Что строится на реках

Содержание
  1. ГИДРОЭЛЕКТРИ́ЧЕСКАЯ СТА́НЦИЯ
  2. Как просто объяснить детям, зачем и для чего люди строят плотины
  3. Для чего сооружаются плотины?
  4. Первой плотине больше 5000 лет
  5. Современная плотина – какая она?
  6. На что способна?
  7. Чем вредны плотины
  8. Крупнейшие плотины России: где находятся и с какой целью используются
  9. Саяно-Шушенская ГЭС
  10. Чиркейская ГЭС
  11. Красноярская гидроэлектростанция
  12. Волжская ГЭС
  13. Вопросы и ответы
  14. Чем плотина отличается от дамбы?
  15. В чем отличие плотины от гидроэлектростанции?
  16. Принцип работы и классификация гидроэлектростанций
  17. ГЭС ее понятие и виды гидроэлектростанций
  18. Особенности возведения и эксплуатации
  19. Схемы различных видов гидроэлектростанций
  20. Условия для строительства ГЭС
  21. Сильная река, текущая под углом и обеспечивающая круглогодичный доступ воды
  22. Приближенность мест добычи сырья и строительных материалов
  23. Устойчивость почвы
  24. Принцип работы гидроэлектростанции
  25. Особенности получения гидроэнергии
  26. Оборудование гидроэлектростанций
  27. Влияние ГЭС на экологию
  28. Мощность гидроэлектростанций
  29. Технология измерения силы водотока
  30. Крупнейшие ГЭС России
  31. Существующие крупные ГЭС
  32. В России
  33. Саяно-Шушенская ГЭС имени Непорожного (Хакасия)
  34. Красноярская ГЭС (Красноярский край)
  35. Братская ГЭС (Иркутская область)
  36. В мире
  37. Три ущелья, Китай
  38. Итайпу, Парагвай
  39. «Гури», США, Венесуэла

ГИДРОЭЛЕКТРИ́ЧЕСКАЯ СТА́НЦИЯ

  • В книжной версии

    Том 7. Москва, 2007, стр. 112-116

    Скопировать библиографическую ссылку:

    ГИДРОЭЛЕКТРИ́ЧЕСКАЯ СТА́НЦИЯ (гид­ро­элек­тро­стан­ция, ГЭС), ком­плекс со­ору­же­ний и обо­ру­до­ва­ния для пре­об­ра­зо­ва­ния энер­гии по­то­ка во­ды (во­до­тока) в элек­трич. энер­гию. Гид­рав­лич. энер­гия от­но­сит­ся к во­зоб­нов­ляе­мым ис­точ­ни­кам энер­гии (ВИЭ), при­чём цик­лич­ность её вос­про­из­вод­ст­ва пол­но­стью за­ви­сит от по­то­ка во­ды, вслед­ст­вие че­го гид­ро­энер­го­ре­сур­сы не­рав­но­мер­но рас­пре­де­ля­ют­ся в те­че­ние го­да; кро­ме то­го, их ве­ли­чи­на ме­ня­ет­ся из го­да в год. Ха­рак­тер­ная осо­бен­ность ГЭС – пре­об­ра­зо­ва­ние ме­ха­ни­че­ской энер­гии во­ды в элек­три­че­скую про­ис­хо­дит без про­ме­жу­точ­но­го про­из-ва теп­ла. Для по­лу­че­ния элек­тро­энер­гии наи­бо­лее час­то ис­поль­зу­ют эф­фект «па­даю­щей» во­ды, ко­гда ес­те­ст­вен­ные или ис­кус­ст­вен­но соз­да­вае­мые пе­ре­па­ды уров­ней во­ды (с по­мо­щью пло­ти­ны и/или де­ри­вации ) фор­ми­ру­ют во­до­ток, на­прав­ляе­мый в гид­рав­ли­че­скую тур­би­ну .

    Источник

    Как просто объяснить детям, зачем и для чего люди строят плотины

    Плотины являются древнейшими инженерными сооружениями. Люди строят плотины с целью покорить природную силу рек. Преградив поток воды, можно перенаправить речку в засушливую землю. Вода, заточенная в водохранилище, создает запас питья для многочисленного населения города. Она может вращать турбины, давая электроэнергию. Без плотин было бы невозможно использование водных ресурсов в таких масштабах, как сегодня.

    Для чего сооружаются плотины?

    Известно, что вода – добрый друг и помощник человека. Она – удобная дорога: по морям и рекам плавают корабли, перевозя людей и грузы. Вода дает питье и пищу (рыбу), побеждает засуху, оживляет пустыни, повышает урожайность садов и полей. Послушно вращая турбины на гидроэлектростанциях, вода дает электроэнергию. Именно поэтому многие города возведены на берегах рек.

    Плотины позволяют использовать водные ресурсы в различных целях в очень большом объеме.

    Первой плотине больше 5000 лет

    Одна из первых плотин была построена в Египте примерно в 3100 г. до н. э. У нее есть свое имя – Садд эль Кафара или Плотина неверных. Садд эль Кафара уже давно не работает, но остатки сооружения сохранились. Известно, что ее строили около 10 лет. Длина сооружения достигала 111 м, высота – 14 м. Базовая ширина составляла 98 м.

    Египтяне построили Садд эль Кафару, чтобы защититься от наводнения.

    Однако одно из наводнений привело к ее обрушению. Египетским инженерам пришлось строить новые сооружения. Некоторые из древнейших плотин работают по сей день. Например, испанские плотины Cornalvo и Proserpina. Они были возведены в 100 г. н. э. с целью накопления воды для орошения полей. Оба сооружения грунтовые, но Cornalvo выглядит более солидно – имеет длину 194 и, высоту 28 м и облицована камнем. Proserpina не такая высокая, высотой 12 м, но длинная, длиной 428 м, оснащена бетонной подпоркой.

    Современная плотина – какая она?

    Современные плотины возведены с использованием последних достижений в области науки и техники.

    Сегодня плотины в основном строятся для работы ГЭС, дающих дешевое электричество.

    В ГЭС (гидроэлектростанции) кинетическая энергия падающей воды преобразуется в механическую энергию вращающейся турбины. Затем, посредством генератора, она превращается в электрическую энергию.

    Современные плотины представляют собой гигантские бетонные сооружения, поражающие своим размером и мощью. Они служат для нескольких целей одновременно. Инженерные сооружения эксплуатируются с постоянным контролем состояния. При необходимости работники настраивают их на нужный режим работы и ремонтируют.

    На что способна?

    Сооружение преграждает поток реки, в результате чего по одну сторону уровень воды значительно повышается. Как правило, это способствует формированию искусственного водохранилища.

    С какой целью сооружаются плотины, и чем они полезны для человека:

    • позволяют сделать неглубокие реки пригодными для лесосплава и судоходства;
    • помогают решить проблемы водоснабжения населенных пунктов и орошения сельскохозяйственных угодий;
    • благодаря сосредоточению сильного напора становится возможным энергетическое применение воды;
    • путем задержания воды в водохранилище и сброса можно увеличивать ее расход в засушливый период и уменьшать в паводок.

    Плотины делают из всевозможных материалов: бетона, грунта, дерева, железобетона и др. В зависимости от этого отличают плотины бетонные, железобетонные, металлические, грунтовые, деревянные.

    Сооружения могут пропускать воду различными способами или быть глухими. Типы плотин:

    • Глухие. Не дают воде переливаться через гребень.
    • Водосливные. Предназначены для сброса избыточной воды. Оборудованы водосливными затворами или глубинными водоспусками.
    • Станционные. Имеют водозаборные отверстия, оснащенные соответствующим оборудованием, и водоводы, которые питают турбины ГЭС.
    • Разборные судоходные. Оборудованы разборными мостами и затворами. В многоводный период пропускают суда и плоты через шлюз, а в маловодный навигация осуществляется в верхнем барельефе.

    Но самое важное в плотине – это надежность и способность выдерживать огромные нагрузки. Чтобы сделать сооружения крепкими, инженеры придумали, как можно противостоять давлению воды. В зависимости от способа восприятия нагрузок плотины бывают:

    • арочные;
    • гравитационные;
    • арочно-гравитационные;
    • контрфорсные.

    Чем вредны плотины

    Энергия, получаемая из гидроэлектростанций, одно время считалась одной из самых экологически чистых. Почти на каждой мало-мальски крупной реке возводились ГЭС. Однако уже в советское время люди обнаружены, что от плотин на реках исходит вред.

    Казалось бы, что такого? Перенаправить великие многоводные северные реки, которые «без толку» текут в Ледовитый океан, на засушливый и жаркий юг. Столько пользы будет: безводные степи зацветут, зазеленеют. И машин нанимать не нужно, силы, деньги на обводнение тратить не придется. Всего-то требуется – построить гигантскую плотину. Но все оказалось не так просто.

    Читайте также:  Отвесный обрыв над рекой это

    Если перегородить реку бездумно, родятся искусственные моря. Разлившись, они затопляют огромные пространства.

    На дне морском может оказаться множество сел, деревень, городов. Уйдут под воду хлебные поля и прекрасные леса. Даже климат от такой «перестройки природы» поменяется. Вот как влияет плотина на окружающую среду:

    • меняет температуру воды, а следом и микроклимат;
    • усложняет миграцию рыбы;
    • затопляет часть прибрежной зоны, в том числе плодородные земли;
    • замедляет течение реки, приводит к пересыханию притоков, появлению болот;
    • если сооружение разрушится, может погибнуть множество людей.

    Полезно знать. Перед строительством плотин с водохранилищем власти города переселяют тысячи местных жителей.

    Крупнейшие плотины России: где находятся и с какой целью используются

    Самые крупные плотины России – станционные, и являются основными узлами ГЭС. В стране работает больше 100 гидроэлектростанций, около 15 из них считаются крупными. Все вместе они вырабатывают около 17% электроэнергии.

    Саяно-Шушенская ГЭС

    Самая высокая и мощная гидростанция России – Саяно-Шушенская ГЭС. Она расположена на реке Енисей в Республике Хакасия (поселок Черемушки). Ее высота составляет 242 м, а длина – 1 км 74 м. Сооружение представляет собой гидроэнергетический комплекс, питающий несколько алюминиевых заводов и поставляющий электроэнергию в Сибирь. Тип Саяно-Шушенской ГЭС – арочно-гравитационный, бетонный. Как она выглядит:

    Она является верхней ступенью Енисейского каскада ГЭС. Плотину строили с 1963 по 2000 год. В 2009 году на станции произошла крупная авария. На сегодняшний день ГЭС полностью обновили, и она стала одной из самых современных в России и мире.

    Чиркейская ГЭС

    Мощнейшая ГЭС России – Чиркейская. Она находится в ущелье на реке Сулак в Республике Дагестан. Выглядит плотина очень живописно: высочайшая двояковыпуклая арочная конструкция среди гор и ярко-бирюзовой толщи воды.

    Высота Чиркейской ГЭС немного меньше Саяно-Шушенской – 232,5 м, а длина составляет 338 м. В пресс-службе «РусГидро» рассказали, что когда ГЭС работает на полную мощность, она может одновременно зарядить 100 млн мобильников или дать питание 20 млн телевизоров.

    Чиркейскую ГЭС начали строить в 1964 году. Сегодня в гидроузел входят: арочная плотина, расположенное возле нее здание ГЭС с двухрядным расположением гидроагрегатов и туннельный водосброс. Прямо перед станцией раскинулось водохранилище с полезным объемом воды 1,32 млрд м3. Фото:

    Гидроэлектростанция имеет важное экономическое значение. Ее основное назначение в регулировке нагрузки в Объединенной энергосистеме Юга России. Она способна быстро заместить мощность в случае аварии на тепловых электростанциях. Также Чиркейская ГЭС обеспечивает надежное водоснабжение многих населенных пунктов и орошение сельхозугодий. При станции располагается рыбоводное хозяйство, которое специализируется на выращивании форели.

    Красноярская гидроэлектростанция

    Красноярская ГЭС входит в Енисейский каскад ГЭС и является третьей его ступенью. Ее особенностью является наличие единственного в России судоподъемника. Красноярскую ГЭС построили в 1955-1971 гг. В то время она была самой мощной гидроэлектростанцией СССР и крупнейшей станцией в мире.

    Назначение Красноярской ГЭС заключается в обеспечении электроэнергией Красноярского края. Она покрывает больше 30% потребностей в регионе. Помимо этого, гидроузел защищает край от наводнений и обеспечивает работу речного транспорта.

    Плотина Красноярской ГЭС относится к гравитационному бетонному типу. Ее длина составляет 1 км 72,5 м, высота – 128 м. Находится чудо инженерной мысли в 23 км от г. Красноярска у г. Дивногорска. Фото:

    Волжская ГЭС

    Волжская ГЭС находится на реке Волга и представляет собой нижнюю ступень Волжско-Камского каскада ГЭС. Помимо обеспечения надежной работы Единой энергосистемы России, ее назначение в обеспечении крупнотоннажного судоходства, орошении и водоснабжении засушливой местности.

    Плотину начали строить в 1950 году, а через 8 лет станцию ввели в эксплуатацию. Станция стала основой нового производственного комплекса. Некогда небольшой поселок на берегу Волги переродился в город Волжский.

    Гидроузел состоит из комплекса плотин. Волжская ГЭС содержит 3 земляные плотины, водосборную плотину с рыбоподъемником, здание ГЭС с донными водосбросами, судоходные шлюзы, дамбы, походные каналы. По сооружениям положена железная и автомобильная дороги.

    Длина гидроузла составляет примерно 5 км. Средняя высота сооружения – 40 м. Величественно и грандиозно выглядит Волжская ГЭС. Фото:

    Вопросы и ответы

    Чем плотина отличается от дамбы?

    Дамба и плотина – гидротехнические сооружения. Они могут быть построены из одинаковых материалов и практически не отличаться внешне. Но разница между ними есть. Гидротехнические сооружения строят с разной целью. Плотина всегда рассчитана на мощный напор воды. Дамбы чаще возводятся для защиты местности поблизости крупной реки от затопления. Они могут выдержать напор определенной силы. Сооружения вдоль границ водоемов называют контурными. Дамбы можно увидеть в портах, где они ограждают акваторию от воздействия волн и обеспечивают спокойное движение судов. Они относятся к типу безнапорных. Дамбы могут регулировать ширину русел рек, разделять или соединять потоки для направления движения воды в нужном направлении.

    В чем отличие плотины от гидроэлектростанции?

    Плотина и гидроэлектростанция – части гидроузла. Плотина преграждает реку и задерживает воду. ГЭС представляет собой комплекс сооружений с оборудованием. Именно в ней энергия водного потока преобразуется в электроэнергию. ГЭС без плотины считаются малыми. Они не могут вырабатывать столько электрической энергии, но являются более экологичными.

    Подводя итоги, плотина нужна человеку для задержания воды, поднятия ее уровня в реках, строительства ГЭС, дающих дешевую электроэнергию. Она позволяет максимально использовать водные богатства. Но есть и обратная сторона медали. Массовое строительство гидротехнических сооружений с плотинами привело к нарушению многих рек, уменьшению разнообразия рыбы. В мире только третья часть рек длиною больше 1 тыс. км остаются свободно текущими. Происходит разрушение среды обитания растений и животных, пересыхают притоки рек и ручьев. Крупные ГЭС вредят экологии, но отказаться от их использования человечество пока не может.

    Источник

    Принцип работы и классификация гидроэлектростанций

    ГЭС ее понятие и виды гидроэлектростанций

    Гидроэлектростанция (ГЭС) — это станция для выроботки электроэнергии, использующая в качестве источника энергии энергию водных масс, приливов на водотоках. В основном размещение ГЭС происходит на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для эффективной работы гидроэлектростанции необходимы как минимум два фактора, такие как:

    1. Гарантированность обеспеченния водой круглый год
    2. Большие улоны реки, для более сильного течения

    ГЭС отличаются вырабатываемой мощностью, поэтому выделяют три вида ГЭС по мощности:

    • Мощные — от 25 МВт и выше;
    • Средние — до 25 МВт;
    • Малые гидроэлектростанции — до 5 МВт;
    Читайте также:  Крупные впадающие реки черного моря

    Также ГЭС отличают по максимальному количеству использования воды:

    • Высоконапорные — более 60 м;
    • Средненапорные — от 25 м;
    • Низконапорные — от 3 до 25 м.

    Существует и отдельный тип ГЭС, так называемая ГАЭС, что расшифровывается как гидроаккумулирующая электростанция.

    Гидроаккумулирующая электростанция — это гидроэлектростанция, используемая для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки. ГАЭС служат для накопления электроэнергии во время низкого потребления сетями электричества (в ночной период) и отдачи её во время пиковых нагрузок, уменьшая тем самым необходимость изменения мощности в течение суток основных электростанций.

    Здание ГЭС Сооружение, подземная выработка или помещение в плотине, в которомустанавливается гидросиловое электротехническое

    Особенности возведения и эксплуатации

    Выбор определенной модификации ГЭС определяется особенностями местности и расчетной эффективностью речного потока. Общая схема всех видов в обязательном порядке включает сорозаборные решетки на входных отверстиях, центр управления и контроля, площадку для обслуживания электрооборудования и трансформаторы, преобразующие вырабатываемое электричество в 220 V или другой необходимый стандарт напряжения.

    Для сооружения генератора ГЭС используют распространенные унифицированные элементы. Все оборудование износостойкое, обладает большим сроком эксплуатации и минимальными требованиями к обслуживанию. Но в целом устройство каждой станции уникально. Конструкцию, привязанную к конкретному географическому району, нельзя повторить, как нельзя найти и две идентичные по условиям бассейна реки.

    Разобравшись, как работает гидроэлектростанция, можно сформулировать ее преимущества относительно ТЭС и АЭС:

    • вода — возобновляемый и чистый источник энергии;
    • высокий КПД;
    • отсутствие расходов на топливо;
    • снижение затрат на обслуживание и персонал;
    • низкий уровень риска аварий.

    Причина, по которой выработка электроэнергии ГЭС составляет лишь около 20% от мирового производства электричества, заключается в необратимом влиянии на экосистему по всему руслу реки и ирригацию прилегающих территорий. Размеры всего гидроузла, включая водохранилище, достигают сотен тысяч га. До сих пор не существует надежных методов комплексной оценки масштабов такого влияния.

    Схемы различных видов гидроэлектростанций

    Гидроэлектрические станции делятся также в зависимости от принципа использования природных ресурсов, можно выделить следующие ГЭС:

    • Плотинная ГЭС. Плотинная система ГЭС является наиболее распространенной. При таком принципе река полностью перекрывается плотиной. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.
    • Приплотинная ГЭС.Возводятся при более сильных напорах воды. При этом принципе река также полность перекрывается плотиной. В таком случае здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода же подводится к турбинам через напорные тоннели.

    Деривационная ГЭС. Гидроэлектростанции такого типа возводятся, если велик уклон реки. Необходимый напор создается с помощью деривации.

    Схема собственных мини гидроэлектростанций.

    Условия для строительства ГЭС

    Место для строительства выбирают очень тщательно, ведь неправильное расположение станции может не только снизить ее эффективность, но и привести к затоплению близлежащих районов, в том числе и населенных.

    Чтобы построить эффективно работающую гидроэлектростанцию, соблюдаются следующие требования:

    Сильная река, текущая под углом и обеспечивающая круглогодичный доступ воды

    В результате работы гидростанции вода постоянно испаряется в большом количестве, поэтому необходим сильный водный поток, нивелирующий испарение. Идеально, если река проходит под большим углом, а течение непрерывное и сильное.

    Приближенность мест добычи сырья и строительных материалов

    ГЭС чаще всего строится рядом с горными реками, поэтому может быть сложно доставлять материалы к месту стройки. Поэтому место для строительства выбирают с учетом близко расположенных карьеров для добычи высококачественного песка, камня и других стройматериалов.

    Устойчивость почвы

    Станцию строят только там, где скалистые структуры и почва достаточно устойчивы, чтобы выдержать огромную нагрузку от силы потока в плотине, веса воды и самого сооружения. Горные породы должны выдерживать землетрясения и не пропускать воду, чтобы не ослабить плотину.

    Принцип работы гидроэлектростанции

    Принцип действия ГЭС дотстаточно прост. Вода под давлением, большим напором попадает, а чаще падает, на лопасти гидротурбины, которые, в свою очередь вращают ротор генератора, который уже вырабатывает электричество. Для достяжения необходимого напора воды создаются плотины, и как следствие, образуется концентрация реки в определенном месте. Также может использоваться и деривация- отвод воды от главного русла реки в сторону по каналу. Есть случаи использования двух методов создания напора одновременно.

    Принцип работы гидроаккумулирующей электростанции отличен от обычной, привычной нас ГЭС. У ГАЭС существуют два периода работы, такие как турбинный и насосный. Во время насосного режима ГАЭС потребляет электроэнергию, которая подаётся от тепловых электростанций во время минимальной нагрузки (примерно 7-12 часов в сутки). В этом режиме на ГАЭС происходит перекачка воды в верхний аккумулирующий бассейн из нижнего питающего водохранилища (станция запасает энергию). В турбинном режиме ГАЭС отдаёт накопленную энергию обратно в сеть во время максимальной нагрузки на неё (2-6 часов в сутки). Вода в этот период из верхнего бассейна направляется обратно в питающее водохранилище, вращая при этом турбину генератора.

    Особенности получения гидроэнергии

    • Основная особенность гидроэнергетики – это то, что энергия рек перерабатывается в электричество.
    • Гидроэнергетический способ получения электричества – один из самых выгодных и дешевых.
    • Гидроэнергетика экологически чистая, так как речной сток – это возобновляемый источник энергии, а вредных отходов в процессе не выделяется.
    • ГЭС часто строятся в горах и территориально отдалены от потребителей.
    • Плотины перекрывают пути нереста рыб, однако в самих водохранилищах рыба может беспрепятственно размножаться, что увеличивает рыбное поголовье и положительно сказывается на рыбном хозяйстве.
    • Защитные сооружения для водохранилищ ограничивают площадь затопляемых территорий.
    • Строительство ГЭС подразумевает использование мощных систем подготовки воды и очистительных систем.

    Оборудование гидроэлектростанций

    Существует несколько групп оборудования ГЭС для осуществленния главной ее функции — выработки электроэнергии:

    1. Гидросиловое оборудование включает в себя турбины, и гидрогенераторы. В состав данной группы кроме перечисленного входят устройства, связанные с подачей воды на турбину и регулированием ее количества.
    2. Электрические устройства включают в себя токопроводы от генератора, главные силовые трансформаторы, выводы высокого напряжения, открытое распределительное устройство и ряд других систем. Трансформаторы повышают напряжение до значения, требуемого для передачи энергии на большие расстояния (110 — 750 кВ). Выводы высокого напряжения служат для передачи энергии от силовых трансформаторов к открытому распределительному устройству (ОРУ), которое предназначено для распределения вырабатываемой ГЭС электроэнергии между отдельными линиями электропередачи.
    3. Механическое оборудование включает в себя гидротехнические затворы, подъемно-транспортные механизмы, сороудерживающие решетки и т. п.
    4. Вспомогательное оборудование состоит из системы технического водоснабжения, пневматического хозяйства, масляного хозяйства, противопожарных и санитарно-технических устройств. Из перечисленного оборудования далее рассмотрим более подробно конструкции турбин.

    Влияние ГЭС на экологию

    Гидростанции негативно сказываются на экологии, потому что вырабатывают водяные пары и увеличивают испарение воды из-за расширения площади ее поверхности. Это провоцирует изменения в микроклимате, сказывающиеся на экосистеме.

    Также происходит существенное нагревание и понижение качества воды. Из-за перегрева в воде уменьшается уровень кислорода, что провоцирует зарастание дна водорослями.

    Также водоемы загрязняются разлагающимися органическими отходами (листьями, ветвями деревьев и т.д.) из-за отсутствия водообмена. Все это приводит к ухудшению условий жизни и повышению заболеваемости рыб и других водных обитателей.

    Мощность гидроэлектростанций

    Режим работы ГЭС в энергосистеме зависит от расхода воды, напора, объема водохранилища, потребностей энергосистемы, ограничений по верхнему и нижнему бьефу. Агрегаты ГЭС по техническим условиям могут быстро включаться, набирать нагрузку и останавливаться. Причем включение и выключение агрегатов, регулирование нагрузки могут происходить автоматически при изменении частоты электрического тока в энергосистеме. Для включения остановленного агрегата и набора полной нагрузки обычно требуется всего 1—2 мин.

    Мощность на валу гидротурбины можно определить по формуле указанной справа, где :

    • т — расход воды через гидротурбину, м3/с;
    • Нт — напор турбины, м;
    • ηт — коэффициент полезного действия (КПД) турбины.

    Для расчета мощности гидроэлектростанции нужно значение напора воды, который можно расчитать по следующей формуле, где:

    • ∇ВБ, ∇НБ — отметки уровня воды соответственно в верхнем и нижнем бьефе, м;
    • Нг — геометрический напор;
    • ∆h — потери напора в водоподводящем тракте, м.

    КПД современных турбин может достигать значения 0,95.

    Технология измерения силы водотока

    Для создания мини-ГЭС требуется хорошая скорость течения воды. Выбирается водяной источник для установки гидросооружения. Скорость течения может быть различной в разных местах водоема. Измеряется скорость движения воды в конкретном выбранном месте. Измерения желательно производить в безветренную погоду.

    На берегу отмерить мерный отрезок, равный 10 метрам. Выделить его границы деревянными кольями. Опустить любой плавающий предмет на воду. Он должен быть хорошо заметным, ярким. Это может быть поплавок из пенопласта, теннисный мячик или обычная доска. С помощью секундомера засекается время, за которое предмет проплывет мерный отрезок. Для определения скорости, надо расстояние пройденное предметом разделить на затраченное время.

    При значении скорости менее 1 м/сек, потребуется возведение дополнительного сооружения. Им может стать разборная плотина или обычная сливная труба не большого сечения. Это позволит ускорить течение воды с помощью перепада высот.

    Крупнейшие ГЭС России

    Подведя итоги рассмотрим на примере пару из крупнейших гидроэлектростанций в России.

    1. Красноярская ГЭС — вторая по мощности ГЭС в России. Расположена на реке Енисее в 2380 км от его устья.

    • На Красноярской ГЭС установленная мощность — 6000 МВт. Ежегодно вырабатывается в среднем — 20 400 млн кВт·ч.
    • Размеры плотины. Длина — 1072,5 м, максимальной высотой — 128 м и шириной по основанию — 95,3 м. Также плотина делится на несколько частей на левобережную глухую плотину длиной 187,5 м, водосливную плотину длиной 225 м, глухую русловую — 60 м, станционную — 360 м и правобережную глухую — 240 м.
    • Здание ГЭС приплотинного типа, длина здания — 428,5 м, ширина 31 м.

    2. Братская ГЭС — гидроэлектростанция на реке Ангаре в городе Братске Иркутской области. Является третьей по мощности и первой по среднегодовой выработке гидроэлектростанцией России.

    • На Братской ГЭС установленная мощность равняется 4500 МВт. Каждый год в среднем она вырабатывает 22 600 млн кВт·ч энергии.
    • Размеры плотины. Общая длина 1430 м и максимальная высотой 125 м. Плотина делится на три участка: русловой, длиной 924 м, левобережный глухой, длина 286 м и правобережный глухой длина 220 м.

    В заключение можно сказать, что гидроэлектростанции являются менее воздействующими на окружающую среду, нежели други види электростанций.

    Существующие крупные ГЭС

    В мире на данный момент более 60 стран покрывают половину от всего потребляемого электричества именно энергией, получаемой с помощью гидростанций.

    В России

    Гидроэнергетические ресурсы в России обширны, так как страна насчитывает огромное количество рек. Всего в России на данный момент работает 189 гидроэлектрических станций, вырабатывающих 20% от общего количества электроэнергии.

    Саяно-Шушенская ГЭС имени Непорожного (Хакасия)

    Строилась ГЭС с 1963 по 2000 год на р. Енисей. Первый запуск был осуществлен в 1978 г. Полностью станция заработала в 86 г., но после этого по сооружению пошли трещины, и оно начало разрушаться. Именно на этой ГЭС, одной из самых крупных в РФ, в 2009 г. произошла единственная авария, унесшая жизни 75 человек. Из-за разрушения одного из агрегатов машинный зал был затоплен. Ремонт длился до 2011 г., целиком станция заработала в 2014. Мощность станции – 6400 МВт.

    Красноярская ГЭС (Красноярский край)

    Красноярская станция (6000 МВт) также строилась на р. Енисей с 56 по 72 гг. и впервые ввела агрегаты в 1967 г. Это самая рентабельная тепловая станция на территории России и вторая по рентабельности ГЭС.

    Братская ГЭС (Иркутская область)

    Эта станция с мощностью 4500 МВт была построена в 1954 г. на р. Ангара, агрегаты вводились с 61 по 66 гг. Станция является крупнейшей в Сибири и первой по рентабельности в РФ.

    В мире

    Три ущелья, Китай

    Это призер по величине среди всех ГЭС на Земле мощностью в 22.5 тысячи МВт. Вырабатывает 10% от всей электроэнергии в Китае. Год запуска агрегатов – 2003. Полную мощность станция набрала в 2012 г. Дамба построена на р. Янцзы.

    Итайпу, Парагвай

    Мощность этой станции составляет 14 000 МВт. Год начала строительства – 84. Всего на станции работает 18 агрегатов. ГЭС поставляет электричество примерно пятой части Парагвая.

    «Гури», США, Венесуэла

    Мощность «Гури» – 10 235 МВт. Этой мощности хватает, чтобы поставлять ток 65% всего штата. Станцию начали строить в 63 г., а первые агрегаты заработали в 78 г. Это самая крупная ГЭС в США и третья по величине в мире.

    Источник

    Читайте также:  Где проходит река томь
    Поделиться с друзьями
    Байкал24