Используемые ресурсы. Гидроэнергетические ресурсы мира и их использование Максимальные запасы гидроэнергетических ресурсов

Размер: px

Начинать показ со страницы:

Транскрипт

1 ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ. ТИПЫ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Гидроэнергетические ресурсы это часть водных ресурсов, используемая или могущая быть использованной для производства электроэнергии. В отличие от остальных видов первичных энергоресурсов, предназначенных преимущественно для выработки энергии, гидроэнергетические ресурсы еще используются для промышленного и общественного водоснабжения, развития рыбного хозяйства, ирригации, судоходства и т.д. Характерной особенностью гидроэнергоресурсов является преобразование механической энергии воды в электрическую на ГЭС, которое происходит без промежуточного производства тепла. Энергия рек возобновляема, причем цикличность ее воспроизводства полностью зависит от речного стока, поэтому гидроэнергоресурсы неравномерно распределяются в течение года, кроме того, их величина меняется из года в год. В обобщенном виде гидроэнергоресурсы характеризуются среднемноголетней величиной (как и водные ресурсы). В естественных условиях реки, стекая с возвышенных мест в моря и озера, совершают огромную работу, а следовательно, и обладают большим запасом энергии. В естественных условиях эта энергия пропадает, расходуясь на преодоление различных видов сопротивлений при движении воды, и внешне работа потока проявляется в размывах русла, переносе по дну частиц песка, камней и т.п. Для использования энергии воды необходимо иметь ее сосредоточенное падение. В естественных условиях такое падение называется водопадом и встречается достаточно редко. Различают общий энергетический (или валовой) гидропотенциал речного стока по отношению к уровню морей, технический возможное использование гидроэнергетического потенциала на современном уровне развития техники и экономический экономически целесообразный для реализации на гидроэлектростанциях при существующих ценах на топливо.

2 Общий гидропотенциал рек России исчисляется 4000 млн МВт ч (450 тыс. МВт среднегодовой установленной мощности), что составляет примерно % от мирового. Россия располагает наибольшим экономическим потенциалом (852 млрд квт ч). ТИПЫ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Гидроэнергетические установки (ГЭУ) это совокупность гидротехнических сооружений, энергетического и механического оборудования, преобразующих механическую энергию водного потока в электрическую энергию или, наоборот, электрическую энергию в механическую энергию воды, при этом механическую энергию воды обычно называют гидравлической энергией. ГЭУ подразделяются на: Гидроэлектростанции (ГЭС); насосные станции (НС); гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС); приливные электростанции ПЭС). Гидроэлектростанции Гидроэлектростанция (ГЭС) это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия водотока преобразуется в электроэнергию. В состав ГЭС входят гидротехнические сооружения, обеспечивающие необходимую концентрацию водного потока и создание напора, и энергетическое оборудование, преобразующее энергию движущейся под напором воды в электрическую энергию. Водное пространство перед подпорными сооружениями, например перед плотиной, имеющее более высокий уровень, называется верхним бьефом (ВБ). Водное пространство за плотиной, за зданием станции и т.д. имеющее более низкие отметки уровня, называется нижним бьефом (НБ).

3 Отметки уровня обозначается знаком или с соответствующим числом, которое показывает высоту над уровнем моря (абсолютная отметка) или над какой-либо другой плоскостью сравнения (условная отметка). На ГЭС вода под действием силы тяжести движется из верхнего бьефа в нижний бьеф и вращает рабочее колесо турбины, на одном валу с которым находится ротор генератора электрического тока. Иногда при сравнительно небольшой мощности генератора применяют промежуточную передачу для увеличения числа оборотов и уменьшения веса генератора. Турбина и генератор вместе образуют агрегат или точнее гидроагрегат. В турбине гидравлическая энергия превращается в механическую энергию вращения ее рабочего колеса вместе с ротором генератора, а в генераторе происходит преобразование механической энергии в электрическую. По установленной мощности ГЭС подразделяют на: мощные 250 МВт и выше; средние до 25 МВт; малые до 50 МВт. Мощность ГЭС зависит от напора, расхода воды, используемого в гидротурбинах и кпд гидроагрегата. В России по максимально используемому напору ГЭС делятся на: высоконапорные более 60 м; средненапорные от 25 до 60 м; низконапорные от 3 до 25 м. На равнинных реках напоры редко превышают 100 м, а в горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м. Насосные станции Насосные станции (НС) это комплекс гидротехнических сооружений и оборудования, обеспечивающих забор воды из источников и транспортировку

4 ее с помощью насосных агрегатов к напорному бассейну или месту потребления. Насосные станции имеют большое распространение в системах коммунально-бытового и промышленного водоснабжения и в системах водоснабжения тепловых электрических станций; в ирригационных системах, для подачи воды на поля, расположенные на высоких отметках или в отдаленных районах; на судоходных каналах, пересекающих высокие водоразделы, и т.п. Гидроаккумулирующие электростанции Гидроаккумулирующей электростанцией или же ее еще называют насосноаккумулирующая электростанция это ГЭС, предназначенная для перераспределения во времени энергии и мощности в энергосистеме. В часы пиковых (максимальных) нагрузок она работает как ГЭС вырабатывает и выдает электроэнергию в энергосистему. В часы понижения нагрузок ГАЭС работает как насосная станция за счет потребляемой из энергосистемы электроэнергии она перекачивает воду из нижнего бьефа в верхний, создавая запасы гидроэнергии. Для нормальной работы ГАЭС разница высот между верхним и нижним бьефами должна быть не менее 5 м. Таким образом, за счет разности тарифов ГАЭС потребляет дешевую электроэнергию, а вырабатывает более дорогую в период максимальных нагрузок, тем самым существенно улучшая технические условия работы тепловых электростанций и позволяя уменьшить их удельный расход топлива на 1 квт ч выработки электрической энергии. Существуют ГАЭС с суточным, недельным и сезонным аккумулированием энергии. На Украине работает Киевская ГАЭС мощностью 225 МВт, а в России Кубанская ГАЭС, Сергиево-Пасадская ГАЭС мощностью 1200 МВт.

5 Приливные электростанции Приливные электростанции (ПЭС) это особый вид гидроэлектростанций, использующий энергию приливов и отливов (кинетическую энергию вращения Земли). Преимущество приливов и отливов, по сравнению с другими источниками возобновляемой энергии, заключается в том, что они происходят регулярно и поддаются исчислению. ПЭС строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. На некоторых морских побережьях приливные колебания (амплитуда прилива) достигают значительной величины, 8 10 м. Для экономической эксплуатации ПЭС этот перепад должен составлять не менее 5 м. Наибольшая величина приливных колебаний 19,6 м наблюдается в заливе Фанди (Канада). Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, работающие как в режиме генератора, так и в режиме насоса. Во время прилива происходит накопление воды в водохранилище, а во время отлива сброс. Прежде чем попасть в водохранилище или из водохранилища обратно в залив, вода проходит по турбинам, таким образом электроэнергия вырабатывается как при самом высоком, так и самом низком уровне воды. Первая и в настоящее время самая мощная ПЭС была построена на северозападе Франции в устье реки Ранс (залив Сейнт-Мало). Ее мощность составляет 240 МВт. В России с 1968 г. на побережье Баренцева моря около Мурманска построена оригинальная опытная Кислогубская ПЭС мощностью 0,4 МВт. В настоящее время действуют ПЭС в Канаде (20 МВт), Китае (10 МВт) и некоторых других странах.

Тема 3. Устройство и функционирование современной ГЭС. Общие положения. Гидроэлектрические станции это высокоэффективные источники электроэнергии. В большинстве случаев гидроэлектростанции представляют

А к т у а л ь н ы е п р о б л е м ы э н е р г е т и к и 2017 310 УДК 621.3 Основные виды гидроэлектростанций Паланевич А.П., Комякевич Н.А. Научный руководитель к.т.н., доцент КОНСТАНТИНОВА С.В. В связи

Тема 5. Эффективность использования гидроэнергетических ресурсов. Гидроэнергетическими ресурсами, которые могут быть использованы для получения механической или электрической энергии, считаются: - гидроэнергия

НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ Сухоцкий Альберт Борисович Особенности использования и потенциал гидроэнергетических ресурсов Республики Беларусь. Конструкция ГЭС. Режимы работы и принципиальные

Выполнила: Ученица 11 класса Б Тутарищева Аминат Учитель: Клещева Ф.А Производство, передача и использование электрической энергии Генерация электроэнергии производство электроэнергии посредством преобразования

Работа ОАО «НИИЭС» в области возобновляемых источников энергии Докладчик: вед. инженер НТЦ ПЭ и ВИЭ Городничев Р.М. Направления работ Приливная гидроэнергетика Малая гидроэнергетика Волновая энергетика

ФГБУ «Канал имени Москвы» крупнейший генератор «зеленой» энергии в Московской агломерации Докладчик: Маркин В.В., заместитель руководителя по инвестициям и развитию ФГБУ «Канал имени Москвы» 1 ФГБУ «Канал

REENFOR-2013 КРУГЛЫЙ СТОЛ ТП «МАЛАЯ РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ЭНЕРГЕТИКА» (КС 2) Современные технические решения практической реализации автономных электроэнергетических систем распределенной энергетики на базе ВИЭ

Акционерное общество «Научноисследовательский институт энергетических сооружений» (АО «НИИЭС») Мини-ГЭС на базе энергоблоков контейнерного исполнения с ортогональной турбиной Москва, 2016 г. Назначение

МАЛЫЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ. ГИДРОТУРБОАГРЕГАТЫ Турбиной называется устройство, служащее для преобразования энергии падающей жидкости в механическую энергию. Они бывают двух типов: активные, рабочее колесо

Филиал ОАО «РусГидро» - «Северо-Осетинский филиал» Принцип работы и устройство ГЭС Главный инженер Северо-Осетинского филиала ОАО «РусГидро» Зангиев Казбек Захарович Типы ГЭС Русловые Плотинные Деривационные

УДК 62-82 ГИДРОПРИВОД СВОБОДНОПОТОЧНОЙ МИНИ ГЭС Земсков Е.А., Сибирскй федеральный университет Проблему электроснабжения маломощных потребителей можно достаточно экономично решить с помощью электростанций

Приходько Е.С. Гидроэлектростанция // Академия педагогических идей «Новация». 2018. 5 (май). АРТ 167-эл. 0,2 п. л. URL: http://akademnova.ru/page/875548 РУБРИКА: ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ УДК 620 Приходько

Постановление Правительства Республики Таджикистан Об утверждении Правил пользования водными объектами для нужд гидроэнергетики г. Душанбе, 4 марта 2003 г. 95 Во исполнение статьи 83 Водного кодекса Республики

Чистая энергия Зеленчукская ГЭС-ГАЭС Филиал ОАО «РусГидро»- «Карачаево-Черкесский филиал» 1 п. Правокубанский, 2014 г. 2 ЗЕЛЕНЧУКСКАЯ ГЭС- ГАЭС Идея трансформации Зеленчукской ГЭС в ГЭС- ГАЭС сформировалась

Национальный исследовательский Томский политехнический университет Энергетический институт Кафедра: ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Дисциплина: ИНТЕГРИРОВАНИЕ В СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УСТАНОВОК

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ Водные ресурсы включают в себя воды рек, озер, водохранилищ, подземные воды определенных территорий, используемые или доступные к использованию для различных целей

Обзор предлагаемых вариантов модернизации систем водоканалов Российской Федерации. На перекачку чистых и сточных вод в России расходуется 12-13 млрд. КВт*ч электроэнергии. Стоимость электроэнергии в общей

ЛЕКЦИЯ 11 Геоэкологические проблемы гидросферы План лекции 1. Геоэкологические особенности гидросферы. 2. Антропогенное воздействие на гидросферу. 3. Геоэкологические аспекты использования природных ресурсов

Справка Краткое описание Филиала ОАО «РусГидро» - «Волжская ГЭС» Содержание: Ключевые факторы исторические, производственные, финансовые. Информация о режиме работы, характере и средней загрузке электростанции.

5 ВВЕДЕНИЕ Функция и место парового котла в тепловой схеме ТЭС Электрическая станция представляет собой промышленное предприятие для выработки электрической энергии. Основное количество электрической энергии

Перспективные технологии и технические решения в области гидроэнергетики Руководитель дирекции инновационного развития ОАО «РусГидро», Член управляющего комитета, координатор технологической платформы

Малые ГЭС Докладчик: Заместитель генерального директора ОАО «УК ГидроОГК» К.Е.Фролов г. Москва сентябрь 2014 г. Преимущества и недостатки малых ГЭС Преимущества Работают по водотоку, не имеют водохранилищ

Международный Конгресс ДНИ ЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ Опыт проектирования приливных электростанций на Северо-Западе России 15-16 апреля 2010 Генеральный директор ОАО «Малая Мезенская ПЭС» Савченков

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа 8 г. Одинцово Тема урока: «Альтернативные источники энергии» Разработала: Кашолкина Е.Н., учитель географии МБОУ

ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТРЕФЕРАТАЦИИ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ). Общие сведения физики, биологии и инженерных 1. Кафедра технологий 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

УДК 621.31 ВЫБОР ТУРБИН МАЛЫХ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ ВОДОТОКА Р.О. Архипов, студент, [email protected] М.С. Харитонов, канд. техн. наук, старший преподаватель, [email protected]

РусГидро Зарамагские ГЭС: ознакомительная поездка для аналитиков и инвесторов Август 2018 года Зарамагские ГЭС: основные сведения Схема основных объектов каскада Зарамагских ГЭС Расположение: участок р.

Составитель: С. В. Артемчук, доцент кафедры энергоэффективные технологии Учреждения образования Международный государственный экологический университет им. А.Д. Сахарова, кандидат технических наук. Учебная

УО «Молодечненский государственный колледж» Воспитательный час «Беречь энергию беречь природу. Альтернативные источники энергии» Подготовила: преподаватель Шапель Татьяна Петровна Молодечно, 2017 Тема:

Особенности энергосбережения современного Таджикистана Таджикистан Таджикистан расположен в предгорьях Памира играничит с Узбекистаном и Киргизией на западе исевере, скитаемнавостоке, сафганистаном наюге.

Министерство энергетики Республики Беларусь Состояние и перспективы развития электроэнергетической сферы Республики Беларусь Минск 2017 г. Всего: Установленная мощность объединённой энергосистемы Беларуси

Всегда в движении! Внедрение альтернативных источников электроэнергии, применение мини ГЭС на месторождении алмазов им. В. Гриба Дмитрий Едакин, ведущий инженер отдела водопонижающего контура и карьерного

Вода как ресурс НАУКИ О ЗЕМЛЕ ЗЕМНЫЕ РЕСУРСЫ ВОДА КАК РЕСУРС Глава 1: Гидроэнергия: Плотины Откуда вода берет свою энергию? Гидроэнергия это электричество, вырабатываемое из энергии движения воды. Выработка

Фолькер Куашнинг Системы возобновляемых источников энергии Технология - Расчеты - Моделирование Учебник ИЗДАТЕЛЬСТВО ^ОНАЫТ Астана-2013 с Содержание 1. Энергия и защита климата Г.Г. 1.1. Понятие «энергия»

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ ЕЭС РОССИИ ТИПОВАЯ ПРОГРАММА ПРОВЕДЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБСЛЕДОВАНИЙ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ РД 153-34.2-09.165-00 УДК 621.311 Вводится в действие

Микро гидроэлектростанции Торопов Михаил, к.т.н., доцент кафедры НВИЭ КРСУ, ЦРВИЭЭ Тренинг Центра развития ВИЭ и энергоэффективности Бишкек, 27-30 апреля 2013 ЦРВИЭЭ, www.creeed.net, 2013 Содержание Энергия

МИНИСТЕРСТВО ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ УКРАИНЫ MINISTRY OF ENVIRONMENT AND NATURAL RESOURCES OF UKRAINE Geneva 03. 06. 2014 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ В УКРАИНЕ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ По запасам

АЗИАТСКАЯ СУПЕРСЕТЬ и МОНГОЛИЯ С.Батхуяг д.т.н., профессор Монгольского государственного университета науки и технологии Создание этой суперсети в первую очередь обуславливаются следующими объективными

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «Канал имени Москвы» Инвестиционный потенциал зеленой генерации на Канале имени Москвы Докладчик: Маркин В.В. Инженерная инфраструктура как платформа экономического

Международная конференция ИО РАН, Москва «Многофазные системы», 16-18 июня 2010 года Возобновляемые энергетические ресурсы океана В.А.Акуличев Тихоокеанский океанологический институт имени В.И.Ильичева

Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением иностранного языка при Посольстве России в Великобритании Способы получения электроэнергии Проект по физике: Руководители проекта: Журба Ярослав,

Источники энергий используемые человеком для еѐ производства Гмырин Денис Мишуков Евгений Ветряная энергия В наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей в

РЕГУЛИРОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО, АВ- ТОНОМНОГО ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ОТ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ Ефимов Н.Н., Паршуков В.И., Папин В.В., Янченко И.В., Машков А.В., Безуглов Р.В., Клинников

116 Учитель географии Н. С. Супонина УРОК ПО ГЕОГРАФИИ В 9-А КЛАССЕ ПО ТЕМЕ: «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА РОССИИ» Цели урока: Продолжить формирование представлений о межотраслевых комплексах. Познакомить учащихся

Министерство энергетики и промышленности Республики Таджикистан «Вопросы укрепления энергобезопасности и рационального использования энергоресурсов в странах Северной и Центральной Азии, взгляд из Республики

Аргументы в пользу их развития возобновляемой энергетики: завоевание мировых рынков новых техники и технологий; сохранение запасов углеводородов для неэнергетических секторов экономики; диверсификация

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии Информация о дисциплине Лекции 8 часов Практические занятия 6 часов Лабораторные работы 4 часов Форма отчетности экзамен Литература Твайделл Дж., Уэйр

1. СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА БАЙКАЛЬСКОЙ ПРИРОДНОЙ ТЕРРИТОРИИ 1.1. Природные объекты 1.1.1. Озеро Байкал 1.1.1.1. Уровень озера (ТОВР по Иркутской области Енисейского БВУ Росводресурсов; Сибирский

Вступительные вопросы для поступающих на магистратуру по специальности 6М071800 Электроэнергетика 1. Электрические цепи: элементы, схемы, законы, классификация. 2. Электромагнитные процессы и режимы электрических

Список гидроэлектростанций Казахстана Название ГЭС Бухтарминская ГЭС 675 2 600 Шульбинская ГЭС 702 1 660 Действующие ГЭС построена по плотинному типу. Состав сооружений ГЭС: правобережная бетонная плотина

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОСТ 19431-74 Издание официальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ СОВЕТА МИНИСТРОВ

УПРАВЛЯЕМАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ ДНЕВНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ 5.1. Методические рекомендации по выполнению работ Управляемая самостоятельная работа состоит из двух разделов: по темам лекций и по

13. Использование энергии приливов и морских течений 13.1. Общие сведения об использовании энергии приливов Приливные колебания уровня в огромных океанах планеты вполне предсказуемы. Основные периоды этих

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИНСТИТУТ СФЕРЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

УДК 627.8.09 АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ РАЗМЕЩЕНИЯ ГИДРОАККУМУРИЮУЩЕЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ В КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ А.М. Москалюк, студент, email: [email protected] ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический

ПРОЕКТЫ В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ 15 ноября 2012 Факторы развития ВИЭ в мире верны и для РФ ФАКТОР Примеры стран 2 Восприятие ВИЭ в РФ момент внедрения В РФ не настал ВИЭ

Перечень действующих стандартов 1 Гидроэлектростанции. Методики оценки технического состояния основного оборудования гидроэлектростанций 17330282.27.140.001 2006 141/3562 от 06.09.2006 г. 1. 2. С учетом

Группа «РусГидро» один из крупнейших российских энергетических холдингов, объединяющий более 70 объектов возобновляемой энергетики в РФ и за рубежом. Установленная мощность электростанций, входящих в состав

ИСТОРИЯ КОМПАНИИ Президиум Всесоюзного Совета Народного Хозяйства (ВСНХ) СССР специальным постановлением образовал промышленный трест «Донбассводтрест» по централизованному водоснабжению Донецкой, Луганской,

IV МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС REENCON ХХІ Возобновляемая энергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность 5 6 июня 2018 г. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ МГЭС ДЛЯ МАЛЫХ ПРИЛИВНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Михаил Вадимович Козлов Директор по инновациям и ВИЭ Энергосбережение в ОАО РусГидро ЦЕЛЕВОЕ ВИДЕНИЕ БУДУЩЕГО ОАО РУСГИДРО Решением Совета директоров от 16 июня 2010 утвержден Стратегический план ОАО «РусГидро»

Концепция гидротурбины мощностью 1020МВт для Эвенкийской ГЭС. Демьянов В. А., Пылев И. М., Сотников А. А. ОАО «Силовые машины» филиал «ЛМЗ» Сооружение одной из крупнейших в мире Эвенкийской ГЭС в Сибири

ПРОГРАММА ПРАКТИК Наименование Учебная практика: практика по получению первичных профессиональных умений и навыков Производственная практика: практика по получению профессиональных умений и опыта профессиональной

Лекция 16 Гидрология водохранилищ Назначение и типы водохранилищ. Основные характеристики водохранилищ Водохранилище искусственный водоем, созданный для накопления и дальнейшего использования воды Итайпу

УДК 626.82/.83 А. Л. Кожанов Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск, Российская Федерация КОНСТРУКЦИИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С НАПОРНЫМ РЕЖИМОМ РАБОТЫ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ» «УТВЕРЖДАЮ» Директор ИЭЭ П.А. Бутырин 2016 г. ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО

Тонкопленочные солнечные модули «Хевел» Автономные гибридные энергоустановки на основе солнечных модулей Потенциал внедрения автономных гибридных энергоустановок в России В России более 20 млн. человек

Для оценки потенциальных гидроэнергетических ресурсов (без учета потерь при преобразовании водной энергии в электрическую) определяется валовой гидроэнергетический потенциал. Он характеризуется среднемноголетней годовой потенциальной энергией Э по т и среднегодовой потенциальной мощностью N по т .

Годовая потенциальная энергия, исходя из 8760 ч использования в году потенциальной мощности, может определяться по формуле

Э пот = 8760 N пот .

Валовой теоретический гидроэнергетический потенциал рек мира оценивается в 39100 млрд. кВт·ч.

Технический гидроэнергетический потенциал характеризует ту часть водной энергии, которую можно использовать технически.

При определении технического гидроэнергетического потенциала учитываются все потери, связанные с производством электроэнергии, включая невозможность полного использования стока, что вызвано недостаточной емкостью водохранилищ и ограничением мощности ГЭС, в связи с ограниченным использованием верховых и низовых участков рек с малой потенциальной мощностью, потерями на испарение с поверхности водохранилищ и на фильтрацию из водохранилищ, потерями напора и мощности в проточном тракте и энергетическом оборудовании ГЭС.

Экономически эффективный гидроэнергетический потенциал определяет ту часть технического потенциала, которую в настоящее время экономически целесообразно использовать. Следует отметить условность определения экономически эффективного потенциала, так как он базируется на техникоэкономическом сравнении с альтернативными источниками электроэнергии, в качестве которых выступают тепловые электростанции, и не учитывает достаточно полно эффективность комплексного использования водных ресурсов. Кроме того, в связи с ростом стоимости органического топлива, а также увеличением стоимости строительства ТЭС с учетом ужесточения требований по охране окружающей среды и др. можно прогнозировать увеличение в перспективе экономически эффективного потенциала, который будет приближаться к техническому гидроэнергетическому потенциалу.

Таблица 2.1 Данные о гидроэнергетическом потенциале и его использовании в странах, имеющих наибольшие гидроэнергетические ресурсы

	Гидроэнергетический потенциал, выработка
	Технический, млрд.кВт·ч	Экономически эффективный, млрд.кВт·ч	Мощность, млн. кВт	Выработка
	Технический, млрд.кВт·ч	Экономически эффективный, млрд.кВт·ч	Мощность, млн. кВт	млрд. кВт·ч	% от экономически эффективного


Бразилия

Республика Конго

				308,8 (2000 г.)
Таджикистан

Венесуэла

Глобальное потепление климата на Земле, возможность которого обосновывается многими исследованиями, может повлиять на сток рек и гидроэнергетические ресурсы. Так, по приближенной оценке среднемноголетняя выработка ГЭС в России может увеличиться до 12%.

Мировой технический гидроэнергетический потенциал (на уровне 2008 г.) оценивается в 14650 млрд. кВт·ч, а экономически эффективный – в 8770 млрд. кВт·ч. Распределение экономического эффективного потенциала и его использования по континентам на уровне 2000 г. приведено на рис. 2.2.

Несмотря на резкое повышение требований по охране окружающей среды, за 25 лет с 1975 по 2000 гг. мировой объем выработки электроэнергии на ГЭС вырос с 1165 до 2650 млрд. кВт·ч и составил около 19% мирового производства электроэнергии. При этом используется только треть экономически эффективного гидроэнергетического потенциала. Во всем мире установленная мощность ГЭС, находящихся в эксплуатации, в 2000 г. составила 670 млн.кВт, а к 2008 г. достигла 887 млн.кВт, а выработка – 3350 млрд.кВт·ч. Данные о гидроэнергетическом потенциале стран, обладающих наибольшими гидроэнергетическими ресурсами, и его использовании на уровне 2008 г. приведены в таблице 2.1.

Полный объем всех водохранилищ в мире превысил 6 тыс. км 3 (ресурсы речного стока оцениваются в 37 тыс. км 3 ). На средние и большие водохранилища объемом более 100 млн. м 3 приходится свыше 95% суммарного объема всех водохранилищ, причем подавляющее большинство этих водохранилищ имеют ГЭС.

Гидроэнергические ресурсы не беспредельны, и приходит понимание, что они такое же национальное богатство, как нефть, газ, уголь, уран, в отличие от которых являются возобновляемыми ресурсами.

Самые крупные эксплуатируемые ГЭС имеют установленную мощность: Три ущелья (Китай) – 18,2 млн. кВт, Итайпу (Бразилия – Парагвай) – 12,6 (14,0) млн.кВт, Guri (Венесуэла) – 10,3 млн.кВт, Тукуру (Бразилия) – 7,2 млн.кВт, Гренд Кули (США) – 6,5 млн.кВт, Саяно–Шушенская – 6,4 млн.кВт и Красноярская (Россия) – 6 млн.кВт, Черчилл-Фолс – 5,4 млн.кВт и Ла Гранде (Канада) – 5,3 млн.кВт.

Таблица 2.2 Данные о гидроэнергетическом потенциале стран, максимально его использующих (на уровне 2008 г.)

	Гидроэнергетический потенциал, выработка, млрд. кВт·ч		Освоение гидроэнергетического потенциала
	Технический	Экономически эффективный	Мощность, млн. кВт	Выработка
	Технический	Экономически эффективный	Мощность, млн. кВт	млрд. кВт·ч	% от экономически эффективного потенциала
Европа

Швейцария

Германия
Финляндия


Азия

Северная и Центральная Америка



Южная Америка
Венесуэла
Парагвай
Австралия и Океания
Австралия

Анализируя мировой опыт развития энергетики, следует отметить, что практически все наиболее развитые страны в первую очередь интенсивно осваивали свои гидроэнергетические ресурсы и достигли высокого уровня их использования (табл. 2.2). Так, гидроэнергетические ресурсы в США использованы на 82%, в Японии – на 90%, в Италии, во Франции, в Швейцарии – на 95–98%.

В Украине экономически эффективный гидроэнергетический потенциал использован на 60%, в России – на 21%.

В мире сохраняется тенденция к постоянному увеличению использования вечно возобновляемых гидроэнергетических ресурсов, особенно в слаборазвитых и развивающихся странах, развитие энергетики в которых идет по пути первоочередного применения именно гидроэнергетических ресурсов. При этом строительство ГЭС в основном перемещается в предгорья и горные районы, где их отрицательное влияние на окружающую среду значительно уменьшается.

«Итайпу» – одна из крупнейших ГЭС мира на реке Парана, за 20 км до г. Фос-ду-Игуасу (Foz do Iguacu) на границе Бразилии и Парагвая. По мощности уступает лишь ГЭС «Три ущелья» (Китай), однако на 2008 год была крупнейшей по выработке электроэнергии.

ГЭС «Три ущелья» – самая большая за всю историю мировой гидроэнергетики. В состав сооружений ГЭС входят: бетонная глухая плотина, здание ГЭС с 26 агрегатами, водосбросная плотина, 2 нитки шлюзов по 5 камер с напором на каждую камеру 25,4 м, судоподъемник. Полная и полезная емкость водохранилища – 39,3 и 22,1 млн. м 3 , его максимальная глубина – 175 м. Установленная мощность ГЭС 18 200 МВт.

Гидроэнергетические ресурсы имеют конечную величину, хоть и считаются возобновляемыми. Они национальное богатство, как нефть, газ или же другие полезные ископаемые, и нуждаются в бережном и обдуманном обращении.

Энергия воды

Еще в древности люди заметили, что вода, падающая сверху вниз, может совершать определенную работу, например крутить колесо. Это свойство падающей воды стало использоваться для приведения в движение колес мельницы. Так появились первые водяные мельницы, сохранившиеся до наших дней почти в своем первозданном виде. Водяная мельница - это и есть первая гидроэнергетическая установка.

Зародившееся в 17-м веке мануфактурное производство также использовало водяные колеса, а в 18-м веке, например, в России таких мануфактур было уже около трех тысяч. Известно, что самые мощные установки из таких колес были применены на Кренгольмской мануфактуре (река Нарова). Водяные колеса имели диаметр 9,5 метра и развивали мощность до 500 лошадиных сил.

Гидроэнергетические ресурсы: определение, преимущества и недостатки

В 19-м веке после водяных колес появились гидротурбины, а вслед за ними - электрические машины. Это позволило преобразовывать энергию падающей воды в электрическую энергию, а затем передавать ее на некоторое расстояние. В царской России к 1913 году было около 50 тысяч установок, оборудованных гидротурбинами, на которых вырабатывалась электроэнергия.

Та часть энергии рек, которая может быть превращена в электрическую энергию, называется гидроэнергетическими ресурсами, а устройство, преобразующее энергию падающей воды в электрическую энергию, - гидроэлектростанцией (ГЭС). Устройство электростанции обязательно включает гидравлическую турбину, которая приводит во вращательное движение электрический генератор. Для получения потока падающей воды строительство электростанции предусматривает сооружение плотин и водохранилищ.

Преимущества использования гидроэлектростанций:

Энергия реки является возобновляемой.
Отсутствует засорение окружающей среды.
Получается дешевая электроэнергия.
Улучшаются климатические условия вблизи водохранилища.

Недостатки использования гидроэлектростанций:

Затопление некоторой площади земли для сооружения водохранилища.
Изменение многих экосистем по всему руслу реки, уменьшение численности рыб, нарушение мест гнездования птиц, загрязнение рек.
Опасность строительства в горной местности.

Понятие гидроэнергетического потенциала

Для оценки гидроэнергетических ресурсов реки, страны или же всей планеты на Мировой энергетической конференции (МИРЭК) было дано определение гидроэнергетического потенциала как суммы мощностей всех участков рассматриваемой территории, которые можно использовать для получения электроэнергии. Существует несколько разновидностей гидроэнергетического потенциала:

Валовой потенциал, который представляет потенциальные гидроэнергетические ресурсы.
Технический потенциал - та часть валового потенциала, которая может технически использоваться.
Экономический потенциал - та часть технического потенциала, использование которого экономически целесообразно.

Теоретическая мощность некоторого тока воды определяется по формуле

N (кВт) = 9,81QH,

где Q - расход водотока (м 3 /сек); H - высота падения воды (м).

Самая мощная гидроэлектростанция в мире

14 декабря 1994 года в Китае, на реке Янцзы, было начато строительство самой крупной гидроэлектростанции, получившей название «Три ущелья». В 2006 году было закончено строительство плотины, а также осуществлен запуск первого гидроагрегата. Эта ГЭС должна была стать центральной ГЭС энергосистемы Китая.

Вид плотины этой станции напоминает конструкцию Высота плотины равна 185 метрам, а длина - 2,3 км. В центре плотины находится водосброс, рассчитанный на спуск 116 000 м 3 воды в секунду, то есть с высоты около 200 м за одну секунду падает более 100 тонн воды.

На которой построена гидроэлектростанция «Три ущелья», - одна из самых мощных рек мира. Строительство ГЭС на этой реке позволяет использовать природные гидроэнергетические ресурсы этого района. Начинаясь в Тибете, на высоте 5600 м, река приобретает значительный гидроэнергетический потенциал. Самым привлекательным местом для строительства плотины оказался район «Трех ущелий», где река вырывается из гор на равнину.

Конструкция ГЭС

Гидроэлектростанция «Три ущелья» имеет три здания ГЭС, в которых расположены 32 гидроагрегата, каждый из которых имеет мощность 700 МВт, и два гидроагрегата мощностью по 50 МВт. Общая равна 22,5 ГВт.

В результате строительства плотины образовалось водохранилище объемом 39 км 3 . Строительство плотины повлекло переселение на новое место жителей двух городов с общей численностью населения 1,24 миллиона человек. Кроме того, из затопляемой зоны были вывезены 1300 объектов археологии. На все работы по подготовке строительства плотины было потрачено 11,25 млрд долларов. Общие затраты на строительство гидроэлектростанции «Три ущелья» составляют 22,5 млрд долларов.

В строительстве данной ГЭС грамотно предусмотрено обеспечение судоходства, более того, после сооружения водохранилища поток грузовых судов возрос в 5 раз.

Пассажирские суда проходят судоподъемник, который пропускает суда весом, не превышающим 3000 тонн. Для пропуска грузовых судов построены две нитки пятиступенчатых шлюзов. В этом случае вес судов должен быть менее 10 000 тонн.

Каскад ГЭС на Янцзы

Водные и гидроэнергетические ресурсы реки Янцзы позволяют построить на этой реке не одну ГЭС, что и было предпринято в Китае. Выше ГЭС «Три ущелья» сооружен целый каскад ГЭС. Это самый мощный каскад более 80 ГВт.

Строительство каскада позволяет избежать засорения водохранилища «Три ущелья», так как уменьшает эрозию в русле реки выше ГЭС. После этого переносимого ила в воде становится меньше.

Кроме того, каскад ГЭС позволяет регулировать поступление воды к ГЭС «Три ущелья» и получать равномерную выработку электроэнергии на ней.

«Итайпу» на реке Парана

Парана в переводе означает «серебряная река», она является второй по величине рекой Южной Америки и имеет длину 4380 км. Эта река протекает сквозь очень твердый грунт, поэтому, преодолевая его, она создает на своем пути пороги и водопады. Это обстоятельство указывает на благоприятные условия для строительства здесь гидроэлектростанций.

ГЭС «Итайпу» была построена на реке Парана, в 20 км от города Фос-ду-Игуасу в Южной Америке. По мощности эта гидроэлектростанция уступает только ГЭС «Три ущелья». Находясь на границе Бразилии и Парагвая, ГЭС «Итайпу» полностью обеспечивает электроэнергией Парагвай и на 20 % Бразилию.

Строительство гидроэлектростанции началось в 1970 году и закончилось в 2007-м. 10 генераторов мощностью 700 МВт установлены на стороне Парагвая и столько же - на стороне Бразилии. Так как вокруг гидроэлектростанции находился тропический лес, который подлежал затоплению, то животные из этих мест были переселены на другие территории. Длина плотины равна 7240 метрам, а высота - 196 м, стоимость строительства оценивается в 15,3 млрд долларов. Мощность ГЭС равна 14 000 ГВт.

Гидроэнергетические ресурсы России

Российская Федерация обладает большим водным и энергетическим потенциалом, но гидроэнергетические ресурсы страны распределены по ее территории крайне неравномерно. 25 % этих ресурсов расположены в Европейской части, 40 % - в Сибири и 35 % - на Дальнем Востоке. В европейской части государства, по оценкам специалистов, гидроэнергопотенциал используется на 46 %, а весь гидропотенциал государства оценивается в 2500 млрд КВт-часов. Это является вторым результатом в мире после Китая.

Источники гидроэнергии Сибири

Сибирь обладает огромными запасами гидроресурсов, особенно богата гидроэнергетическими ресурсами Восточная Сибирь. Там протекают реки Лена, Ангара, Енисей, Обь и Иртыш. Гидропотенциал этого региона оценивается в 1000 млрд кВт-часов.

Саяно-Шушенская ГЭС имени П. С. Непорожнего

Мощность равна 6400 МВт. Это самая мощная ГЭС в Российской Федерации, а в мировом рейтинге она занимает 14-е место.

Участок Енисея, который называется Саянским коридором, благоприятен для построения гидроэлектростанций. Здесь река проходит сквозь горы Саяны, образуя множество порогов. Именно в этом месте построена Саяно-Шушенская ГЭС, а также и другие ГЭС, образующие каскад. Саяно-Шушенская ГЭС является самой верхней ступенью в этом каскаде.

Строительство велось с 1963-го по 2000 год. Конструкция станции состоит из плотины высотой 245 метров и длиной 1075 метров, здания ГЭС, распределительного устройства и конструкции водосброса. В здании ГЭС находятся 10 гидроагрегатов мощностью по 640 МВт.

Образовавшееся после строительства плотины водохранилище имеет объем более 30 км 3 , а его общая площадь составляет 621 км 2 .

Крупные ГЭС Российской Федерации

Гидроэнергетические ресурсы Сибири в настоящее время используются на 20 %, хотя здесь построено много достаточно крупных ГЭС. Самая крупная среди них - это Саяно-Шушенская ГЭС, за которой идут следующие гидроэлектростанции:

Красноярская ГЭС мощностью 6000 МВт (на Енисее). На ней установлен судоподъемник, пока единственный в Российской Федерации.
Братская ГЭС мощностью 4500 МВт (на Ангаре).
3840 МВт (на Ангаре).

Менее всего освоен потенциал Дальнего Востока. По оценкам специалистов, гидропотенциал этого региона используется на 4 %.

Источники гидроэнергии в Западной Европе

В странах Западной Европы гидроэнергетический потенциал используется почти полностью. Если он еще и достаточно высок, то такие страны полностью обеспечивают себя электрической энергией за счет ГЭС. Это такие страны, как Норвегия, Австрия и Швейцария. Норвегия занимает первое место в мире по производству электрической энергии на одного жителя страны. В Норвегии эта цифра составляет 24 000 кВт-часов в год, а 99,6 % этой энергии производится именно на гидроэлектростанциях.

Гидроэнергетические потенциалы различных стран Западной Европы заметно отличаются друг от друга. Это связано с различными условиями местности и различным стокообразованием. 80 % общего гидроэнергопотенциала Европы сосредоточено в горах с высокими показателями стока: западная часть Скандинавии, Альпы, Балканский полуостров и Пиренеи. Общий гидроэнергетический потенциал Европы равен 460 млрд кВт-час в год.

Запасы топлива в Европе очень малы, поэтому энергетические ресурсы рек освоены весьма значительно. Например, в Швейцарии эти ресурсы освоены на 91 %, во Франции - на 92 %, в Италии - на 86 %, а в Германии - на 76 %.

Каскад ГЭС на реке Рейн

На этой реке построен каскад гидроэлектростанций, состоящий из 27 ГЭС общей мощностью около 3000 МВт.

Одна из станций построена еще в 1914 году. Это ГЭС Laufenburg. Она дважды подвергалась реконструкции, после чего ее мощность составляет 106 МВт. Кроме того, станция относится к памятникам архитектуры и является национальным достоянием Швейцарии.

ГЭС Rheinfelden относится к современным ГЭС. Ее запуск был осуществлен в 2010 году, а мощность составляет 100 МВт. В конструкцию входят 4 гидроагрегата по 25 МВт. Эта ГЭС сооружена взамен старой станции, построенной еще в 1898 году. Старая станция сейчас находится на реконструкции.

Источники гидроэнергии в Африке

Гидроэнергетические ресурсы Африки обусловлены протекающими по ее территории реками: Конго, Нилом, Лимпопо, Нигер и Замбези.

Река Конго обладает значительным гидроэнергопотенциалом. Часть русла этой реки имеет каскад водопадов, известных как пороги Инга. Здесь водный поток спускается с высоты 100 метров со скоростью 26 000 м 3 в секунду. В этой местности и были построены 2 ГЭС: "Инга-1" и "Инга-2".

Правительство Демократической Республики Конго в 2002 году утвердило проект построения комплекса «Большая Инга», который предусматривал реконструкцию существующих ГЭС "Инга-1" и "Инга-2" и строительство третьей - "Инга-3". После осуществления этих планов решено построить самый крупный в мире комплекс «Большая Инга».

Этот проект был темой обсуждения на Международной конференции по энергетике. Приняв во внимание состояние водных и гидроэнергетических ресурсов Африки, представители бизнеса и правительств стран Центральной и Южной Африки, присутствовавшие на конференции, одобрили данный проект и установили его параметры: мощность «Большой Инги» установлена в размере 40 000 МВт, что больше самой мощной ГЭС «Три ущелья» почти в 2 раза. Сдача в эксплуатацию ГЭС намечена на 2020 год, а затраты на строительство предполагаются в размере 80 млрд долларов.

После того как проект будет реализован, ДРК станет самым крупным поставщиком электроэнергии в мире.

Энергосистема стран Северной Африки

Северная Африка расположена вдоль побережья Средиземного моря и Атлантического океана. Этот район Африки называется Магриб, или Арабский Запад.

Гидроэнергетические ресурсы в Африке распределены неравномерно. На севере континента находится самая жаркая пустыня мира - Сахара. Эта территория испытывает дефицит воды, поэтому обеспечение водой этих регионов - важнейшая задача. Ее решением является строительство водохранилищ.

Первые водохранилища появились в Магрибе еще в 30-е годы прошлого века, затем много их строилось в 60-е годы, но особенно интенсивное строительство началось в 21-м веке.

Гидроэнергетические ресурсы Северной Африки определяются в основном протекающей здесь рекой Нил. Это самая длинная река мира. В 60-е годы прошлого столетия на этой реке была построена Асуанская плотина, после строительства которой образовалось огромное водохранилище длиной около 500 км, а шириной около 9 км. Заполнение водохранилища водой происходило в течение 5 лет с 1970-го по 1975 год.

Асуанская плотина была построена Египтом при сотрудничестве с Советским Союзом. Это был интернациональный проект, в результате осуществления которого удается вырабатывать до 10 млрд кВт-часов электроэнергии в год, контролировать уровень воды в реке Нил во время паводков, накапливать воду в водохранилище в течение длительного времени. От водохранилища расходится сеть каналов, орошающих поля, а на месте пустыни появились оазисы, все больше площадей используется для земледелия. Водные и гидроэнергетические ресурсы Северной Африки использованы с максимальной результативностью.

Распределение мирового гидроэнергетического потенциала

Азия - 42 %.
Африка - 21 %.
Северная Америка - 12 %.
Южная Америка - 13 %.
Европа - 9 %.
Австралия и Океания - 3 %

Мировой гидроэнергетический потенциал оценен в 10 трлн кВт-часов электрической энергии.

20-й век можно назвать веком гидроэнергетики. 21-й век вносит в историю этой отрасли свои дополнения. В мире повысилось внимание к гидроаккумулирующим станциям (ГАЭС) и приливным электростанциям (ПЭС), использующим для получения электрической энергии силу морских приливов. Развитие гидроэнергетики продолжается.

Человек еще в глубокой древности обратил внимание на реки как на доступный источник энергии. Для использования этой энергии люди научились строить водяные колеса, которые вращала вода; этими колесами приводились в движение мельничные постава и другие установки. Водяная мельница является ярким примером древнейшей гидроэнергетической установки, сохранившейся во многих странах до нашего времени почти в первозданном виде. До изобретения паровой машины водная энергия была основной двигательной силой на производстве. По мере совершенствования водяных колес увеличивалась мощность гидравлических установок, приводящих в движение станки и т.д. В 1-й половине XIX века была изобретена гидротурбина, открывшая новые возможности по использованию гидроэнергоресурсов. С изобретением электрической машины и способа передачи электроэнергии на значительные расстояния началось освоение водной энергии путем преобразования ее в электрическую энергию на гидроэлектростанциях (ГЭС).

Общие сведения

Гидроэнергоресурсы - это запасы энергии текущей воды речных потоков и водоемов, расположенных выше уровня моря (а также энергии морских приливов).

Существенную особенность в оценку гидроэнергоресурсов вносит то обстоятельство, что поверхностные воды - важнейшая составляющая часть экологического баланса планеты. Если все остальные виды первичных энергоресурсов используются преимущественно для выработки энергии, то гидравлические ресурсы должны оцениваться и с точки зрения возможностей осуществления промышленного и общественного водоснабжения, развития рыбного хозяйства, ирригации, судоходства и т.д.

Характерна для гидроэнергоресурсов и та особенность, что преобразование механической энергии воды в электрическую происходит на ГЭС без промежуточного производства тепла.

Энергия рек возобновляема, причем цикличность ее воспроизводства полностью зависит от речного стока, поэтому гидроэнергоресурсы неравномерно распределяются в течение года, кроме того их величина меняется из года в год. В обобщенном виде гидроэнергоресурсы характеризуются среднемноголетней величиной (как и водные ресурсы).

В естественных условиях энергия рек тратится на размыв дна и берегов русла, перенос и переработку твердого материала, выщелачивание и перенос солей. Эта эрозионная деятельность может приводить и к вредным последствиям (нарушение устойчивости берегов, наводнения и др.), и иметь полезный эффект как, например, при выносе из горной породы руды и минеральных веществ, формирование, вынос и накопление различных стройматериалов (галечник, песок). Поэтому использование гидроресурсов для выработки электроэнергии наносит ущерб формированию других важных ресурсов.

Использование гидроэнергетических ресурсов занимает значительное место в мировом балансе электроэнергии. В 70-80-х годах вес гидроэнергии находился на уровне примерно 26 % всей выработки электроэнергии мира, достигнув значительной абсолютной величины. Выработка электроэнергии ГЭС мира после 2-й Мировой войны росла большими темпами: с 200 млрд. квт-ч в 1946 г. до 860 млрд. квт-ч в 1965 г. и 975 млрд. квт-ч в 1978 г. А сейчас в мире вырабатывается 2100 млрд. квт-ч гидроэергии в год, а к 2000 г. эта величина еще вырастет. Ускоренное развитие гидроэнергетики во многих государствах мира объясняется перспективой нарастания топливно-энергетических и экологических проблем, связанных с продолжением нарастания выработки электроэнергии на традиционных (тепловых и атомных) электростанциях при слабо разработанной технологической основе использования нетрадиционных источников энергии. Основная часть мировой выработки ГЭС падает на Северную Америку, Европу, Россию и Японию, в которых производится до 80 % электроэнергии ГЭС мира.

В ряде стран с высокой степенью использования гидроэнергоресурсов наблюдается снижение удельного веса гидроэнергии в электробалансе. Так, за последние 40 лет удельный вес гидроэнергии снизился в Австрии с 80 до 70 %, во Франции с 53 до очень малой величины (за счет увеличения производства электроэнергии на АЭС), в Италии с 94 до 50 % (это объясняется тем, что наиболее пригодные к эксплуатации гидроэнергоресурсы в этих странах уже почти исчерпаны). Одно из самых больших снижений произошло в США, где выработка электроэнергии на ГЭС в 1938 г. составляла 34 %, а уже в 1965 г. - только 17 %. В то же время в энергетике Норвегии эта доля составляет 99,6 %, Швейцарии и Бразилии - 90 %, Канады - 66 %.

Гидроэнергетический потенциал и его распределение по континентам и странам

Несмотря на значительное развитие гидроэнергетики в мире в учете мировых гидроэнергоресурсов до сих пор нет полного единообразия и отсутствуют материалы, дающие сопоставимую оценку гидроэнергоресурсов мира. Кадастровые подсчеты запасов гидроэнергии различных стран и отдельных специалистов отличаются друг от друга рядом показателей: полнотой охвата речной системы отдельной страны и отдельных водотоков, методологией определения мощности; в одних странах учитываются потенциальные гидроэнергоресурсы, в других вводятся различные поправочные коэффициенты и т.д.

Попытка упорядочить учет и оценку мировых гидроэнергоресуров была сделана на Мировых энергетических конференциях (МИРЭК).

Было предложено следующее содержание понятия гидроэнергетического потенциала - совокупность валовой мощности всех отдельных участков водотока, которые используются в настоящее время или могут быть энергетически использованы. Валовая мощность водотока, характеризующая собой его теоретическую мощность, определяется по формуле:

N квт = 9,81 QH,

где Q - расход водотока, м3/с; H - падение, м.

Мощность определяется для трех характерных расходов: Q = 95 % - расход, обеспеченностью 95 % времени; Q = 50 % - обеспеченностью 50 % времени; Qср - среднеарифметический.

Существенным недостатком этих предложений было то, что они предусматривали учет гидроэнергоресурсов не по всему водотоку, а только по тем его участкам, которые представляют энергетический интерес. Отбор же этих участков не мог быть твердо регламентирован, что на практике приводило к внесению в подсчеты элементы субъективизма. В табл. 1 приводятся подсчитанные для шестой сессии МИРЭК данные по гидроэнергоресурсам отдельных стран.

Вопросу упорядочения учета гидроэнергоресурсов было уделено большое внимание в работе Комитета по электроэнергии Европейской экономической комиссии ООН, которая установила определенные рекомендации по данному вопросу. Этими рекомендациями устанавливалась следующая классификация в определении потенциала:

Теоретический валовой (брутто) потенциал гидроэнергетический потенциал (или общие гидроэнергетические ресурсы):

1. поверхностный, учитывающий энергию стекающих вод на территории целого района или отдельно взятого речного бассейна;

2. речной, учитывающий энергию водотока.

страна				страна	мощность брутто, млн квт при расходах
95% обесп.	50% обесп.	средн.	95% обесп.	50% обесп.	средн
Америка	Азия
Бразилия	16,5	Индия	31,4
Венесуэла	4,4	26,8	26,5	Пакистан	6,6	13,1	9,8
Канада	44,8	75,9	Япония	9,4	17,5
США	29	63,5	98,2	Турция	10,5
Чили	9,5	22,6	26,6	Океания
Европа	Австралия	1,2	2,9	3,9
Австрия	3,2	7	Африка
Греция	9,6	Кот-д"Ивуар	0,5	3,5	7,5
Испания	14,9	Габон	6	18	21,9
Италия	9,2	13,3	17,4	Гвинея	0,5	3,5	8
Норвегия	18,4	20,3	21,4	Камерун	4,8	18,3	28,7
Португалия	0,7	2,7	5,8	Конго (Браззавиль)	3	9	11,3
Финляндия	1,9	Мадагаскар	14,3	49	80
Франция	7,7	Мали	1	4,4
Германия	1,6	2,8	Сенегал	1,1	5,5
Швеция	22,5	ЦАР	3,5	10,5	13,8
Югославия	2,4	6,3	10,1	Чад	2,5	4,3

Эксплуатационный чистый (или нетто) гидроэнергетический потенциал:

1. технический (или технические гидроэнергоресурсы) - часть теоретического валового речного потенциала, которая технически может быть использована или уже используется (мировой технический потенциал оценивается приблизительно в 12300 млрд. квт-ч);

2. экономический (или экономические гидроэнергоресурсы) - часть технического потенциала, использование которой в существующих реальных условиях экономически оправдано (т.е. экономически выгодно для использования); экономические гидроэнергоресурсы в отдельных странах приведены в табл.4.

В соответствии с этим полная величина мировых потенциальных гидроэнергоресурсов речного стока приведена в табл.2.

Табл.2 Гидроэнергетические ресурсы (полный гидроэнергетический речной потенциал) отдельных континентов

континент	гидроэнергоресурсы		% от итога по земному шару	удельная величина гидроэнергоресурсов, квт/кв.км
млн. Квт	млрд. Квт-ч
Европа	240	2100	6,4	25
Азия	1340	11750	35,7	30
Африка	700	6150	18,7	23
Северная Америка	700	6150	18,7	34
Южная Америка	600	5250	16	33
Австралия	170	1500	4,5	19
Итого по земному шару	3750	32900	100	28
бывший СССР	450	3950	12	20

Приведенные расчеты в свое время внесли существенные изменения в прежние представления о распределении гидроэнергоресурсов по континентам. Особенно большие изменения были получены по Африке и Азии. Эти данные показывают, что на Азиатском континенте сосредоточено почти 36 % мировых запасов гидроэнергии, в то время как в Африке, которая считалась наиболее богатой гидроэнергоресурсами, сосредоточено около 19 %. В табл. 3 приводится сопоставление данных, характеризующих распределение гидроэнергоресурсов по континентам, полученных по разным подсчетам. Табл.3 Насыщенность гидроэнергоресурсами территории континентов, тыс. квт-ч на 1 кв. км

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУ ВПО «ВГТУ»)

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Гидравлика»

Общие сведения

Гидроэнергоресурсы - это запасы энергии текущей воды речных потоков и водоемов, расположенных выше уровня моря (а также энергии морских приливов). экологический баланс гидроэнергетический

1. Гидроэнергетический потенциал и его распределение по континентам и странам

N квт = 9,81 QH,

где Q - расход водотока, м3/с; H - падение, м.

2. речной, учитывающий энергию водотока.

Эксплуатационный чистый (или нетто) гидроэнергетический потенциал:

Приведенные расчеты в свое время внесли существенные изменения в прежние представления о распределении гидроэнергоресурсов по континентам. Особенно большие изменения были получены по Африке и Азии. Эти данные показывают, что на Азиатском континенте сосредоточено почти 36 % мировых запасов гидроэнергии, в то время как в Африке, которая считалась наиболее богатой гидроэнергоресурсами, сосредоточено около 19 %. Приводится сопоставление данных, характеризующих распределение гидроэнергоресурсов по континентам, полученных по разным подсчетам. Табл.3 Насыщенность гидроэнергоресурсами территории континентов, тыс. квт-ч на 1 кв. км

Если даже учесть то, что прежние представления о распределении гидроэнергоресурсов основывались на данных, подсчитанных по стоку 95%-й обеспеченности, то все же нельзя не обратить внимание на исключительную завышенность в прежних представлениях потенциальных ресурсов Африки, исходивших из преувеличенных представлений о стоке рек этого континента. Если годовой сток бассейна реки Конго прежде оценивался в 500-570 мм слоя, то в настоящее время он оценивается всего в 370 мм. Для реки Нигер принимался слой стока 567 мм, а фактически он составляет около 300 мм. То же получается с данными о средней величине слоя стока, являющимися хорошими показателями гидроэнергетического потенциала отдельных континентов. Из этой таблицы видно, что по высоте континента и величине стока, т.е. по основным энергетическим показателям, Африка стоит далеко позади Азии и почти на одном уровне с Северной Америкой.

Т.о., распределение гидроресурсов связано в большей мере с географическими особенностями крупнейших рек и их бассейнов. Примерно 50 % мирового водостока приходится на 50 крупнейших рек, бассейны которых охватывают около 40 % суши. Пятнадцать рек из этого числа имеют сток в объеме 10 тыс. км3/с или больше. Девять из них находятся в Азии, три - в Южной и две - в Северной Америке, одна - в Африке.

В гидроэнергоресурсах мира большая часть (около 60 %) приходится на восточное полушарие, которое превосходит западное и по удельному (на единицу площади) показателю гидроресурсной обеспеченности (соответственно 17 и 15 кВт/км2.

Благодаря высокому уровню промышленного развития, страны Западной Европы и Северной Америки в течение длительного времени опережали все другие страны по степени освоения гидроэнергоресурсов. Уже в середине 20-х годов гидропотенциал был освоен в Западной Европе примерно на 6 %, а в Северной Америке, располагавшей в этот период наибольшими гидроэнергетическими мощностями, - на 4 %. Через полвека соответствующие показатели составляли для Западной Европы около 60 %, а для Северной Америки - примерно 35 %. Уже в середине 70-х годов абсолютные мощности ГЭС Западной Европы превосходили таковые в любом другом регионе мира.

В развивающихся странах относительно высокие темпы использования гидроэнергии в значительной мере обусловлены крайне низким исходным уровнем. При более чем 50-кратном увеличение за полвека установленных гидроэнергетических можностей развивающиеся страны в середине 70-х годов более чем в 4,5 раза отставали от развитых стран и по мощности электростанций, и по выработке на них электроэнергии. И если в развитых странах гидропотенциал в середине 70-х использовался примерно на 45 %, то в развивающихся странах - только на 5 %. Для всего мира этот показатель в целом составляет 18 %. Таким образом пока еще для мира характерно использование лишь небольшой части гидроэнергетического потенциала.

В связи с исчерпанием в ряде стран экономических гидроэнергоресурсов в этих странах значительно повысился интерес к сооружению гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). В Европе стали сооружать специальные ГАЭС еще в 20-30-х годах, но большое развитие они получили начиная с середины 50-х годов. В настоящее время более половины ГАЭС мира находятся в странах ЕС. В США и Канаде гидроаккумулирующие установки в прошлом получили меньшее распространение, чем в Европе, т.к. эти страны располагали большими запасами экономических гидроэнергоресурсов. Однако за последние годы в США и Канаде также повысился интерес к ГАЭС. Также большой интерес в мире в последнее время представляет использование энергии морских приливов для получения электроэнергии, это перспективное направление в гидроэнергетике, т.к. энергия морских приливов возобновляема и практически неисчерпаема - это огромный источник энергии. Во многих странах уже действуют приливные электростанции (ПЭС). Дальше всех в этом направлении пока продвинулась Франция.

2. Экологический аспект в использовании гидроэнергоресурсов

При использовании гидроэнергоресурсов очень важен экологический аспект. Строительство ГЭС во многих случаях сопровождается сооружением водохранилищ, которые подчас оказывают негативное влияние на экологическую обстановку, вносят ряд изменений в природу. Гидроэнергетика будущего должна при минимальном негативном воздействии на природную среду максимально удовлетворять потребности людей в электроэнергии. Поэтому проблемами сохранения природной и социальной среды при гидротехническом строительстве уделяется сегодня все большее внимание. В современных условиях особенно важен верный прогноз последствий подобного строительства. Результатом прогноза должны стать рекомендации по смягчению и преодолению неблагоприятных экологических ситуаций при строительстве ГЭС, сравнительная оценка экологической эффективности созданных или проектируемых гидроузлов. Таким образом, можно говорить о целесообразности образования новой, более узкой и сложной категории гидроэнергетических ресурсов - экологически эффективной части, дифференцированной по степени экологической нагрузки, вызванной использованием определенной доли гидроэнергопотенциала. К сожалению, на настоящий момент разработка методов определения экологического энергопотенциала практически не ведется, но очевидно, что развитие гидроэнергетики без детальных экологических экспертиз гидроэнергетических проектов способно подорвать и без того хрупкое экологическое равновесие в мире.

Список литературы

1. Авакян А.Б. "Комплексное использование и охрана водных ресурсов", М: 1990.

2. Бабурин В.Н. "Гидроэнергетика и комплексное использование водных ресурсов", М: Наука, 1986.

3. Большая Советская Энциклопедия, М: Сов. Энциклопедия, 1971. - том 6.

4. Гидроэнергетические ресурсы СССР, М: Наука, 1967.Краткая географическая энциклопедия, М: Сов. Энциклопедия, 1959. - том 2.

5. Обрезков В.И. "Гидроэнергетика", учебник для ВУЗов, М: 1989.

6. Топливно-энергетические ресурсы капиталистических и развивающихся стран, М: Наука, 1978.

7. Энергетик, М: 1993, ј5.

8. Энергия, М: 1994, ј4.

9. Энергия, М: 1995, ј2.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Оценка снегонакопления в бассейне реки Хемчик. Гидроэнергетические ресурсы Кемеровской области. Некоторые особенности динамики пойменных ландшафтов таежной зоны Западной Сибири. Районирование акваторий пресноводных водоемов по состоянию их экосистемы.

учебное пособие , добавлен 22.09.2015

Понятие объектов экологического права. Окружающая среда, понятие и сущность, природные ресурсы, объекты эколого-правового регулирования. Субъекты экологического права. Применение норм об ответственности за нарушения экологического законодательства.

реферат , добавлен 01.08.2010

Принципы правовой охраны окружающей природной среды. Законодательство, роль судебной и арбитражной практики в регулировании экологических отношений. Понятие экологического правоотношения и его виды. Объекты и субъекты собственности на природные ресурсы.

шпаргалка , добавлен 15.01.2010

Экологический аудит как инструмент для систематической проверки внутрифирменного экологического потенциала и потенциального экологического риска, его функции и методы реализации, цели и разновидности. Результаты экологического аудита и их применение.

реферат , добавлен 09.11.2010

История формирования экологического права в России. Источники и принципы экологического права. Право собственности на природные ресурсы. Экономический механизм охраны окружающей среды. Юридическая ответственность за экологические правонарушения.

контрольная работа , добавлен 28.11.2009

Общее понятие источников экологического права. Классификация источников экологического права. Основные источники экологического права. Российское законодательство как источник экологического права. Проблемы развития законодательства.

курсовая работа , добавлен 21.09.2007

Сущность, объект, предмет, основные меры и средства рационального природопользования. Классификация и характеристика природных ресурсов. Принципы экологического нормирования. Состав показателей и нормативы качества окружающей среды и пределы их изменений.

презентация , добавлен 08.02.2014

Главные цели экологического аудирования видов деятельности, связанных с использованием водных ресурсов. Экологические последствия деятельности предприятия, оценка их воздействия на водные ресурсы. Обеспечение экологической безопасности производства.

доклад , добавлен 20.12.2010

Природные ресурсы и их классификация: космические ресурсы, климатические ресурсы, водные ресурсы. Энергетические ресурсы: возобновимые и невозобновимые. Общие инженерные принципы природопользования. Очистка газов от пыли: принципы, методы и схемы.

реферат , добавлен 25.10.2007

Оценка экологического состояния среды в Томской области: атмосферного воздуха, земельных, водных, лесных ресурсов, радиационной обстановки, животного мира. Математические модели и методы анализа экологических рисков аварий на магистральных трубопроводах.

Вам могут быть интересны следующие материалы

Значение слова меценат в кратком словаре мифологии и древностей

Индийская философия Ведическая философия древней индии

Электросчетчики

Электрооборудование

Автоматы и УЗО

Светильники

Источники света

Провода и кабели