Оглавление
Нетрадиционные источники энергии
Альтернативные (нетрадиционные) источники энергии – процессы и вещества, существующие в природном пространстве, с помощью которых можно получать необходимую энергию. Простыми словами – это возобновляемые источники энергии. К ним относят:
- солнечную энергию;
- ветровую энергию;
- биоэнергетику;
- геотермальную энергию;
- энергию атмосферного электричества;
- энергию морей и океанов;
- грозовую энергетику.
Использование альтернативных источников энергии позволяет снизить зависимость человека от невозобновляемых ресурсов. Кроме того такие источники положительно сказываются на экологии окружающей среды.
Итак, давайте посмотрим, какие же альтернативные источники энергии используются в нашей стране:
Солнечные электростанции – в последнее время все больше распространяются среди населения. Энергию получают благодаря специальным фотоэлементам, которые устанавливают на отдельных объектах или гелиостанциях. Солнечные батареи, в качестве источника энергии, стали использовать для освещения улиц, работы светофоров
Эффективность солнечных электростанций зависит от погодных условий, для их работы важно большое количество солнечных дней. В России лучшими районами для строительства станций являются Краснодарский край, Крым, Восточная Сибирь, Магаданская область
На сегодня мощность всех солнечных станций превышает 400 МВт. Одни из крупнейших -Орская (Оренбургская обл.), Бурибаевская (Республика Башкортостан). Более 10 электростанций мощностью 20 МВт функционируют в Крыму.
Ветряные электростанции – они работают благодаря установке ветряков-преобразователей. Для их строительства требуются значительные площади. Для большей эффективности ветряки устанавливают в 10-12 км от побережья морей, в степи. В России лучшие районы – крайний север, побережья морей в северной, восточной и юго-западной части страны.В промышленных масштабах электроэнергия вырабатывается на Зеленоградской (Калининградская обл.), Останинской (Крым), Тарханкутской (Крым) и Сакской (Крым) ветровых установках. В перспективе создание еще 22 ветряных электростанций общей мощностью 2500 МВТ.
Геотермальный – еще один нетрадиционный источник получения энергии. Используется тепло, выделяемое земной корой. В Российской Федерации получить его можно на Дальнем Востоке, Кавказе, в Краснодарском и Ставропольском крае. В этих регионах температура геотермальных вод достигает +125 градусов. В стране функционирует 5 геотермальных электрических станций – Паужетская, Мутновская и Верхне-Мунтовская на Камчатке, Менделеевская на острове Кунашир и Океанская на острове Итуруп.
Гидроэнергетика – это самый распространенный вид нетрадиционных источников энергии в России. Кроме строительства гидростанций на реках, в стране используется энергия приливов. В Мурманской области функционирует Кислогубская приливная электростанция. Сейчас разрабатываются проекты строительства таких станций в Белом и Охотском морях.
Биотопливо – использование этого нетрадиционного источника энергии в данный момент не распространено. Но благодаря развитию лесной и деревообрабатывающей промышленности, он может стать перспективой ближайшего будущего. В последнее время в стране строятся заводы по переработке отходов древесины. Из них производят топливные брикеты и пеллеты (гранулы). Они служат топливом для различных котлов, в процессе чего вырабатывается тепловая и электрическая энергия. Отходы сельскохозяйственных культур – источники жидкого топлива и биогаза.
Мощности
Есть разные гидроэлектростанции, которые можно поделить по вырабатываемой мощности:
- Очень мощные – с выработкой более 25 МВт.
- Средние – с выработкой до 25 МВт.
- Малые – с выработкой до 5 МВт.
Мощность ГЭС зависит от в первую очередь от потока воды и КПД самого генератора, который на ней применяется. Но даже самая эффективная установка не сможет производить большие объемы электроэнергии при слабом напоре воды. Также стоит учитывать, что мощность гидроэлектростанции не является постоянной. В силу естественных природных причин уровень воды в дамбе может увеличиваться или уменьшаться. Все это оказывает влияние на объемы производимой электроэнергии.
…тем крепче наша оборона
Я даже не стану задаваться вопросом о том, почему доходы за электроэнергию, потребляемую в современном мире всеми без исключения, утекают за рубеж. Понятно, что оседают эти сверхприбыли в карманах тех шустрых счастливчиков, типа Дерипаски и ему подобных, которые стоят за всеми «оформленными» собственниками.
Я даже не буду спрашивать, каким образом государство может влиять на изменение тарифов на энергоресурсы — мы ведь этого регулярно пытаемся требовать.
Меня волнует другое.
Производство электроэнергии – отрасль стратегическая. От наличия энергии зависит жизнеспособность населенных пунктов, предприятий всех сфер. Без электроэнергии не будет ни предметов роскоши, ни снарядов и танков – ничего.
И если в жилом доме еще худо-бедно можно протянуть какое-то время без света, обогреться другими видами топлива, то в промышленности без электроэнергии – никак.
Как – КАК?! – могло так получиться, что эта сфера полностью ушла из-под контроля России? Как – КАК?! – вышло так, что всем этим владеют частные лица, не имеющие реального отношения к нашей стране?
О какой обороноспособности при этом может идти речь? О какой способности противостоять Западу и «проискам внешних врагов»?
Ведь ежу понятно – власть у того, кто держит в руках рубильник.
И это даже не саботаж. Это откровенная диверсия. Наглая, открытая, не остановленная никем – ни в Кремле, ни на местах.
Это прямое вредительство, участники которого отлично известны президенту, правительству, правоохранительным органам.
А мы еще удивляемся, что народ при этой власти так плохо живет?
История развития гидроэнергетики в мире и России
Вода была основным источником энергии, используемым человеком на протяжении многих лет. Первой машиной, применившей энергию воды, стало колесо для водяных мельниц. Первая гидроэлектростанция была построена в 1878 году в Нортумберленде, в Великобритании, и использовалась для обеспечения электропитания всего одной лампочки для картинной галереи изобретателя У. Дж. Армстронга. А в 1920 году на ГЭС уже была произведена большая часть мировой электроэнергии. Основная технология строительства ГЭС оставалась неизменной в течение всего ХХ столетия.
В России в конце XIX и начале ХХ века различные предприниматели для своих предприятий возводили малые ГЭС, но настоящий толчок строительству мощных электростанций дал принятый в 1920 г. план ГОЭЛРО.
Гидроэнергия – альтернативный путь получения дешевой энергии:
На всех этапах своего развития человеческая цивилизация остро нуждалась в источниках дешевой энергии, чтобы обогреть жилища и поддерживать простейшие производственные операции ремесленного люда. К основным источникам энергии относилась тепловая энергия, получаемая от сгорания древесины, торфа, каменного угля и производных углеводородного сырья без переработки.
Однако, для получения тепловой энергии необходимо было иметь соответствующие запасы сырья. Иными словами, чтобы в домашнем очаге крестьянина, жившего в средневековье, горел огонь, а в печи ремесленника присутствовал жар, нужно было заготавливать дрова или иметь нужный запас угля. Потребность в топливе постоянно росла, что обусловило необходимость возведения угольных шахт, привело к вырубке лесов и совершенствованию добычи углеводородного сырья.
Несмотря на традиционные представления, сформированные в научной среде на протяжении столетий, всегда имелась реальная альтернатива общепринятым источникам энергии. Речь идет о гидроэнергии, которая скрыта внутри движущихся водных потоках. В действительности, объемы энергии, сосредоточенной в русловых водотоках и приливных движениях природных вод безмерны. Наиболее перспективным вариантом получения дешевой энергии является преобразование внутреннего потенциала течения в электрический ресурс за счет разности уровней потока. До середины XIX века большое распространение получили водяные колёса, преобразующие силу падающей воды в механическую энергию вращающегося вала. Принцип работы водяного колеса широко применялся в водяных мельницах, в работе кузнечного молота и мехов. В последующем, на смену водяным колёсам пришли более производительные гидротурбины с высоким КПД.
В первой половине прошлого века во многих развитых странах мира начинают возводить уникальные гидротехнические сооружения – гидроэлектростанции (ГЭС). Считается, что в России первая гидроэлектростанция была построена на реке Берёзовка в Рудном Алтае в 1892 году. Берёзовская ГЭС, мощностью 200 КВт обеспечивала электричеством систему шахтного водоотлива из Зыряновского рудника.
Виды приливных электростанций
ПЭС отличаются друг от друга по типу устройства и выработки энергии, несмотря на общее небольшое число таких станций в мире. В зависимости от типа станции она располагается прямо в бухте или вдоль береговой линии. В бухтах или на открытой воде устанавливаются мощные турбины. При расположении вдоль берега используются турбины с малой мощностью. На основании этих характеристик выделяется 4 типа электростанций:
- приливно-отливные;
- лагунные;
- динамические;
- генераторы приливного потока.
Приливно-отливные
Принцип действия приливно-отливных электростанций заключается в последовательном прохождении воды через турбины: сначала при приливе, затем – при отливе.
По типу лагуны
Похожи по принципу работы электростанции по типу лагуны. Для них подготавливается искусственное водохранилище, в которое должна поступать вода при отливе. Такие электростанции способны решить проблему по поиску места для размещения гидроагрегатов путем искусственного создания подходящих условий. В остальном принцип выработки электроэнергии такой же, как у приливно-отливных электростанций: вода накапливается, а затем при снижении уровня вращает турбины и производит энергию. Ни одной такой ПЭС в мире построено не было: в Уэльсе отменили строительство единственной запланированной.
Динамические
В местах с небольшими колебаниями уровня моря во время приливов и отливов строятся динамические электростанции. Это вытянутые на десятки километров вдоль береговой линии конструкции, в которых равномерно размещаются турбины малой мощности. Протяженность таких электростанций составляет более 10 километров. В остальном принцип выработки энергии такой же, как у приливно-отливных станций: преобразование потенциальной энергии в кинетическую при снижении уровня воды.
Генераторы приливного потока
Конструкция генераторов приливного потока похожа на ветрогенераторы, а принцип работы – на работу гидроэлектростанций. Это лопасти, устанавливаемые в воде, которые вращаются и вырабатывают энергию при изменении ее уровня. Такие генераторы могут устанавливаться в местах приливного потока, а также там, где поток регулярный: в реках, каналах. Распространенные места для размещения: опоры мостов и других гидросооружений. Величина выработки энергии у таких генераторов в несколько раз выше, чем у аналогичных ветряных.
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.
Плюсы и минусы, преимущества и недостатки гидроэлектростанций. Экологические последствия использования гидроэлектростанций:
К преимуществам использования ГЭС следует отнести:
– дешевизну получаемого энергетического ресурса (стоимость энергии получаемой на ГЭС в разы ниже, чем на тепловых станциях);
– использование неисчерпаемой «зеленой» энергии природы;
– отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
– быстрый набор мощности после запуска станции;
– возрастают возможности промышленного разведения рыбы.
К недостаткам ГЭС относится:
– риски аварий гидротехнических сооружений, возведенных в горных районах с высокими показателями сейсмичности;
– экологические проблемы, характерные для больших водохранилищ, связанные с периодической убылью воды (уменьшение трофических цепей, загрязнение водоема, обеднение фитомассы, исчезновение мест гнездования перелетных птиц, элиминация беспозвоночных);
– затопление плодородных участков низин с потерей возможностей получения пользы от их эксплуатации.
История строительства
Она началась в шестидесятых годах прошлого века. Ленинградскому отделению НИИ «Гидропроект» было дано задание, в соответствии с постановлением Правительством, сделать проект и в 1963 году началось строительство. Он был разработан отнюдь не кабинетных условиях. Штаб-квартира отряда ленинградских ученых находилась в поселке Майна. В ноябре 1961 экспедиция при активной поддержке местного населения в тяжелейших зимних условиях проводили исследовательские работы: бурили лед на Енисее, ощупывали буквально каждый метр берегов, изучали возможности постройки плотины в трех створах реки. Суровые морозы, труднодоступный рельеф местности существенно тормозили труд отряда, но исследователи под руководством П. В. Ерашова работали днем и ночью. К лету следующего года был определен оптимальный вариант места– Карловский створ. Также в 20-ти километрах вниз по течению Енисея было решено соорудить контррегулирующую Майнскую ГЭС мощностью 321 тыс. кВт. Ее основное предназначение – нивелировать колебания уровня в Енисее, связанные с работой Саяно-Шушенской электростанцией, чтобы обеспечить стабильным водоснабжением населения, живущего в нижней части русла реки.
Разработчики проекта использовали удачное прохождение Енисея в этих краях. От истока (около 460 км) река спускается по образованному природой коридору сквозь горный массив Западных Саян. В месте постройки ГЭС она протекает по небольшой долине через Карловский створ
Строительству со стороны советского руководства уделялось большое внимание. Было задействовано большое количество организаций
С 1967 года объект стал Всесоюзной комсомольской стройкой, сюда направлялось по путевкам огромное количество молодежи. Основным строителем стал КрасноярскГЭСстрой, который вложил главную лепту в возведение плотины.
Список российских ГЭС высокой мощности (от 1 гигаватта)
Из-за огромного количества ГЭС России мы не будем в данной статье рассматривать их все. Вместо этого обзорно осмотрим наиболее мощные из них (с проектной мощностью от 100 мегаватт). Некоторые из них образуют каскады ГЭС России, которые располагаются на одной реке (например, Ангарский каскад). Давайте подробно остановимся на наиболее крупных гидроэлектростанциях.
№ |
Проектная мощность |
Название |
Установка и запуск агрегатов |
Субъект Федерации |
Водный объект |
1 |
6,4 гигаватт |
Саяно-Шушенская гидроэлектростанция |
1978—85 2011—14 |
Респ. Хакасия |
река Енисей |
2 |
6 гигаватт |
Красноярская гидроэлектростанция |
1967—71 |
Красноярский кр. |
река Енисей |
3 |
4,5 гигаватт |
Братская гидроэлектростанция |
1961—66 |
Иркутская обл. |
река Ангара |
4 |
3,84 гигаватт |
Усть-Илимская гидроэлектростанция |
1974—79 |
Иркутская обл. |
река Ангара |
5 |
2,997 гигаватт |
Богучанская гидроэлектростанция |
2012—14 |
Красноярский кр. |
река Ангара |
6 |
2,671 гигаватт |
Волжская гидроэлектростанция |
1958—61 |
Волгоградская обл. |
река Волга |
7 |
2,467 гигаватт |
Жигулевская гидроэлектростанция |
1955—57 |
Самарская обл. |
река Волга |
8 |
2,01 гигаватт |
Бурейская гидроэлектростанция |
2003—07 |
Амурская обл. |
река Бурея |
9 |
1,404 гигаватт |
Саратовская гидроэлектростанция |
1967—70 |
Саратовская обл. |
река Волга |
10 |
1,374 гигаватт |
Чебоксарская гидроэлектростанция |
1980—86 |
Респ. Чувашия |
река Волга |
11 |
1,33 гигаватт |
Зейская гидроэлектростанция |
1975—80 |
Амурская обл. |
река Зея |
12 |
1,205 гигаватт |
Нижнекамская гидроэлектростанция |
1979—87 |
Респ. Татарстан |
река Кама |
13 |
1,035 гигаватт |
Воткинская гидроэлектростанция |
1961—63 |
Пермский кр. |
река Кама |
14 |
1 гигаватт |
Чиркейская гидроэлектростанция |
1974—76 |
Респ. Дагестан |
река Сулак |
Проанализировав таблицу, можно понять, что крупнейшие ГЭС России построены в советское время в 60-80 годах.
Лишь небольшое их количество было построено в Российской Федерации в 90-х годах и в новом тысячелетии.
Силоду, Китай (13,86 ГВт)
В верховьях реки Янцзы есть приток Цзиньша, на котором была построена крупная гидроэлектростанция Силоду. Так назвали её по близлежащему посёлку Силоду – центру городского уезда Юншань провинции Юньнань. По руслу реки проходит административная граница с другой провинцией – Сычуань. После завершения строительства станция стала важнейшим элементом проекта регулируемого стока реки Цзиньша, который преследовал не только цели выработки электроэнергии, но и уменьшения количества ила, попадающего в Янцзы.
Силоду стала третьей по мощности гидроэлектростанцией мира. Максимальная вместимость её водохранилища равна почти 12,7 кубических километра.
В 2005 году строительство ГЭС временно было приостановлено для более детального изучения его последствий на экологию данной местности, но позднее было возобновлено. Русло Цзиньша было перекрыто в 2009 году, первую турбину на 770 МВт ввели в эксплуатацию в июле 2013 года, а в апреле 2014 году заработала уже 14-я турбина. В августе того же года были запущены и последние агрегаты ГЭС.
Почему крупнейшие ГЭС России построены в Сибири
В советское время, когда строились крупнейшие гидроэлектростанции, стратегический расчет предполагал бурное развитие промышленности, для которой требуется электроэнергия. И действительно, эти станции обслуживают в первую очередь крупнейшие предприятия, в то время как отопление и горячее водоснабжение населения прилегающих регионов осуществляется за счет котельных, в том числе угольных.
Кроме того, любая крупная ГЭС, в отличие от малых, предполагает затопление значительных территорий, и где, как не на относительно безлюдных сибирских просторах, это можно сделать с наименьшими потерями!
ГЭС Цзиньпин-1
Первое место по высоте из всех существующих в настоящий момент плотин закреплено за ГЭС Цзиньпин-1, находящейся в Китайской Народной Республике. Дамба высотой в 305 метров даже занесена в сборник мировых рекордов. Китайцам удалось построить плотину высотой с Эйфелеву башню. Для строительства этого гигантского сооружения протяженностью 569 метров ушло практически 5 миллионов кубических метров бетона.
ГЭС Цзиньпин-1
Расположена плотина в провинции с достаточно обширными территориями Сычуань, недалеко от устья реки под названием Ялунцзян. Название плотины и гидроэлектростанции произошло от названия изгиба реки. На Ялунцзян, протекающей в глубоком ущелье, планируется строительство целого каскада ГЭС.
Строительство плотины и самой ГЭС началось в 2005 году, а в использование их ввели в 2012 году. Проект ГЭС появился еще в 60 годах ХХ века, но воплощать в жизнь его начали более чем через 40 лет. Строительство началось только после того, как 7500 жителей были переселены в другие районы.
Плотина высотой 305 метров
Проект гидроэлектростанции подразумевал строительство 6 энергоблоков, вырабатывающих каждый год около 16,6 миллиардов кВт/ч электрической энергии. В действительности функционирует только 2 энергоблока, мощностью по 600 000 кВт/ч.
Такая высота плотины обусловлена потребностью в электрической энергии, кроме того, 300-метровая дамба предназначена для защиты низовья реки от возможных наводнений и предотвращения эрозии почвы. В месте, где построена плотина, периодически случаются землетрясения, так что дамба сейсмоустойчива.
Эксплуатация
После запуска в работу ГЭС вырабатывала 2% всей электроэнергии в стране и 15% от всех гидроэлектростанций РФ. К сожалению, не все в работе крупнейшей электростанции было все гладко. 23 мая 1979 года на строящуюся плотину обрушился паводок, величину которого трудно было спрогнозировать. Объем его потока составлял 24 тыс. куб. м. Вода разрушила некоторые конструкции ГЭС, здание, смыла технику.
В девяностых годах обнаружились трещины в теле плотины, особенно серьезными были повреждения первого столба. Они произошли в результате ошибочных расчетов проектировщиков. На их устранении ушло несколько лет. Также во время проверок в 2006-07 годах были обнаружены дефекты водосбросного колодца, износ боновых заграждений. Не совсем прочной была признана конструкция устройств гидроагрегатов с повышенной расположенностью образования трещин.
10-го февраля 2010 года неподалеку (78 км) от станции произошло землетрясения силой 8 баллов. До гидроэлектростанции его волны дошли с меньшей амплитудой – 5 баллов, и ущерба плотине не принесли.
Типы гидроэлектростанций
Несмотря на сходный принцип действия, существуют ГЭС разных типов. Так как при их строительстве в большинстве случаев используется естественный рельеф местности, то различия связаны с использованием конкретных преимуществ, которые предоставляют природные условия. Типы гидроэлектростанций:
- Деривационные. Размещаются на горных реках, где перепад высот позволяет использовать энергию падающего потока, но сильное течение исключает строительство плотины. Потоки воды направляют в специальные отводы, наклон которых сооружают так, чтобы обеспечить необходимый напор.
- Плотинные. Основной тип ГЭС, предусматривающий строительство плотины, перегораживающей русло реки и создающей водохранилище. Плотина часто также имеет функцию борьбы с наводнениями. Благодаря водному резервуару, с помощью которого можно регулировать поток воды, электростанция способна реагировать на изменение потребления энергии (снижать и увеличивать выработку) и адаптироваться к сезонным колебаниям количества проточной воды.
- Смешанного типа. Применяются в тех случаях, когда для успешной работы деривационных ГЭС необходимо и возможно построить плотину для создания резерва воды с целью регулирования потока.
- Аккумуляторные (ГАЭС). У них есть два резервуара для воды: верхний и нижний. В период низкого энергопотребления электростанция перекачивает воду из нижнего в верхний, таким образом накапливая потенциальную энергию (это насосная работа ГАЭС). В свою очередь, генератор начинает работать, когда энергопотребление возрастает. Вода поступает из верхнего резервуара, приводя в движение турбину, посредством которой вырабатывается электричество.
- Приливные (ПЭС). Используют колебания уровня воды, часто в устьях рек, где приливные явления вызывают двунаправленный поток. На прибрежном участке возводят плотину. Для эффективной работы необходимо, чтобы перепад воды был не менее 5 м. Мощность таких электростанций невелика, это связано с низкой энергией проточной воды. Большинство ПЭС используют пропеллерные турбины. Некоторые из них имеют внушительные размеры. Во Франции турбины, расположенные в нижней части Ла-Манша, имеют диаметр 21 м и мощность около 2,2 МВт.
Гидроэнергетика России
Существует классификация гидроэлектростанций по совокупной мощности установленных генераторов, позволяющая разделить малые и крупные ГЭС, но она отличается для разных стран. Например, в Португалии, Испании, Ирландии, Греции и Бельгии 10 МВт было принято в качестве верхнего предела для малых ГЭС, в Италии – 3 МВт, Швеции – 1,5 МВт, а в Польше – 5 МВт.
Однако эти границы достаточно условны и могут изменяться государственными нормативными актами. Так, В США сначала максимальная мощность малых ГЭС была равной 5 МВт, затем 15 МВт, а сейчас уже 30 МВт. В РФ также гидроэлектростанции мощностью более 30 МВт считаются крупными.
Богучанская ГЭС (2997 МВт)
В Красноярском крае неподалёку от города Кодинска в Кежемском районе на Ангаре была построена ещё одна электростанция – Богучанская, которая также вошла в Ангарский каскад в качестве последней четвёртой ступени. По своей проектной мощности она встала в ряд крупнейших российских гидроэлектростанций.
Строительство этого гидроузла велось в период с 1974 по 2014 год – это самый большой долгострой в истории отечественной гидроэнергетики. В российский период истории эту ГЭС строили совместно «Русал» и «Русгидро» в соответствии с госпрограммой комплексного развития нижнего Приангарья. В октябре 2012 года состоялся ввод в действие первых гидроагрегатов станции, а девятый – последний заработал в конце декабря 2014 года. В июле 2015 года гидроэлектростанцию вывели на проектную мощность после того, как её водохранилище заполнилось водой до проектного уровня в 208 метров.
Появление этой ГЭС должно положительно повлиять на экономическое развитие региона, а большую часть выданной ей электроэнергии собираются направить на строящийся Богучанский алюминиевый завод и прочие перспективные предприятия. Общественные организации, такие как «Гринпис» и «Всемирный фонд дикой природы», критиковали строительство Богучанской ГЭС, поскольку оно велось без предварительной оценки воздействия на окружающую среду.
Енисейский каскад
Комплекс на реке Енисей — одной из самых длинных и полноводных в мире — состоит из трех станций, две из которых возглавляют первую десятку крупнейших гидроэлектростанций (ГЭС) в России. Первую его ступень создает Саяно-Шушенская гидроэлектростанция, а последнюю — Красноярская (6 гигаватт). Между ними расположена Майнская ГЭС (321 мегаватт). Ее строительство было начато в 1978 году, а завершено в 1987-м, однако официальная эксплуатация отсчитывается с 2000 года. Все электростанции Енисейского каскада спроектированы институтом «Ленгидропроект».
Саяно-Шушенская гидроэлектростанция
Самая большая ГЭС в России (6,4 гигаватта) начала строиться в 1963 году, а полностью закончена — в 2000-м. Огромная плотина перегородила Енисей в Восточных Саянах.
Станция является еще и самой высокой ГЭС в России. Высота ее плотины составляет 242 метра, а длина — больше километра. Эта махина имеет арочную конструкцию, благодаря которой она может удерживать напор воды. Часть нагрузки берут на себя скалы, на которые опирается плотина.
Несмотря на уникальное и талантливое инженерное решение, масштабы сооружения таковы, что критические ситуации неоднократно возникали еще во время строительства. Плотина шла трещинами, разрушались прилегающие гидротехнические сооружения. А в 2009 году здесь произошла крупнейшая в истории отечественной гидроэнергетики катастрофа, в результате которой погибли 75 человек. В 2011 году неподалеку от станции случилось 8-бальное землетрясение, однако на этот раз ГЭС выстояла.
Принцип работы ГЭС
Работа гидроэлектростанции достаточно проста. Возведенные гидротехнические сооружения обеспечивают стабильный напор воды, который поступает на лопасти турбины. Напор приводит турбину в движение, в результате чего она вращает генераторы. Последние и вырабатывают электроэнергию, которую затем по линиям высоковольтных передач доставляют потребителю.
Основная сложность подобного сооружения – обеспечение постоянного напора воды, что достигается путем возведения плотины. Благодаря ей большой объем воды концентрируется в одном месте. В некоторых случаях используют естественный ток воды, а иногда плотину и деривацию (естественное течение) применяют совместно.
В самом здании находится оборудование для ГЭС, основная задача которого заключается в преобразование механической энергии движения воды в электрическую. Эта задача возложена на генератор. Также используется и дополнительное оборудование для контроля работы станции, распределяющие устройства и трансформаторные станции.
Ниже на картинке показана принципиальная схема ГЭС.
Как видите, поток воды вращает турбину генератора, тот вырабатывает энергию, подает ее на трансформатор для преобразования, после чего она транспортируется по ЛЭП к поставщику.
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)
Виды электростанций