Гигантское граффити в виде надписи «Россия» появилось на Саяно-Шушенской ГЭС

15 художников создавали этот патриотический рисунок Фото: Пресс-служба «РусГидро»

Огромные буквы, выполненные в цветах национального триколора на плотине станции Саяно-Шушенской ГЭС (самой мощной гидроэлектростанции в стране) – на сегодняшний день это самый большой рисунок-граффити в истории России.

Размер букв впечатляет — 570 метров в длину и 52 метра в высоту. Как стало известно «Комсомольской правде» — Красноярск, над созданием этого граффити неделю работали 15 художников. Они использовали более 9 000 литров краски. Работали даже в непогоду. Чтобы нанести рисунок, потребовалось два подъемных крана и около 10 подъемных механизмов. Для обеспечения безопасности работ на высоте привлекли технический персонал станции.

Была проделана огромная работа для того, чтобы слово «Россия» появилось именно 12 июня. Все получилось! Торжественное открытие надписи состоялось в День России.

Работы на высоте происходили с обеспечением всех правил безопасности Фото: Пресс-служба «РусГидро»

— Надпись на плотине нашей ГЭС – это не просто очень большие буквы, — рассказал Николай Шульгинов, Председатель Правления – Генеральный директор ПАО «РусГидро». — В этих шести буквах заключено то, что всех нас объединяет. От Чукотки до Калининградской области, от Таймыра до Дагестана: мы все – граждане России. Такой грандиозный проект можно осуществить, только объединив усилия. Когда мы вместе, мы всегда добиваемся успеха. Мы гордимся, что центром национального проекта ко Дню России стала Саяно-Шушенская ГЭС – самая мощная и самая современная станция нашей страны.

Торжественное открытие состоялось 12 июня Фото: Пресс-служба «РусГидро»

Проект по созданию самого большого рисунка-граффити был реализован Фондом поддержки и развития современного искусства при поддержке Общероссийского народного фронта.

Многие уже успели сфотографироваться на фоне гигантской надписи Фото: Пресс-служба «РусГидро»

Объект для нанесения надписи выбран не случайно. Саяно-Шушенская ГЭС – крупнейшая электростанция России (6 400 МВт), которая обеспечивает надежную работу энергосистемы всей Сибири. За год Саяно-Шушенская ГЭС вырабатывает 23,5 миллиарда киловатт-часов электроэнергии. Вся вырабатываемая Саяно-Шушенской ГЭС электроэнергия экологически чистая.

Размер букв впечатляет! Фото: Пресс-служба «РусГидро»

За все время эксплуатации станция произвела более 820 миллиардов киловатт-часов электроэнергии, предотвратив сжигание более чем 280 миллионов тонн угля. На сегодняшний день Саяно-Шушенская ГЭС — одна из самых современных гидроэлектростанций страны. Несколько лет назад все ее оборудование было заменено на новое, созданное в соответствии с лучшими достижениями науки и техники.

Торжественное открытие надписи «Россия» Фото: Пресс-служба «РусГидро»

СПРАВКА КП

Саяно-Шушенская ГЭС — крупнейшая по установленной мощности электростанция России. Она расположена на реке Енисей, на границе между Красноярским краем и Хакасией, у поселка Черемушки, возле Саяногорска. Конструкция плотины Саяно-Шушенской ГЭС уникальна – это самая высокая и самая длинная арочно-гравитационная плотина в мире – 242 метра в высоту и 1 074 метра в длину. Чтобы построить такую плотину, уложили девять миллионов кубометров бетона общим весом двадцать миллионов тонн.

Надпись хорошо видна даже ночью Фото: Пресс-служба «РусГидро»

Что грозит экосистеме Амура

Пресноводные экосистемы занимают менее 1 % поверхности Земли, при этом в них обитает более 10 % всех известных видов животных, около 1/3 всех видов позвоночных и более половины всех видов рыб. На квадратный километр пресноводных экосистем приходится больше видов, чем на такой же участок суши или моря, а исчезновение видового разнообразия происходит втрое быстрее.

При этом пресноводные экосистемы подвержены нарастающему количеству угроз: индекс живой планеты 2018 года показывает, что численность популяций пресноводных видов сократилась на 83 % с 1970 года, а уровень вымирания пресноводных рыб в ХХ веке был самым высоким в мире среди позвоночных [1]. Возведение плотин наряду с другими антропогенными факторами привело к трансформации многих рек, обеднению и смене их видового состава, что делает их уязвимыми к воздействию природных и антропогенных факторов.

Возведение и эксплуатация плотин приводит к таким негативным для природы последствиям как нарушение естественного режима стока, фрагментация экосистем речного бассейна, нарушение путей миграции и изменение мест обитания видов фауны и флоры, трансформация стока наносов и русловых процессов и др. Поэтому гидроэнергетику нельзя отнести к «зеленым» источникам энергии. За счет возобновляемости водного ресурса гидроэлектростанции производят дешевую энергию и покрывают пиковые нагрузки. К преимуществам гидроэнергетики относят ее свойство безуглеродного источника энергии в условиях глобального потепления климата [2]. Возобновляемые источники энергии — важные компоненты в удовлетворении растущих потребностей в энергии. Сравнение трех видов генерации возобновляемой энергии — солнечной, ветровой и водной — показывает, что энергия ветра оказывает наименьшее воздействие; солнечная энергия сравнительно безвредна, а гидроэнергетика несет наибольшие риски для экосистем [3].

Плотины в бассейне Амура

Бассейн Амура расположен на территории России, Китая и Монголии. Его водно-болотные угодья важны для размножения и миграций водоплавающих и околоводных птиц. На заболоченных приамурских равнинах гнездятся дальневосточный аист, японский и даурский журавли — редкие виды птиц, занесенные в Красные книги Международного союза охраны природы, России, Японии, Кореи [4; 5].

К 2020 году в бассейне Амура построено и функционирует более ста гидроэлектростанций (ГЭС), в том числе девятнадцать крупных. На территории России действуют крупные плотины Зейской, Бурейской и Нижне-Бурейской ГЭС. Воздействие плотин на водный режим прослеживается вплоть до устья Амура.

Рисунок 1. Существующие водохранилища, пруды, ГЭС в бассейне р. Амур

Плотина Зейской ГЭС расположена на реке Зея в Амурской области, у города Зея с установленной мощностью 1330 МВт. Водные ресурсы Зейского водохранилища используются для выработки энергии, уменьшения высоты и повторяемости наводнений в долинах Зеи и Амура. Строительство гидроузла начато в 1964 г., в техническую эксплуатацию Зейская ГЭС принята в 1985 г. [6].

Рисунок 2.6. Зейская ГЭС
© Анна Барма

Рисунок 2.7. Зейское водохранилище
© Анна Барма

Бурейская гидроэлектростанция с установленной мощностью 2010 МВт расположена на реке Бурее, в Амурской области у поселка Талакан. Водохранилище расположено на территории Амурской области и Хабаровского края. Бурейский гидроузел помимо выработки энергии должен удерживать сток наводнений в долинах Буреи и Амура. В декабре 2014 года станция сдана в постоянную эксплуатацию [7].

Введенная в эксплуатацию в 2017 г. Нижне-Бурейская ГЭС на реке Бурея в Амурской области — контррегулятор Бурейской ГЭС, гидроэлектростанция с установленной мощностью 240 МВт, расположенная в 85 км от устья Буреи [8].

Река Бурея ниже плотины Бурейской ГЭС © Оксана Никитина

Эксплуатация плотин привела к деградации нерестилищ рыб, трансформации водного режима, изменению гидрохимических и гидробиологических свойств рек. После строительства Зейской и Бурейской ГЭС состав ихтиофауны сократился с 38 до 26 видов и с 46 до 22 видов соответственно [9]. Из акватории Зейского водохранилища исчезли 14 видов (в т.ч. калуга, амурский осетр), при этом появились 2 инвазивных вида (пелядь, байкальский омуль) [10]. Планировалось, что Зейское водохранилище станет рыбохозяйственным водоемом; основной промысловый объект – амурская щука. Промысловая рыбопродуктивность Зейского вдхр. оказалась низкая: современные уловы щуки составляют 5–7 т против ожидаемых 400 т/год [11]. Обеднение и смена видового состава делают пресноводные экосистемы неустойчивыми к воздействию природных и антропогенных факторов [12]. В долине Буреи в Хинганском заповеднике сокращение обводнения и «промывания» пойменных озер ведет к сокращению мест обитания краснокнижных журавлей и аистов. В результате редкого обводнения пойм земельный фонд Зеи и Амура подвергся массовому освоению и застройке хозяйственными объектами, что увеличивает социально-экономические потери при прохождении наводнений [13, 14].

Наводнения, плотины и альтернативы на Амуре

Для бассейна Амура характерны паводки преимущественно муссонного происхождения, и долины рек подвержена периодическому затоплению с выходом воды на застроенные участки. В 2013 г. бассейн Амура охватило катастрофическое наводнение — самое масштабное за более чем столетний период наблюдений. Наводнение продолжалось более двух месяцев. Десятки тысяч людей были эвакуированы, многие потеряли жилье и имущество. После наводнения рассматривалась возможность строительства новых плотин и водохранилищ для сдерживания стока наводнений, в особенности при прохождении катастрофических паводков [13, 14]. Однако на данный момент эти планы больше не обсуждаются.

С экологической точки зрения строительство любого крупного водохранилища наносит значительный урон окружающей среде. Масштаб этого урона определяется многими факторами, в числе которых изменение водного режима реки и переноса речными водами твёрдых минеральных и органических веществ, разобщение экосистем речного бассейна и нарушение путей миграции, затопление земель, трансформация естественных условий формирования экосистемы выше и ниже от места расположения [13]. Кроме того, строительство плотин и образуемых ими водохранилищ несет социально-экономические последствия, не всегда благоприятные для местного населения.

Строительство противопаводковых плотин и водохранилищ не может решить всей проблемы катастрофических наводнений. Альтернативными решениями могут стать регламентация деятельности на затапливаемых и подтапливаемых территориях речных долин, постепенное освобождение регулярно затапливаемой поймы от жилых застроек и предприятий, адаптация остающихся сооружений к воздействиям паводков, переселение населения в безопасную зону, развитие системы страхования от стихийных бедствий [13, 14].

Что можно сделать для сохранения пресноводных экосистем?

В июне 2015 года WWF России и En+ Group опубликовали результаты совместного исследования воздействия гидроэнергетики на экологическое состояние и социально-экономическое развитие бассейна реки Амур. По мнению Всемирного фонда дикой природы, важной мерой восстановления экосистем в бассейнах зарегулированных рек должно стать поддержание водного режима, который обеспечивает благоприятные условия для воспроизводства водных биоресурсов [15]. Такой водный режим называется «экологическим стоком». На зарегулированных плотинами реках экологический сток называется «экологическим попуском». Реализация экологических попусков — ключевая мера компенсации при регулировании стока. В настоящее время экологические попуски из водохранилищ на Зее и Бурее для сохранения биоразнообразия пресноводных экосистем Амура не разработаны и не реализуются. Учитывая фактическое отсутствие эффективных мер компенсации, следует вводить в практику обязательное проведение стратегической экологической оценки и оценивать альтернативы до начала проектных обоснований конкретной плотины.

В будущем следует отказаться от строительства плотин на территориях с высокой экологической ценностью, рассматривать альтернативы до принятия решения о строительстве новых и выбирать оптимальные варианты управления уже существующими плотинами [4; 5; 13; 16].

Другими мерами является адаптация населения к наводнениям, для этого необходимо: регламентация деятельности на затапливаемых и подтапливаемых территориях речных долин, постепенное освобождение поймы от жилых застроек и предприятий, адаптация остающихся сооружений к воздействиям паводков, переселение населения в безопасную зону, развитие системы страхования от стихийных бедствий и пр. [13]

Читайте также: «Мы и амурские наводнения: невыученный урок?».

Один из подходов по предотвращению негативного воздействия плотин — создание особо охраняемых природных территорий (ООПТ) на особо ценных с экологической точки зрения участках. В бассейне Амура предотвращение ущерба экосистемам от строительства гидротехнических сооружений было одной из ведущих задач при создании нескольких ООПТ. Например, в 1998 году в Амурской области для охраны и изучение южно-таёжных низкогорных экологических систем Северного Приамурья, а также водно-болотных пенных угодий Амуро-Зейской низменности, был создан Норский заповедник – на участке, где в начале 1990-х годов было предложено создание Дагмарской ГЭС. Позднее по аналогичным соображениям были созданы два заказника в Забайкальском крае [4, 16]. В условиях наличия ООПТ дальнейшее планирование и развитие водохозяйственной инфраструктуры на данной территории законодательно запрещено.

Важной мерой для сохранения пресноводных экосистем должно быть сохранение еще не зарегулированных плотинами притоков и основного русла Амура свободно текущими.

Оценивая издержки гидроэнергетики Скачать PDF

Об учете экологического фактора Скачать PDF

Наводнения и ГЭС Скачать PDF

Источники

1. Living Planet Report—2018: Aiming Higher. World Wildlife Foundation (WWF). WWF, 2018.
2. Hydropower Sector Climate Resilience Guide. International Hydropower Association. United Kingdom, London, 2019. 63 p.
3. Gibson, L., Wilman, E. N., Laurance, W. F. How Green is “Green” Energy? Trends in Ecology & Evolution. 32 (12). 2017. P. 922–935. (https://doi.org/10.1016/j.tree.2017.09.007)
4. Simonov E.A., Nikitina O.I., Egidarev E.G. Freshwater Ecosystems versus Hydropower Development: Environmental Assessments and Conservation Measures in the Transboundary Amur River Basin. Water 2019, 11(8), 1570 https://doi.org/10.3390/w11081570
5. Комплексная эколого-экономическая оценка развития гидроэнергетики бассейна реки Амур / общ. ред. Никитина О. И., Меньшиков Д. А. – Всемирный фонд дикой природы (WWF), En+ Group. – М.: WWF России, En+ Group, 2015. – 279 c. (https://wwf.ru/resources/publications/booklets/comprehensive-environmental-and-socio-economic-assessment-of-hydropower-development-in-the-amur-rive/ )
6. РусГидро. Зейская ГЭС. Электронный ресурс: www.zges.rushydro.ru
7. РусГидро. Бурейская ГЭС. Электронный ресурс: www.burges.rushydro.ru
8. РусГидро. АО «Нижне-Бурейская ГЭС». Электронный ресурс: www.nbges.rushydro.ru
9. Кириллов В.В., Коцюк Д.В., Визер А.М., Попов П.А. Оценка влияния на водные и биологические ресурсы и среду их обитания построенных ГЭС в Сибири и на Дальнем Востоке. Рыбохозяйственные проблемы строительства и эксплуатации плотин и пути их решения. Мат-лы зас. темат. сообщ-ва по пробл. больших плотин и науч. конс. совета Межведомст. ихтиолог. комиссии. – М., WWF России, 2010. – С. 19–32.
10. Коцюк Д.В. Формирование ихтиофауны Зейского водохранилища: ретроспективный анализ и современное состояние. — Автореферат дисс. канд. биол. наук. — Владивосток, 2009. — 24 с.
11. Семенченко Н.Н., ТИНРО-центр, устное сообщение.
12. Дубинина В. Г., Никитина О. И. Об учете экологического фактора при управлении водными ресурсами водохранилищ. Водохранилища Российской Федерации: современные экологические проблемы, состояние, управление: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, г. Сочи, 23-29 сентября 2019 г. – Новочеркасск: Лик, 2019. – С. 80–86.
13. Никитина О.И., Симонов Е.А., Егидарев Е.Г. Адаптация к наводнениям на Амуре и охрана природы. Бюллетень «Использование и охрана природных ресурсов в России», 2015 № 3. C. 15–24.
14. Мы и амурские наводнения: невыученный урок? / Под ред. А. В. Шаликовского. – М.: Всемирный фонд дикой природы (WWF), 2016. – 216 с.
15. Позиция WWF по плотинам. Электронный ресурс: https://wwf.ru/about/positions/pozitsiya-wwf-v-otnoshenii-plotin/
16. Никитина О.И., Симонов Е. А., Егидарев Е. Г. Оценивая издержки гидроэнергетики: методы и эффективность сохранения водных экосистем в бассейне Амура. Труды VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Пермь, 30 мая – 2 июня 2019 г.): в 3 т. Т. 3: Управление водными ресурсами. Гидробиология и ихтиология. Вопросы гидрологии и геоэкологии (секция молодых ученых) / науч. ред. А. Б. Китаев, О. В Ларченко, М. А. Бакланов; Перм. Гос. Нац. Исслед. Ун-т. – Пермь, 2019. С. 28-32.

Новосибирская ГЭС подвела итоги конкурса детского рисунка к 60-летнему юбилею

Новосибирская ГЭС подвела итоги конкурса детского рисунка к 60-летнему юбилею

— 30 ноября 2017

В филиале ПАО «РусГидро» – «Новосибирская ГЭС» подвели итоги конкурса детского рисунка, приуроченного к 60-летию гидростанции. В творческом соревновании принимали участие дети сотрудников ГЭС, ученики гимназии №5, школы №112, детского сада № 374, художественная студия «Цветень» Центра детского творчества Советского района г. Новосибирска и детский центр «Созвездие».

На конкурс поступило 129 работ по четырем темам – «Новосибирская ГЭС», «Строительство Новосибирской ГЭС», «Обское море» и «Микрорайон ОбьГЭС». Рисунки, выполненные в различных техниках, разделили на группы по возрасту участников. В младшей (от 5 до 10 лет) представлено 70 рисунков, в средней (от 11 до 13 лет) – 43 рисунка, в старшей возрастной группе (от 14 до 18 лет) – 16 рисунков.

Работы оценивали электронным голосованием в каждой из категорий по пятибалльной шкале. Особое внимание уделялось соответствию рисунка заявленной тематике.

В младшей возрастной группе места распределились следующим образом: 1 место – Иванов Дима, Центр детского творчества Советского района – 139 баллов; 2 место – Храмков Иван, сын руководителя группы турбинного и гидромеханического оборудования Павла Храмкова – 137 баллов; 3 место разделили – Чудина Лиза, дочь инженера 1 категории участка измерений СТСУ Вячеслава Чудина – 130 баллов и Лагунова Валерия, дочь заместителя начальника оперативной службы Михаила Лагунова – 130 баллов.

В средней возрастной группе: 1 место – Горащенко Алёна, Гимназия №5 – 131 балл; 2 место – Барбанец Костя, сын бухгалтера 2 категории Ольги Барбанец – 114 баллов; 3 место – Каличкина Алиса, Центр детского творчества Советского района – 113 баллов.

В старшей возрастной группе: 1 место – Егоров Влад, Центр детского творчества Советского района – 148 баллов; 2 место – Китаев Илья, МКУ Центр «Созвездие» – 119 баллов; 3 место – Бурматова Настя, внучка пенсионера Новосибирской ГЭС Алексея Бурматова – 118 баллов.

Победителей ждут призы: сертификаты в магазин для творчества «Леонардо» и экскурсия на Новосибирскую ГЭС.

ПРЕСС-СЛУЖБА ПАО «РУСГИДРО»

Поделиться ссылкой:

« Раньше
Каллиграфия для духовного развития

Потом »
Поэтов надо знать в лицо

Условия использования — vonRoll hydro

для веб-сайта vonRoll hydro ag/исключение ответственности

1. Данные сайты содержат общую информацию, относящуюся к группе компаний vonRoll hydro Group и ее продукции и услугам, а также информацию финансового характера. Несмотря на то, что vonRoll hydro стремится предоставить правильную и полную информацию, названия, рисунки, фотографии, логотипы, документы и материалы (далее «информация»), vonRoll hydro не несет ответственности за то, насколько правильной, полной, актуальной, законной и полезной является эта информация, а также не берет на себя ответственность за своевременное обновление информации, доступной на сайте, или за ее пригодность для конкретной цели. Отдельные продукты или услуги, упомянутые на этих веб-сайтах, могут быть недоступны в вашей стране или могут быть недоступны в настоящее время. Упоминание отдельных продуктов и услуг не означает, что vonRoll hydro намерено продавать эти продукты и услуги в Вашей стране. Содержание этих сайтов не должно рассматриваться как обязывающая котировка или инструкции, относящиеся к использованию продукции и услуг vonRoll hydro. Также vonRoll hydro не предоставляет никаких гарантий на этих сайтах, в частности, никаких гарантий в отношении стандартного качества, доступности в кратчайшие сроки или пригодности продукции и услуг vonRoll hydro для конкретных целей. Вся информация, размещенная на этих сайтах или на которую здесь делается ссылка, должна рассматриваться только как общая информация. Для получения конкретной консультации, относящейся к нашей продукции и услугам, а также для получения ценовых предложений, следует связываться напрямую с vonRoll hydro в вашей стране.

2. vonRoll hydro с большой тщательностью следит за тем, чтобы информация, представленная на сайтах была правильной и точной. Однако, мы не даем никаких гарантий, ни явных, ни подразумеваемых, что представленная информация, или информация на которую здесь делаются ссылки, является правильной или полной. vonRoll hydro, ее дочерние и ассоциированные компании исключают любую ответственность за прямые или косвенные, непосредственные или последующие потери или ущерб, возникшие в результате использования указанного содержания сайта, включая ответственность за косвенный ущерб, возникший в результате ненадлежащих, ненужных или невыгодных инвестиций или расходов.

3. На наших сайтах также содержится информация третьих сторон и ссылки на другие сайты. Мы не несем никакой ответственности за подобную информацию, предоставленную третьими лицами. Кроме того, мы не обладаем исчерпывающей информацией о содержании других сайтов, и не несем никакой ответственности за такую информацию.

4. Все содержание этих сайтов, насколько это возможно, защищено авторским правом, и следует исходить из того, что их использование разрешается только с предварительного письменного разрешения компании vonRoll hydro. «vonRoll hydro» и все названия продуктов являются собственностью vonRoll hydro.

5. Мы оставляем за собой право изменять содержание этих сайтов любым способом, в любое время, по любой причине и без предварительного уведомления, и мы отклоняем любую ответственность за возможные последствия, вытекающие из таких изменений.

6. vonRoll hydro не несет никакой ответственности за обеспечение актуального, безошибочного и бесперебойного доступа к своим сайтам. vonRoll hydro также не несет никакой ответственности и отказывается от любой ответственности за ущерб, вызванный вирусами, которые могли заразить компьютерное оборудование или другое имущество при посещении пользователем данных сайтов или при начале загрузки любых материалов, данных, текстов, изображений, видео- или аудиоматериалов с данных сайтов.

7. Настоящие Условия подчиняются швейцарскому законодательству и должны толковаться, применяться и соблюдаться в соответствии с материальным правом, которое применяется в Швейцарии. Коммерческий суд Цюриха несет ответственность за все споры, возникающие из настоящих условий или в связи с ними.

Мобильная гидроэлектростанция с направляющими подводными парашютами Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.22

МОБИЛЬНАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С НАПРАВЛЯЮЩИМИ ПОДВОДНЫМИ ПАРАШЮТАМИ

© 2015 г. Л.П. Андрианова, И.В. Осипова

Строительство мобильных гидроэлектростанций, использующих энергию морских течений, позволяет получить экологически чистую электроэнергию для электроснабжения объектов, расположенных вблизи моря. Основу мобильной гидроэлектростанции, как правило, составляет плавсредство, ниже которого расположен конвейер с системной подводных парашютов, а вал конвейера связан с генератором электрической энергии. К недостаткам существующих морских гидроэлектростанций следует отнести: низкую вырабатываемую мощность, низкую эффективность, пониженную надежность работы электростанции. Для устранения указанных недостатков и повышения мощности, эффективности и надежности в статье рассмотрены принципы усовершенствования морских мобильных гидроэлектростанций данного класса на примере оригинальной конструкции. В статье описывается оригинальная конструкция морской мобильной гидроэлектростанции с системой направляющих подводных парашютов. В усовершенствованной конструкции мобильной ГЭС конвейер выполнен в виде вертикального треугольника, две стороны которого имеют вертикальный наклон ветвей углубления и выглубления, а третья сторона конвейера расположена горизонтально на плавсредстве. При этом направляющая система подводных парашютов выполнена в виде жестких лопастей, закрепленных на конвейере шарнирно и снабженных ограничительными упорами. Использование данного принципа построения морской мобильной гидроэлектростанции позволит получать неограниченную вырабатываемую мощность. Кроме того, неограниченная мощность данных станций позволяет строить опреснительные установки в прибрежных засушливых района. Электроэнергия, вырабатываемая мобильной гидроэлектростанцией, может быть использована для электроснабжения собственных нужд морских нефтедобывающих платформ, что позволит экономить углеводородное топливо и не загрязнять атмосферу.

Ключевые слова: гидроэлектростанция, плавсредство, подводные парашюты, гидравлическая лопасть, гидропривод, направляющий гидроаппарат, горизонтальный цепной конвейер, электрогенератор, морская энергия.

Building mobile hydroelectric power plants using ocean currents energy allows to obtain green electricity for electric power facilities located near the sea. Mobile hydroelectric devices are typically based on watercraft below which there are located the conveyor system with underwater parachutes and conveyor shaft connected to the electricity generator. The disadvantages of existing marine mobile hydropower plants include low power output, low efficiency, low reliability of the power plant functioning. To eliminate these disadvantages and increase the capacity, efficiency and reliability in article there are considered the principles of improving marine mobile hydropower plants of this class on the example of an original design. The article describes the original design of the maritime mobile hydropower plant with a system of directing underwater parachutes. The improved design of mobile conveyor hydropower plants consists designed as a vertical triangle with two sides having a vertical slope of the branches of deepening, and the third side of the conveyor being positioned horizontally on the boats. Thus, directing system of underwater parachutes is executed in the form of rigid blades pivotally mounted on the conveyor and provided with limiting abutments. Application of this principle of hydroelectric power station construction will enable maritime mobile get unlimited power output. In addition, the unlimited capacity of these plants allows to build desalination plants in coastal drylands. Electricity generated by hydroelectric power stations mobile, can be used for auxiliary power supply of offshore oil platforms, which will save the hydrocarbon fuel and will not pollute the atmosphere.

Key words: hydroelectric power plant, flotation device, underwater parachutes, hydraulic blade, hydraulic drive, guide hydro apparatus, horizontal chain conveyor, an electric generator, marine energy.

Введение. Строительство мобильных гидроэлектростанций, использующих

энергию морских течений, позволяет получить экологически чистую

электроэнергию для электроснабжения объектов, расположенных вблизи моря [ 1].

Основу мобильной

гидроэлектростанции, как правило,

составляет плавсредство, ниже которого расположен конвейер с системной подводных парашютов, а вал конвейера связан с генератором электрической энергии.

К недостаткам существующих морских гидроэлектростанций следует отнести [2]:

— низкую вырабатываемую мощность, так как подводные парашюты следуют друг за другом по течению в одном потоке;

— низкую эффективность, так как конвейер расположен в поверхностном слое воды, что при глубинных течениях или при встречном ветре, тормозит течение поверхностных вод;

— пониженную надежность работы электростанции за счет сложности конструкции парашютов.

Для устранения указанных недостатков и повышения мощности, эффективности и надежности в статье рассмотрены принципы

усовершенствования морских мобильных

гидроэлектростанций данного класса на примере оригинальной конструкции.

Описание технического решения. В усовершенствованной конструкции мобильной гидроэлектростанции конвейер выполнен в виде вертикального треугольника, две стороны которого имеют вертикальный наклон ветвей углубления и выглубления, а третья сторона конвейера расположена горизонтально на плавсредстве. При этом направляющая система подводных парашютов выполнена в виде жестких лопастей, закрепленных на конвейере шарнирно и снабженных ограничительными упорами. Схема устройства данной конструкции показана на рисунке 1.

1 — понтон; 2 — передняя перекладина; 3, 5 — якорные кольца; 4 — задняя перекладина; 6 — палуба; 7, 8, 9 — зубчатые колеса; 10 — кронштейн; 11 — цепной конвейер; 12 — лопасти;

13 — упоры; 14 — электрогенератор Рисунок 1 — Мобильная гидроэлектростанция (вид сзади)

Мобильная гидроэлектростанция состоит из двух параллельных понтонов, которые жестко соединены между собой передней перекладиной 2 с якорным кольцом 3 и задней перекладиной 4 с якорным кольцом 5. Понтоны 1 оба герметично закрыты сверху и снабжены общей палубой 6. Между понтонами 1, на цепных передних и задних зубчатых колесах 7 и 8, расположенных под палубой 6, и зубчатым колесом 9, расположенным ниже понтонов 1, образующих вертикальный треугольник, размещен цепной конвейер 11. На конвейере находятся поворотные вогнутые водяные

лопасти 12, имеющие, по ходу конвейера 11 упоры 13. Цепной конвейер 11 может быть снабжен натяжными роликами.

Размещение зубчатых колес 9, образующих с колесами 7 и 8 вертикальный цепной конвейер 11 в виде вертикального треугольника, может быть любым, например, от нижнего угла треугольника от 00 до 90 ° между первым зубчатым колесом 7 и задним 8. На валу передних зубчатых колес 7 цепного конвейера 11 установлены один или два генератора 14 электрической энергии.

Мобильная гидроэлектростанция (рисунок 2) работает следующим образом.

При движении воды, которая набегает на вогнутые водные лопасти 12 между зубчатыми колесами 7 и 9 конвейера 11. Водные колеса 12, опираясь на упоры 13, стоят поперек течению воды. Вода кинетической энергией движения своей массы набегает на лопасти 12, и своей энергией перемещает их по течению. Одновременно, в другой ветви треугольника цепного конвейера 11 между зубчатыми колесами 9 и 8 вода натекает на

наклонные вогнутые водные лопасти 12 и, не изменяя своего движения, перемещает их вверх. Лопасти 12, поднимаясь до верхнего заднего зубчатого колеса 8; поворачиваются на своих осях и ложатся на цепной конвейер 4, который транспортирует до переднего зубчатого колеса 7, на котором эти лопасти 12 на своих осях разворачиваются в другую сторону до упоров 13, занимают рабочее место в воде и т.д.

1 — понтон; 2 — передняя перекладина; 3, 5 — якорные кольца; 4 — задняя перекладина; 6 — палуба; 7, 8, 9 — зубчатые колеса; 10 — кронштейн; 11 — цепной конвейер; 12 — лопасти;

13 — упоры; 14 — электрогенератор Рисунок 2 — Мобильная гидроэлектростанция (вид А-А)

Под влиянием суммарного движения всех лопастей 12 конвейер 11 приводится во вращательное движение по треугольнику зубчатых колес 7, 8 и 9. Вал зубчатых колес приводит во вращение электрогенератор 14, вырабатывающий электрическую энергию, передаваемую по электрическому кабелю к потребителям.

В основном электростанция собирается в доке без монтажа цепного конвейера 11 и его кронштейнов 10, которые при буксировке в собранном виде могут сесть на отмель, риф, скалу и т.д., так как станция рассчитана для работы на глубине. Без упомянутых деталей станция в собранном виде буксируется к месту установки, то есть на выбранное водное течение. С помощью якорных колец 3 и 5

устанавливается, по течению на одном якорном кольце 3 или на обоих 3 и 5. Монтируются кронштейны 10 с зубчатыми колесами 9 и цепной конвейер 1. Далее электростанция пускается в эксплуатацию.

Заглубленные в воду лопасти 12 конвейера подвергаются воздействию течения воды. Лопасти 12 под действием своего веса и течения воды поворачиваются на шарнирах до упоров 13. Под напором воды лопасти 12 приводят в действие конвейер, вращающий генератор, который вырабатывает электрическую энергию. На верхней ветви плавсредства лопасти складываются и транспортируются конвейером в лежачем положении.

Использование данного принципа построения морской мобильной

гидроэлектростанции позволит получать неограниченную вырабатываемую

мощность. Кроме того, неограниченная мощность данных станций позволяет строить опреснительные установки в прибрежных засушливых районах.

Электроэнергия, вырабатываемая мобильной гидроэлектростанцией, может быть использована для электроснабжения собственных нужд морских

нефтедобывающих платформ, что позволит экономить углеводородное топливо и не загрязнять атмосферу [3, 4].

Литература

1. Филиппова, Т.А. Гидроэнергетика: учебное пособие / Т.А. Филиппова, М.Ш. Мисриханов, Ю.М. Сидоркин, А.Г. Русина. — 3-е изд., перераб. — Новосибирск: Издательство НГТУ, 2013. — 619 с.

2. Современная электроэнергетика / под ред. А.П. Бурмана, В.А. Строева. -Москва: Издательство МЭИ, 2008. — 632 с.

3. Абдрахманов, Р.Р. Возобновляемые источники энергии. — Уфа: Башгосагроуниверситет, 2008. — 168 с.

4. Кашарин, Д.В. Исследование условий работы мобильных гидроэлектростанций и создание алгоритма расчета их оптимальных параметров / Кашарин Д.В., Годин П.А., Шиян СИ // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. -2009. — № 13. — С. 174-179.

References

1. Filippova, T.A., Misrihanov M.Sh., Sidorkin Ju.M., Rusina A.G. Gidrojenergetika [Hydropower industry], Novosibirsk, Izdatel’stvo NGTU, 2013, 619 р.

2. Sovremennaja jelektrojenergetika [Modern electric power industry], pod red. Burmana A.P., Stroeva V.A., Moscow, Izdatel’stvo MJel, 2008, 632 p.

3. Abdrahmanov, R.R. Vozobnovlja-emye istochniki jenergii [Renewable sources of energy], Ufa, Bashgosagrouniversitet, 2008, 168 p.

4. Kasharin D.V., Godin P.A., Shijan S.I Issledovanie uslovij raboty mobil’nyh gidrojelektrostancij i sozdanie algoritma rascheta ih optimal’nyh parametrov [Research operating conditions of mobile hydroelectric power plants and the creation of an algorithm for calculating the optimal parameters], Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Serija: Stroitel’stvo i arhitektura, 2009, No. 13, pp. 174-179.

Сведения об авторах

Андрианова Людмила Прокопьевна — доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения и применения электрической энергии в сельском хозяйстве, ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет» (г. Уфа, Россия). Тел.: 8(347)252-66-10.

Осипова Ирина Владимировна — старший преподаватель кафедры электроснабжения и применения электрической энергии в сельском хозяйстве, ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет» (г. Уфа, Россия). Тел.: 8(347)252-66-10. E-mail: [email protected].

Information about the authors

Andrianova Lyudmila Prokopievna — Doctor of Technical Sciences, professor of Power supply and application of electricity in agriculture, FSBEI HE «Bashkir State Agrarian University» (Ufa, Russia). Phone: 8(347)252-66-10.

Osipova Irina Vladimirovna — senior lecturer of Power supply and application of electricity in agriculture, FSBEI HE «Bashkir State Agrarian University» (Ufa, Russia). Phone: 8(347)252-66-10. E-mail: [email protected].

Автоматика разгрузки станции на базе УПАЭ

Необходимость применения автоматики разгрузки (АРС) электростанции обусловлена требованиями обеспечения устойчивости энергосистемы при выдаче станцией мощности. Кроме того, данная автоматика необходима, чтобы предоставить в распоряжение ЦСПА воздействия вида «отключение генерации» (ОГ) на станции, участвующей в ЦСПА.

В задачу АРС на базе УПАЭ входит контроль за состоянием блоков (гидрогенераторов) станции, в том числе получение ТИ замеров активной мощности. Доаварийными входными дискретными параметрами

для комплекса АРС являются сигналы состояния оборудования («ремонт/работа»), сигналы о возможности привлечения блока для нужд ПА.

Как правило, комплекс АРС встроен в общую систему противоаварийной автоматики энергообъекта. Пусковыми сигналами (ПО) комплекса АРС могут служить сигналы, предписывающие комплексу снизить генерацию на определенное количество МВт.

Источниками пусковых сигналов комплекса АРС могут служить смежный комплекс централизованной ПА (АПНУ), устройства локальной ПА (МКПА, МКПА-2). Пусковые сигналы со смежных объектов передаются с помощью УПАСК.

В качестве управляющих воздействий АРС могут выступать дискретные команды разгрузки турбин, команды отключения блоков или генераторов, команды отключения нагрузки и т. п.

Комплекс АРС может быть реализован как с возможностью выбора блоков под отключение вручную, так и с автоматическим выбором блоков под отключение, где критериями являются: допустимость привлечения блока, генерация блока, отсутствие запрета для персонала на отключение блока. Автоматический выбор блоков должен производиться таким образом, чтобы отключить минимальное число блоков, необходимое для реализации требуемого объема УВ. При значительном отключении генерации АРУ может формировать балансирующее УВ отключения нагрузки (ОН).

В случае использования УПАЭ на ГЭС может быть предусмотрен цифровой стык с ГРАМ, возможность пуска гидрогенераторов из резерва.

Рисунок 1.

Структурная схема комплекса АРС на базе УПАЭ

Гидроэлектроэнергия Водопользование

• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы водопользования •

Плотина Чодьер отводит воду из реки Оттава, Канада.

Кредит: Викимедиа

На протяжении всей истории люди использовали движущуюся воду для помощи в работе, а современные люди широко используют движущуюся воду для производства электроэнергии. Несомненно, пещерный Джек прикрепил к шесту несколько крепких листьев и бросил их в движущийся поток.Вода вращала шест, который измельчал зерно, чтобы приготовить вкуснейшие обезжиренные доисторические кексы с отрубями. На протяжении многих веков энергия воды использовалась для работы мельниц, перемалывающих зерно в муку. На протяжении всей истории люди использовали движущуюся воду для помощи в работе, а современные люди широко используют движущуюся воду для производства электроэнергии.

Гидроэнергетика для нации

Хотя большая часть энергии в Соединенных Штатах производится на ископаемом топливе и атомными электростанциями, гидроэлектроэнергия по-прежнему важна для нации.В настоящее время огромных электрогенераторов размещены внутри плотин . Вода, протекающая через плотины, вращает лопатки турбин (сделанные из металла вместо листьев), которые соединены с генераторами. Электроэнергия производится и отправляется в дома и на предприятия.

Мировое распределение гидроэнергетики

• Гидроэнергетика — самый важный и широко используемый возобновляемый источник энергии.
• Гидроэнергетика составляет около 17% (Международное энергетическое агентство) от общего производства электроэнергии.
• Китай является крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии, за ним следуют Канада, Бразилия и США (Источник: Управление энергетической информации).
• Примерно две трети экономически обоснованного потенциала еще предстоит освоить. Неиспользованные гидроресурсы по-прежнему в изобилии в Латинской Америке, Центральной Африке, Индии и Китае.

Производство электроэнергии с использованием гидроэлектроэнергии имеет некоторые преимущества перед другими методами производства энергии .Сделаем быстрое сравнение:

Преимущества гидроэнергетики

• Топливо не сжигается, поэтому загрязнение минимально
• Вода для работы электростанции предоставляется бесплатно по своей природе
• Гидроэнергетика играет важную роль в сокращении выбросов парниковых газов
• Сравнительно низкие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание
• Технология надежная и проверенная временем
• Возобновляемый — дождь обновляет воду в резервуаре , поэтому топливо почти всегда есть

Прочтите расширенный список преимуществ гидроэнергетики на конференции Top World Conference on Sustainable Development, Йоханнесбург, Южная Африка (2002)

Недостатки электростанций, использующих уголь, нефть и газовое топливо

• Они используют ценные и ограниченные природные ресурсы
• Они могут производить много загрязнений
• Компании должны выкопать землю или бурить скважины, чтобы добыть уголь, нефть и газ
• Для атомных электростанций существуют проблемы с удалением отходов

Гидроэнергетика не идеальна и имеет некоторые недостатки

• Высокие инвестиционные затраты
• Зависит от гидрологии ( осадков, )
• В некоторых случаях затопление земель и мест обитания диких животных
• В некоторых случаях потеря или изменение местообитаний рыб
• Захват рыбы или ограничение прохода
• В отдельных случаях изменения в водохранилище и потоке Качество воды
• В отдельных случаях перемещение местного населения

Гидроэнергетика и окружающая среда

Гидроэнергетика не загрязняет окружающую среду, но оказывает воздействие на окружающую среду

Гидроэнергетика не загрязняет воду и воздух.Однако гидроэнергетические объекты могут иметь большое воздействие на окружающую среду, изменяя окружающую среду и влияя на землепользование, дома и естественную среду обитания в районе плотины.

Большинство гидроэлектростанций имеют плотину и водохранилище. Эти структуры могут препятствовать миграции рыб и влиять на их популяции. Эксплуатация гидроэлектростанции может также изменить температуру воды и сток реки. Эти изменения могут нанести вред местным растениям и животным в реке и на суше.Водохранилища могут покрывать дома людей, важные природные территории, сельскохозяйственные угодья и места археологических раскопок. Таким образом, строительство плотин может потребовать переселения людей. Метан, сильный парниковый газ, также может образовываться в некоторых резервуарах и выбрасываться в атмосферу . (Источник: EPA Energy Kids)

Строительство водохранилища в США «иссякает»

Гоша, гидроэлектроэнергия звучит здорово — так почему бы нам не использовать ее для производства всей нашей энергии? В основном потому, что вам нужно много воды и много земли, где вы можете построить плотину и резервуар , что все требует ОЧЕНЬ много денег, времени и строительства.Фактически, большинство хороших мест для размещения гидроэлектростанций уже занято. В начале века гидроэлектростанции обеспечивали немногим менее половины электроэнергии страны, но сегодня это число снизилось примерно до 10 процентов. Тенденцией на будущее, вероятно, будет строительство малых гидроэлектростанций, которые могут вырабатывать электроэнергию для одного сообщества.

Как видно из этого графика, строительство поверхностных водохранилищ в последние годы значительно замедлилось. В середине 20 века, когда урбанизация происходила быстрыми темпами, было построено множество водохранилищ, чтобы удовлетворить растущий спрос людей на воду и электроэнергию.Примерно с 1980 года темпы строительства водохранилищ значительно замедлились.

Типовая гидроэлектростанция

Гидроэнергия вырабатывается падающей водой. Способность производить эту энергию зависит как от имеющегося потока, так и от высоты, с которой он падает. Накапливаясь за высокой плотиной, вода аккумулирует потенциальную энергию. Это превращается в механическую энергию, когда вода устремляется вниз по шлюзу и ударяется о вращающиеся лопасти турбины.Вращение турбины вращает электромагниты, которые генерируют ток в неподвижных катушках проволоки. Наконец, ток пропускается через трансформатор, где напряжение увеличивается для передачи на большие расстояния по линиям электропередачи. (Источник:

)

Падающая вода производит гидроэлектроэнергию. Теория состоит в том, чтобы построить плотину на большой реке с большим перепадом высоты (в Канзасе или Флориде не так много гидроэлектростанций).Плотина хранит много воды позади себя в водохранилище. У подножия стены дамбы находится водозабор. Гравитация заставляет его проваливаться через напорный водовод внутри дамбы. В конце напорного трубопровода находится пропеллер турбины, который вращается движущейся водой. Вал турбины идет вверх в генератор, который производит мощность. К генератору подключены линии электропередач, по которым электричество доставляется в ваш дом и в мой. Вода проходит мимо гребного винта через отводной канал в реку мимо плотины.

Производство гидроэлектроэнергии в США и в мире

На этой диаграмме показано производство гидроэлектроэнергии в 2012 году в ведущих странах мира, производящих гидроэлектроэнергию. В последнее десятилетие Китай построил крупные гидроэлектростанции и сейчас занимает лидирующие позиции в мире по использованию гидроэлектроэнергии. Но с севера на юг и с востока на запад страны всего мира используют гидроэлектроэнергию — главные составляющие — это большая река и перепад высот (конечно, вместе с деньгами).

Плотина ГЭС — Энергетическое образование

Рисунок 1. Плотина Ингурской ГЭС. ^[1]

Плотина гидроэлектростанции является одним из основных компонентов гидроэлектростанции. Плотина — это большое искусственное сооружение, построенное для удержания некоторого водоема. Помимо строительства с целью производства гидроэлектроэнергии, создаются плотины для регулирования речного стока и регулирования паводков. ^[2] На некоторых реках строятся небольшие плотины, известные как плотины, для контроля и измерения расхода воды.

Плотины относятся к категории подпорных сооружений или сооружений, построенных для создания больших постоянных водоемов, известных как водохранилища. Эти резервуары могут использоваться для орошения, производства электроэнергии или водоснабжения. Эти сооружения построены на руслах рек и задерживают воду, поднимая уровень воды. Дамбы могут быть построены вместе с плотиной для повышения эффективности плотин за счет предотвращения выхода воды из водохранилища второстепенными путями. ^[3]

Плотины могут варьироваться от относительно небольших до очень больших структур.Самая высокая плотина в Соединенных Штатах расположена недалеко от Оровилля, Калифорния, ее высота составляет 230 метров, а ширина — 1,6 км. ^[2] Самая большая плотина в мире — плотина Цзиньпин на реке Ялонг в Китае, ее высота составляет 305 метров. В Канаде насчитывается более 10 000 плотин, из которых 933 относятся к категории крупных плотин. ^[4] Самая высокая плотина в Канаде — это плотина Мика на реке Колумбия, ее высота составляет 243 метра. Еще одна известная канадская плотина — это плотина W.A.C Bennett на реке Пис, примечательная своим большим объемом водохранилища — 7.4 х 10 ⁹ кубометров и высотой 190,5 метра.

Строительство

Строительство этих плотин сложное и трудоемкое. Перед началом строительства вода отводится или не проходит через строительную площадку. После отвода воды поверхность фундамента очищается, выкапывается, и камни или отложения, которые будут служить фундаментом, ремонтируются и считаются прочными. Это делается для того, чтобы порода или осадки не сдвинулись или не разрушились в результате нагрузки на плотину и водохранилище.Для усиления фундамента можно использовать опоры, известные как анкерные болты. Над плотиной можно использовать анкерные болты и сетку для предотвращения падения камней на плотину. Затем по краям плотины строятся опалубки, внутрь помещается арматура и закачивается бетон. Это делается по частям, и бетон заливается постепенно в виде блоков. После того, как плотина будет построена, резервуар может наполняться под строгим контролем. Во время этого процесса за плотиной ведется наблюдение. Затем добавляются другие конструкции, обеспечивающие функционирование плотины. ^[5]

Операция

Плотины — это всего лишь один компонент всего гидроэлектростанции, но это один из основных видимых компонентов системы. Назначение плотины гидроэлектростанции — обеспечить место для преобразования потенциальной и кинетической энергии воды в электрическую с помощью турбины и генератора. Плотины действуют как место, где вода удерживается и выпускается контролируемым образом с помощью гидравлических турбин, позволяя преобразовывать механическую энергию воды в электрическую. ^[6]

Типичные плотины создают резервуар, в котором вода хранится на заданной высоте. Эта высота и скорость, с которой вода течет из резервуара через турбины, определяют, сколько электроэнергии может быть произведено. Это можно рассчитать с помощью уравнения гидроэнергетики. По мере увеличения высоты плотины увеличивается и количество вырабатываемой электроэнергии. В верхней части плотины есть ворота, которые используются для блокировки или выпуска воды из резервуара.Эти ворота открываются или закрываются в соответствии с потребностями в электроэнергии. Между вершиной плотины и турбинами проходит серия каналов, известных как затворы, которые направляют воду вниз и регулируют наклон падающей воды, чтобы обеспечить максимальную эффективность плотины. Наконец, турбины могут содержаться в самой конструкции плотины, и именно здесь происходит преобразование энергии. После того, как вода проходит через турбины, она сбрасывается хвостовой частью на дне плотины обратно в реку. ^[6]

Список литературы

Гидроэлектростанция — Energy Education

Гидроэлектростанция — это электростанция особого типа, которая использует энергию падающей или текущей воды для выработки электроэнергии.Они делают это, направляя воду через ряд турбин, которые преобразуют потенциальную и кинетическую энергию воды во вращательное движение турбины. Затем турбина присоединяется к генератору, и движение используется для выработки электроэнергии. Гидроэнергетика обеспечивает мир около 16% от общего объема производства электроэнергии. ^[1] В число крупнейших производителей входят Китай, Канада и Бразилия. ^[2] См. Мировое производство электроэнергии для получения подробной информации о том, сколько электроэнергии вырабатывается гидроэнергетикой в ​​разных странах.

Схема обычной гидроэлектростанции показана ниже.

Рисунок 1. Схема, показывающая основные компоненты традиционной гидроэлектростанции. ^[3]

Типы

Есть как традиционные, так и нетрадиционные гидроэлектростанции.Обычные гидроэлектростанции — наиболее распространенный тип — полагаются на разницу напора, создаваемую искусственными плотинами и препятствиями. Два типа систем, которые считаются традиционными, — это плотины гидроэлектростанций и приливные дамбы. Нетрадиционные методы генерации обычно основаны на гидроэлектрическом разряде или небольшом перепаде напора. Некоторыми примерами нетрадиционных гидроэнергетических объектов являются низконапорные гидроэлектростанции, русловые системы, гидроэнергетические системы в русле реки и кинетические приливы.

Каждому типу метода выработки гидроэлектроэнергии соответствует классификация выходной мощности, основанная на его мощности.Они указаны в таблице слева. ^[4]

Компоненты и работа

При проектировании гидроэлектростанции учитывается множество различных факторов, но большинство из них имеют одни и те же основные компоненты и работают одинаково. Эти компоненты и их функции описаны ниже.

Резервуар

основная статья

Водохранилище гидроэлектростанции — это скопление воды, сдерживаемой плотиной гидроэлектростанции.Эта вода имеет определенное количество потенциальной энергии, поскольку она удерживается над хвостовой частью плотины, а потенциальная энергия используется для выработки электроэнергии. Высота, на которой находится вода в резервуаре, называется гидравлическим напором и является одним из основных факторов, определяющих, сколько электроэнергии может быть произведено. Чем выше находится вода, тем больше у нее потенциальной энергии и, следовательно, тем больше электроэнергии может быть произведено. ^[5]

Плотина

основная статья

Плотина гидроэлектростанции — это большое искусственное сооружение, построенное для удержания некоторого количества воды. ^[5] Назначение плотины гидроэлектростанции — обеспечить место для преобразования потенциальной и кинетической энергии воды в электрическую энергию с помощью турбины и генератора. Плотины действуют как место, где вода сдерживается и под контролем спускается к этим турбинам, обеспечивая место, где происходят преобразования энергии. ^[6] Типичные плотины создают резервуар, в котором вода хранится на заданной высоте. Эта высота и скорость, с которой вода падает из резервуара на турбины, определяют, сколько электроэнергии может быть произведено.

Подвес

основная статья

Заглушки — это трубы или длинные каналы, по которым вода спускается из гидроузла к турбинам внутри самой электростанции. ^[7] Обычно они изготавливаются из стали, и вода под высоким давлением течет через затвор. Они являются жизненно важным компонентом гидроэлектростанции, который позволяет воде перемещаться к турбине. К концам затворов можно прикрепить решетки или фильтры, чтобы улавливать крупный мусор, например, ветки.Это гарантирует, что мусор не сможет попасть в канал и заблокировать его. ^[8] Количество воды, которое может проходить через напорный водовод, можно регулировать с помощью шлюза, который представляет собой просто затвор, который можно поднимать и опускать для увеличения или уменьшения количества воды, пропускаемой через затвор.

Турбины

основная статья

Гидротурбины — это устройства, используемые на гидроэлектростанциях, которые передают энергию от движущейся воды к вращающемуся валу для выработки электроэнергии.Эти турбины вращаются или вращаются в ответ на попадание воды на их лопасти. Тип турбины, выбранный для любого гидроэнергетического проекта, зависит от высоты водохранилища, известного как гидравлический напор, и объема воды, который течет, известного как скорость потока. Также следует учитывать эффективность и стоимость. ^[9]

КПД

Энергия движущейся воды — это чисто механическая энергия, одна из самых качественных форм энергии. Таким образом, теоретически, поскольку это такая высококачественная энергия, ее можно преобразовать в электрическую с почти 100% -ным КПД, поскольку в ней не задействована тепловая энергия (и, таким образом, второй закон термодинамики не должен приниматься во внимание) .Однако по-прежнему существуют незначительные потери, связанные с трением и неэффективностью транспортировки электроэнергии (в результате таких факторов, как сопротивление проводов). В целом это означает, что гидроэнергетика может быть преобразована в электричество с КПД выше 90%. ^[1]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ ^{1,0 1,1} Р. Вольфсон. Энергия, окружающая среда и климат , 2-е изд.Нью-Йорк, США: Нортон, 2012 г.
2. ↑ Абхишек Шах. (3 сентября 2015 г.). Список крупнейших в мире гидроэлектростанций и стран — Китай, ведущий строительство гидроэлектростанций [Online]. Доступно: http://www.greenworldinvestor.com/2011/03/29/list-of-worlds-largest-hydroelectricity-plants-and-countries-china-leading-in-building-hydroelectric-stations/
3. ↑ Wikimedia Commons. (3 сентября 2015 г.). Гидроэлектростанция [Онлайн]. Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/57/Hydroelectric_dam.svg/2000px-Hydroelectric_dam.svg.png
4. ↑ IPCC. (3 сентября 2015 г.). Глава 5 — Гидроэнергетика [Онлайн]. Доступно: www.ipcc.ch/pdf/special-reports/srren/drafts/SRREN-FOD-Ch05.pdf
5. ↑ ^{5,0 5,1} Ботанический сад Миссури. (3 сентября 2015 г.). Hydroelectric Power [Online]. Доступно: http://www.mbgnet.net/fresh/rivers/dams.htm
6. ↑ BrightHub Engineering.(3 сентября 2015 г.). Как работает плотина гидроэлектростанций [Online]. Доступно: http://www.brighthubengineering.com/building-construction-design/42794-how-does-a-hydroelectric-dam-work/
7. ↑ Дж. Бойль. Возобновляемые источники энергии: энергия для устойчивого будущего , 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета, 2004.
8. ↑ WiseGeek. (3 сентября 2015 г.). Что такое Penstock? [Онлайн]. Доступно: http://www.wisegeek.com/what-is-a-penstock.htm
9. ↑ BrightHub Engineering.(3 сентября 2015 г.). Что такое гидравлические турбины? [Онлайн]. Доступно: http://www.brighthubengineering.com/fluid-mechanics-hydraulics/26551-hydraulic-turbines-definition-and-basics/

традиционных плотин гидроэлектростанций | ЗЕМЛЯ 104: Земля и окружающая среда (Развитие)

Обычные гидроэлектростанции

Существуют три основных типа традиционных гидроэнергетических технологий: водохранилище (плотина), отвод и гидроаккумулирование.

Водохранилище — наиболее распространенный тип гидроэлектростанций.Водохранилище, обычно крупная гидроэнергетическая система, использует плотину для хранения речной воды в резервуаре. Вода, выпущенная из резервуара, проходит через турбину, вращая ее, которая, в свою очередь, приводит в действие генератор для производства электроэнергии. Генерация может использоваться довольно гибко для удовлетворения требований базовой и пиковой нагрузки. Воду также можно выпускать либо для удовлетворения меняющихся потребностей в электроэнергии, либо для поддержания постоянного уровня в резервуаре. Схема типового гидроузла водохранилища показана ниже на первом рисунке.Одна из самых известных в мире плотин-водохранилищ, плотина Гувера, показана на втором рисунке (хотя стоит отметить, что в глобальном масштабе плотина Гувера более известна, чем большая).

Обычная водохранилище

Источник: Управление долины Теннесси

Плотина Гувера

Источник: общественное достояние

Водозаборное сооружение, иногда называемое руслом, направляет часть реки через канал или напорный шток. Это может не потребовать использования плотины, но также имеет ограниченную гибкость для отслеживания пикового изменения потребности в энергии.Таким образом, это будет в основном полезно для базовой нагрузки. Этот сценарий приводит к ограниченному наводнению и изменениям в речном потоке. В Соединенных Штатах многие плотины на северо-западе Тихого океана (на реках Колумбия и Снейк) представляют собой отводные или русловые плотины с ограниченным резервуаром для хранения воды за плотиной или без него. На рисунке ниже показано изображение отводного гидроузла. Сравните, как это сооружение выглядит с изображением дамбы Гувера, водохранилища, показанного выше.

Водозаборная или «русловая» плотина

Источник: Министерство энергетики США

Гидравлическая плотина с «насосным хранением» объединяет небольшой резервуар-хранилище с системой для циркуляции воды обратно в резервуар после того, как она была выпущена через турбину, таким образом, «повторно используя» ту же воду для выработки электроэнергии в более позднее время.Когда потребность в электроэнергии низкая (обычно ночью), гидроаккумулирующее устройство накапливает энергию, перекачивая воду из нижнего резервуара в верхний резервуар. В периоды высокого спроса на электроэнергию (обычно в течение дня) вода сбрасывается обратно в нижний резервуар для выработки электроэнергии. На рисунке ниже представлена ​​схема гидроаккумулирующего гидроагрегата. Насосные хранилища обычно меньше с точки зрения генерирующей мощности, чем их аналоги для водохранилищ или отводов, но иногда их комбинируют с водохранилищами или водозаборными сооружениями для увеличения пиковой выходной мощности или гибкости.

Схема гидроаккумулирующего объекта

Источник: Управление долины Теннесси

Как работает гидроэнергетика | Союз обеспокоенных ученых

Экологические и социальные проблемы

Хотя при производстве гидроэлектроэнергии не происходит выбросов газов, вызывающих глобальное потепление, или других загрязнителей воздуха, строительство и эксплуатация гидроэнергетических проектов может иметь экологические и социальные последствия, которые во многом зависят от того, где находится проект и как он осуществляется.

Плотины, которые затопили районы с живой растительностью, могут выделять метан, мощный газ глобального потепления, когда этот органический материал разлагается. Например, плотина Тукуруи в Бразилии создала водохранилище в тропическом лесу перед вырубкой деревьев. Когда растения и деревья начали гнить, они уменьшили содержание кислорода в воде, убивая растения и рыбу в воде, и выпустили большое количество метана.

Гидроэнергетические проекты могут сократить потоки в реках вниз по течению, если потоки вверх по течению будут захвачены за водохранилищем и / или отведены в каналы, которые отводят воду от реки к генерирующей установке.Уменьшение стока реки может изменить температуру воды и ухудшить среду обитания растений и животных. Меньшее количество воды в реке также может снизить уровень кислорода, что ухудшит качество воды.

Вода обычно накапливается за плотиной и выпускается через турбины, когда требуется электроэнергия. Это создает искусственные модели течения в реке вниз по течению, которые могут сильно отличаться от моделей течения, которые естественным образом наблюдаются в реке. Например, реки, питаемые в основном за счет таяния снегов, могут испытывать гораздо больший сток зимой и весной, чем летом и осенью.Гидроэнергетика может отличаться от этих естественных схем потока, что имеет последствия для прибрежных и водных видов ниже по течению. Если уровни воды ниже по течению от гидроэнергетического проекта будут сильно колебаться из-за операций по выработке электроэнергии, рыба может оказаться на мели внезапно на мелководье. Если операции приводят к более статичному графику стока в течение года, чем это обычно бывает в реке, движение наносов по участку реки может быть нарушено, что приведет к сокращению среды обитания для водных видов.Меньшее количество сезонных потоков также может привести к сгущению прибрежного коридора до менее динамичного русла, поскольку молодые саженцы, которые обычно сезонно прореживаются из-за высоких потоков, способны созреть.

Плотины также могут блокировать миграцию рыбы, которая плывет вверх по течению, чтобы достичь нерестилищ. На Тихоокеанском северо-западе и в Калифорнии большие плотины заблокировали миграцию кижуча, чавычи и нерки из океана в их нерестилища вверх по течению. Количество лосося, совершающего путешествие вверх по течению, сократилось на 90 процентов после строительства четырех плотин в нижнем течении реки Снейк.Предпринимаются некоторые шаги по перемещению рыбы вокруг плотин, например, размещение ее на баржах или строительство трапов для рыбы, но успех был ограничен. Проход рыбы вниз по течению также может быть проблемой, поскольку молодь может быть съедена турбинами плотины, когда она направляется к океану.

Затопление земель с целью создания водохранилищ может также уничтожить районы, где люди живут или выращивают урожай. Плотина Балбина в Бразилии, например, затопила 2360 квадратных километров, площадь размером с Делавэр [8].Плотность населения обычно выше вдоль рек, что приводит к массовому перемещению городских центров. Плотина «Три ущелья» в Китае привела к перемещению почти 1,2 миллиона человек [9].

Разрушенные водохранилищами среды обитания диких животных могут быть особенно ценными. В Южной Америке 80 процентов гидроэнергетического потенциала сосредоточено в тропических лесах, одной из самых богатых и разнообразных экосистем на Земле. Плотина Росана в Бразилии разрушила одно из немногих сохранившихся мест обитания тамарина черного льва, редкого и красивого вида длинношерстных обезьян.

В Соединенных Штатах большинство нефедеральных гидроэлектростанций должны получить лицензию на эксплуатацию от Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC). Эти лицензии, которые регулируют работу станции в течение 30–50 лет, играют большую роль в определении того, как деятельность гидроэнергетического объекта влияет на местные экологические, культурные и рекреационные ресурсы. Таким образом, процесс повторного лицензирования является важной возможностью для переоценки и, при необходимости, корректировки операций проекта, чтобы лучше соответствовать текущим потребностям и ценностям окружающей среды и общественности.Процессы повторного лицензирования гидроэнергетики по всей стране привели к увеличению потоков для поддержки водных и прибрежных сред обитания, лучшему доступу и услугам для поддержки общественного отдыха на реках и защите объектов культурного наследия [10].

Диаграмма выработки гидроэлектроэнергии [9]

Контекст 1

… это разница между верхним и нижним потоками уровней воды, как показано на Рисунке 1. Высокий, средний и низкий напор отличаются определяется от страны к стране, и общепринятых шкал не найдено [8].Например, в ссылке [11] указано, что низкий напор составляет <10 м напор. Следовательно, мощность, измеряемая в МВт, является критерием для определения таких категорий, как микро, «малая гидроэлектростанция» и «большая гидроэнергетика». Разные страны определяют разные масштабы гидроэлектростанций; некоторые примеры описаны в таблице 1. Микрогидроэлектростанции вырабатывают мощность менее 100 кВт [13, 14], где мощность электростанции более 100 кВт и менее 1 МВт называется мини-гидроэлектростанцией. Также Пико-гидро составляет от нескольких сотен ватт до 5 кВт [15].Мощность и объект (технология) являются двумя критериями классификации гидроэлектростанции. Первый состоит из четырех технологий: плотинного водохранилища, русла реки, гидроаккумулятора, технологии ручья и новой технологии - вихревой гравитационной энергии. Классификация по шкале мощности большая, малая, мини, микро и пико. См. Рис. 2. Гидроэлектростанции часто классифицируются по трем основным категориям в зависимости от режима работы и типа стока, как показано в таблице 2. ГЭС с руслом реки (RoR), накоплением (водохранилище) и гидроаккумулирующими станциями различаются от очень малых до очень большой масштаб, зависящий от гидрологии и топографии водосбора [16].Кроме того, существует четвертая категория, называемая поточной технологией, последняя технология гравитационного вихря, которая является молодой технологией. Строительство плотин на реках извлекало энергию более 4500 лет назад [17]. Колебания потока воды можно уменьшить за счет резервуара. Генерирующие станции расположены у плотины до или ниже по течению, подключены к резервуару через туннели или трубопроводы, как показано на Рисунке 3 [18]. Ландшафт и природа участков являются основными факторами, определяющими тип и конструкцию водохранилищ, и во многих странах мира они окружены речными долинами, где водохранилище представляет собой искусственное озеро.В регионах с горными участками высокогорные озера образуют другой тип резервуара, который часто сохраняет многие свойства исходного озера [8]. Русловая схема - это тип малых гидроэлектростанций, которые вырабатывают электроэнергию на основе имеющихся гидрологических вариаций участка [19]. Этот тип производства гидроэлектроэнергии использует поток воды в пределах естественного русла реки; Компоненты проекта малой русловой гидроэлектростанции показаны на Рисунке 4 [8]. Поэтому резервуар не использовался или использовался очень мало.Малые гидроэлектростанции привлекают эффективные и надежные инвестиции, потому что они занимают минимум времени на строительство и используют небольшую территорию, используют местную рабочую силу и материалы, а стоимость киловатта невысока по сравнению с другими энергетическими проектами [20] Насосные гидроаккумулирующие установки перекачивают воду в верхний водохранилище в непиковые часы за счет использования излишков электроэнергии от электростанций с базовой нагрузкой, как показано на Рисунке 5. Затем они реверсируют поток для выработки электроэнергии в период ежедневной пиковой нагрузки. Они считаются одной из самых эффективных технологий хранения энергии.Концепция откачки воды обратно в верхний резервуар в непиковые часы означает, что эти установки являются чистыми потребителями энергии: для перекачки воды в верхний резервуар требуется больше энергии, чем вырабатывается заводом, когда вода устремляется вниз в нижний. резервуар [8]. Установка гидрокинетических турбин в потоках рек или каналов для выработки энергии может оптимизировать существующие сооружения, такие как плотины, плотины и водопады. Они в основном функционируют как русловая схема, как показано на Рисунке 6. Гидрокинетические устройства, разрабатываемые для улавливания энергии от приливов и течений, также могут быть развернуты внутри страны как в свободно текущих реках, так и в искусственно созданных водных путях [21].В настоящее время гравитационная вихревая установка и преобразователь VIVACE - это две технологии, которые используют энергию вихря для генерации электричества ...

Гидроэлектростанция — обзор

15.3 Технология

Гидроэнергетика — это зрелая технология с хорошо зарекомендовавшими себя решениями и надежность. Гидроэлектростанция включает компоненты из гражданского, механического и электротехнического строительства. Во время планирования и эксплуатации также очень важно включать информацию о гидрологии, гидравлике, экологической инженерии вместе с информацией по социальным и политическим вопросам, чтобы найти оптимальное решение.

Гидроэлектростанция обычно состоит из водозабора, водопровода («напор»), напорного водопровода, электростанции с электрическим и механическим оборудованием («Элмек») и, наконец, водного пути («отвод») к выпускному отверстию. Он может включать или не включать плотину и резервуар для хранения воды. Три основных компонента оборудования Elmek: турбина (и), генератор (ы) и трансформатор (ы). Кроме того, будет много других компонентов, таких как ворота и клапаны, электронное оборудование для управления работой станции, силовые кабели, распределительное устройство и сетевые соединения.

Гидроэлектростанция почти всегда приспособлена для использования имеющейся воды и напора, и было разработано много различных типов турбин: наиболее распространенными являются турбина Пелтона и Фрэнсиса для ситуаций с высоким и средним напором и турбина Каплана для нижнего и нижнего напора. системы с большим потоком.

Гидроэнергетические схемы в целом можно разделить на четыре основных типа: русловые (RoR), накопительные (на базе водохранилищ), гидроаккумулирующие гидроаккумуляторы (PSH) и внутрипоточные (гидрокинетические) технологии.

15.3.1 Русло реки

РП Гидроэлектростанции в основном вырабатывают электроэнергию из имеющегося стока реки. Может быть предусмотрено небольшое хранилище (пруд), позволяющее отчасти приспособиться к потреблению, но профиль генерации обычно будет соответствовать профилю притока.

15.3.2 Гидроаккумулятор

Гидроэнергетические проекты с водохранилищем могут хранить воду для дальнейшего использования, как правило, за счет экономии воды в сезон высокого стока (весна, сезон дождей) и сброса воды в сезон низкого стока (зима, засуха). сезон).Резервуар обеспечивает большую гибкость и позволяет гидроэлектростанции лучше адаптироваться к профилю спроса как в краткосрочной перспективе (часы, дни), так и в зависимости от сезона.

15.3.3 Гидроаккумулятор

Схема гидроаккумулятора с гидроаккумулятором состоит из реверсивной электростанции и двух резервуаров, соединенных трубой или туннелем. Основная цель состоит в том, чтобы накапливать энергию, закачивая воду в верхний резервуар в периоды низкой нагрузки, и генерировать (пиковую) мощность, возвращая воду в турбину в периоды высокой нагрузки.

15.3.4 Hydrokinetic

Эта технология менее развита и используется реже, чем три других, но обещает расширить диапазон возможных участков для развития гидроэнергетики до рек и каналов, где она может использовать энергию непосредственно из проточной воды, а не от гидравлического напора, создаваемого дамбами или другими регулирующими сооружениями.

15.3.5 Подземные электростанции

Тоннели и каменные пещеры являются важными строительными элементами в большинстве крупномасштабных гидроэнергетических проектов, таких как туннели отводов и отводов, туннели доступа, электростанции, гидравлические шахты, шахты для силовых кабелей и вентиляционные туннели или шахты.В Норвегии почти все крупные гидроэлектростанции строятся под землей с 1960 года [2]. Если скала хорошего качества, большинство туннелей, водозаборов и каменных пещер можно использовать без футеровки, что позволяет сэкономить время на строительстве и дорогостоящую бетонную облицовку.

15.3.6 Крупные и малые гидроэлектростанции

Стало популярным классифицировать гидроэлектростанции как «малые» или «большие» в зависимости от установленной мощности. Кажется, существует мнение, что «малое — красиво» и что небольшие гидроэлектростанции более безопасны для окружающей среды.В некоторых странах малые гидроэлектростанции принимаются к разработке и получают субсидии, в то время как более крупные гидроэлектростанции не субсидируются. Если посмотреть на воздействие на киловатт-час, картина становится более сложной, и одна большая гидроэлектростанция может легко иметь меньшее воздействие (на киловатт-час), чем множество небольших станций той же мощности вместе взятых. Об этом подробно говорилось в [4]. [1], где был сделан вывод о том, что следует избегать использования классификации по размеру, поскольку нет четкой связи между размером и воздействием, а также потому, что определение того, что является «маленьким» и «большим», сильно отличается от одного. страны в другую, как показано в Таблице 15.4. Были даже попытки классифицировать малые гидроэлектростанции как «возобновляемые», а большие гидроэлектростанции как «невозобновляемые». Это, конечно, ерунда, и этого следует избегать.