Что такое гидроэнергетика? Мировая гидроэнергетика и лидеры по производству электроэнергий.
Гидроэнергетика это один из основных отраслей энергетики направленный на использование потенциальной энергий водных ресурсов. В настоящее время, во всем мире наблюдается стремительное развитие гидроэнергетики характеризующийся строительством крупных и малых ГЭС. И это не удивительно, ведь каждая введенная в эксплуатацию гидроэлектростанция это, по сути, показатель роста экономики страны. И помимо снабжения региона электроэнергией, она позволит создать новые рабочие места и развивать промышленность.
Мировым лидером по выработке гидроэнергии является Китай (22% от мирового производства за 2012г.), а следом идут Канада, США и Бразилия. В поднебесной гидроэнергетике уделена особая роль и именно там находится самая мощная ГЭС в мире «Три ущелья». Это грандиозное сооружение обладает максимальной мощностью 22.5 ГВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 98 млрд кВт*ч. Такие уникальные показатели возможны благодаря гидропотенциалу реки Янцзы, которая обеспечивает станцию необходимым, для качественного функционирования, объемом воды. Строительство ГЭС началось 1992 году и продолжалось вплоть до 2012 года, когда был запущен последний энергоблок.
Вид на плотину ГЭС «Три ущелья» Саньдоупин, Китай.
Если говорить о нашей стране, то благодаря горному рельефу, гидроэнергетическим потенциалом обладают Восточная и Южная часть. Там и расположены наши крупнейшие гидроэлектростанции: Бухтарминская, Шульбинская и Капчагайская.
Что такое ГЭС? Устройство ГЭС и принцип действия.
Гидроэлектростанция (ГЭС) – электростанция, в основе которого лежит использование кинетической энергий падающей воды для превращения ее в электрическую.
Современная ГЭС это достаточно сложное предприятие, насыщенное разнообразными техническими установками и агрегатами, которые на направлены на качественную, главное безопасную, добычу электроэнергии. Начнем с того, что не бывает абсолютно одинаковых гидроэлектростанций, каждая ГЭС уникальна в своем роде и при ее строительстве учитываются географические особенности местности, гидропотенциал водоема, инфраструктурные особенности региона и многое другое. Однако любая гидроэлектростанция состоит из плотины (если речь идет о ГЭС плотинного типа), машинного зала, операторской станций, системы водосброса, трансформаторной станции и распределительного устройства.
Самый главный фактор для эффективной работы любой гидроэлектростанций, это – гарантированная и бесперебойная обеспеченность водой круглый год. По этой причине ГЭС строят рядом с естественными источниками воды, рядом с реками, например. Так, крупнейшая ГЭС в мире «Три ущелья» находится у подножья реки Янцзы, Китай. Саяно-Шушенская ГЭС находится у подножья Енисея. Наша, Шульбинская ГЭС, у реки Иртыш. Но не достаточно самой воды, в каких бы объемах она не была. Нужен именно напор, который и будет поступать лопасти гидротурбины. А напор воды обеспечивает цепь гидротехнических водоподпорных сооружении. Водоподпорным называется сооружение, удерживающее с одной своей стороны воду на более высоком уровне, чем с другой. Ярчайшим примером таких сооружений является – плотина.
Плотина это — гидротехническое сооружение, которая перегораживает естественный поток воды для подъёма ее уровня, образуя, таким образом, водохранилище.
Она служит для концентрации реки в определенном месте для создания необходимого напора. Та часть плотины, где имеется более высокий уровень воды, называется верхним бьефом, а по другую сторону, где уровень более низок, называется нижним бьефом. А разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов определяет напор воды.
Плотина Гувера. Лос-Анджелес, США.
Схема простейшей ГЭС
Итак, у нас есть напор, создаваемый плотиной. Этот напор воды проходит через водоприемник и, так называемый, напорный водовод (см. на схему). Оттуда вода попадает непосредственно на гидроагрегат. Гидроагрегат состоит из гидротурбины в нижней части и гидрогенератора в верхней части (см. рисунок гидротурбины внизу). Она должна располагаться в самой нижней точке перепада воды. Обычно их бывает несколько, и они располагаются в машинном отделений.
Схема гидротурбины
На гидроагрегате вода попадает на спиральную камеру, где она закручивается, а затем распрямляется с помощью обтекателей. Это необходимо чтобы обеспечить равномерную подачу воды на лопасти турбины. К слову, через рабочее колесо одной гидротурбины может проходит до 350 тонн воды в секунду. Ее подачу контролируют лопатки направляющего устройства. Они, в зависимости от установленной мощности, открываются и закрываются, тем самым контролируя объем воды проходящий через лопасти (см схему 1). Это значит, что чем шире открыты эти лопатки, тем больше вращения турбины и выработка электроэнергии.
