимает меньше времени, чем у генераторов на
нефтепродуктах.16
Минусы бесплотинных ГЭС
русла небольших рек и ручьев часто пересыхают летом и
промерзают зимой;
производительность мини-ГЭС связана с напором воды и ее
количеством. Чтобы обеспечить свой дом электроэнергией в
полном объеме, может потребоваться создание запруды
выше по руслу водоема – но это нарушение
законодательства;
строительство полноценной, пусть даже и небольшой
гидроэлектростанции, способной исправно снабжать
загородный коттедж электрической энергией круглый год,
обходится недешево.
