Všeobecný princíp fungovania vodnej elektrárne pozná snáď každý. Voda, ktorá sa pohybuje z hornej nádrže do spodnej, otáča turbínové koleso. Turbína poháňa generátor, ktorý vlastne vyrába elektrinu. To najzaujímavejšie je však v detailoch.

Mimochodom, na získanie 1 kWh elektrickej energie je potrebné vypustiť 14 ton vody z výšky 27 m.

Na rozdiel napríklad od tepelných staníc, ktoré sú navrhnuté úplne rovnako, je každá vodná elektráreň navrhnutá s vlastnými charakteristikami. To znamená, že neexistuje jeden typ vodnej elektrárne. Líšia sa prietokom a tlakom vody, objemom nádrže a geografickými kritériami oblasti: podnebie, pôda, topografia, blízkosť mora.

Tu je strojovňa, celkom obyčajná, až na to, že okná sú umelé (osvetlené): sieň sa nachádza v hĺbke 76 m vo vnútri skaly.

Ide o turbínu prvej podzemnej vodnej elektrárne v ZSSR, na ktorú sú z povrchu zeme napojené štyri vodné potrubia s priemerom 6 m.

Na odstránenie zariadenia z haly, ak je potrebné ho vymeniť alebo opraviť, bola do skaly vyrezaná šachta:

Vypúšťacie konštrukcie a brány

Nie všetka voda sa dá vždy použiť na výrobu energie: časť vody sa vypúšťa popri vodných elektrárňach. Môže to byť potrebné pri jarných povodniach (ak nie je dlhodobá regulačná nádrž), pri opravách jednotiek, keď je potrebné vypúšťať nečinnú vodu, aby sa rybí poter mohol dostať po prúde a z iných dôvodov. Na vodnej elektrárni Belomorskaja sa nečinný prepad skladá z troch brán.

Otázka redundancie je veľmi dôležitá, pretože ak sa hladina vody v nádrži nezníži včas, bude to mať vážne následky. Na zdvíhanie a spúšťanie brán sú k dispozícii portálové žeriavy a elektrické navijaky.

Keď je brána zdvihnutá, dochádza k nečinnému vypúšťaniu vody pre odber vody Belomorsk, ktorý sa nachádza po prúde.

Keď je brána námraza, používa sa indukčný ohrev: ohrev jednej brány vyžaduje 150 kW.

Na ten istý účel je možné použiť prebublávanie - prepúšťanie vzduchu pozdĺž ventilu z hĺbky pomocou hadíc zo systému stlačeného vzduchu.

Na tlmenie kinetickej energie vody pri vypúšťaní sa používajú rôzne metódy: kolízia tokov, stupne, studne. Napríklad vo vodnej elektrárni Volchov je vodná priekopa s tlmičmi.

O rybách

Aby sa losos vzniesol proti prúdu, aby sa rozmnožil, vodná elektráreň Nizhnetulomskaja má špeciálny priechod pre ryby, ktorý napodobňuje horský potok. Jeho dizajn zahŕňa kamene na dne, cik-cak chodby a miesta na odpočinok rýb.

V období neresu je hydraulický agregát najbližšie k rybiemu rebríku vypnutý, aby jeho hluk nebránil rybám nájsť prúd a plávať správnym smerom.

Bezpečnosť

V dôsledku núdzového prielomu vody môže zostať vodná elektráreň bez elektriny aj pre vlastnú potrebu, preto sú zabezpečené záložné zdroje: batérie, núdzové dieselové generátory.

Ďalšou súčasťou bezpečnostného systému sú prevzdušňovacie potrubia, ktoré sú napríklad v hornej časti vodovodných potrubí VN Kondopozhskaja.

Prevzdušňovacie potrubia sa inštalujú na ochranu vodovodných potrubí, keď sa v nich vytvorí hlboké vákuum, z ktorého môžu prasknúť ich oceľové steny. K tomuto podtlaku dochádza v situácii, keď sa vodovodné potrubie po uzavretí horných ventilov náhle vyprázdni. Sú plnené vzduchom cez prevzdušňovacie potrubie, čo zabraňuje deformácii.

Zvyšky dreveného vodovodného potrubia z 30. rokov 20. storočia.

Pre prípad, že by došlo k prerazeniu vodovodného potrubia, je k dispozícii ochranná stena (v strede rámu).

Múr presmeruje vodný tok tak, že obíde stanicu z ľavej strany a nie cez administratívnu budovu a pôjde po prúde výkopu.

Kontrola a riadenie

Na ďalšej fotografii je turbína, generátor a hriadeľ, ktorý ich spája. Vľavo vidíte schému hydraulickej jednotky, na ktorej sú hydromanometre, ktoré ukazujú tlak v mazacom systéme.

Nižšie sú uvedené hydraulické pohony vodiacej lopatky.

V turbínovej miestnosti môžete sledovať ďalšie parametre: hladiny vody v bazénoch, teplotu vzduchu a vody.

Mnemotechnický diagram

Táto hydraulická jednotka nefunguje. Výkon a rýchlosť otáčania rotora sú nulové, vodiaca lopatka je uzavretá.

Voda sa odoberá zo špirálovej komory turbíny zospodu a dodáva sa do chladičov generátora (chladič je v strede diagramu, je červený, chladiče A a B), ako aj na mazanie horného axiálneho ložiska (VGP) a spodné (LGP) ložiská generátora. Ložiská sú mazané vodou a ohriata voda sa posiela do továrne na ryby. Vpravo - červená olejová nádrž - odkazuje na hydraulický riadiaci systém vodiacej lopatky. Tiež tu môžete vidieť hladiny a prietoky a tlaky všetkých kvapalín.

Vibrácie

Vibrácie sú veľmi nebezpečné: napríklad na stanici Sayano-Shushenskaya bola hydraulická jednotka zničená práve kvôli tomu. Presnejšie, v dôsledku únavového zlyhania montážnych čapov krytu turbíny v dôsledku vibrácií, ktoré vznikali pri prechode hydraulickej jednotky cez rozsah „zakázanej zóny“.

Na centrálnom ovládacom paneli vodnej elektrárne vidíte, kde sa táto „zakázaná zóna“ nachádza.

Hydraulické jednotky G1, G3, G4 fungujú. G2 – zastavené. Výkon generovaný generátormi je zobrazený na čiernom pozadí, 38,1/38/38 MW. Červené pruhy G3 a G4 označujú prevádzku pri plnej kapacite G1 má ešte rezervu. Červená zóna za tyčami je rozsah výkonu, pri ktorom je činnosť hydraulickej jednotky pri štartovaní a zastavení nežiaduca, musí sa rýchlo prejsť.

Pred vstupom do budovy môžete zistiť, ktorý hydraulický agregát nefunguje.

Keď sú protizávažia zdvihnuté, znamená to, že brány na príslušných kanáloch turbíny sú spustené. Vzdialená správa sa aktívne implementuje. Zároveň musí dispečer držať pod kontrolou a brať do úvahy vzájomné ovplyvňovanie vodných elektrární v kaskáde, hodnoty vodných stavov v nádržiach a potreby odberateľov elektriny a vody. Na základe týchto informácií sa výroba elektriny rozdeľuje medzi stanice.


Malé hydraulické turbíny sú na rozdiel od turbín klasických vodných elektrární veľmi špecifické princípom svojej činnosti. Proces prevádzky mikrohydraulickej turbíny je zaujímavý tým, že vlastnosti jej štruktúry môžu poskytnúť konkrétnemu objektu objem vodnej hmoty, ktorá bude prúdiť do častí hydraulickej turbíny (lopatiek), uviesť generátor do pracovného stavu. (generátor zohráva úlohu pri výrobe elektriny).


Proces zvyšovania tlaku vody je zabezpečený vytvorením „derivácie“ - vypúšťania vody vo voľnom toku (za predpokladu, že táto mikro vodná elektráreň je diverzného typu) alebo priehrady (za predpokladu, že ide o mini tepelnú elektráreň tzv. typ priehrady).

Výkon mini vodnej elektrárne

Úroveň výkonu mini vodnej elektrárne priamo závisí od podmienok, v ktorých sa nachádzajú jej hydraulické vlastnosti:

  1. Prietok vody je objem vodných hmôt (l), ktorý prejde turbínou za určitý čas. Na toto obdobie je zvykom trvať 1-2 sekundy.
  2. Tlak vody je vzdialenosť medzi dvoma protiľahlými bodmi vodnej hmoty (jeden je umiestnený hore, druhý dole). Tlak má množstvo charakteristických znakov, od ktorých závisia typy mikro vodných elektrární (vysoký tlak, stredný tlak, nízky tlak)

Osobitosť prevádzky mikrovodnej elektrárne sa posudzuje z hľadiska jej územného umiestnenia. Napríklad tlaková mikro vodná elektráreň funguje tak, že odvádza toky vody cez špeciálny kanál vyrobený z dreva, ktorý je umiestnený pod určitým uhlom sklonu, čo umožňuje rýchlejšie prúdenie vody. Tlak vody v takejto vodnej elektrárni závisí od dĺžky kanála. Ďalej voda prúdi do tlakového potrubia, po ktorom vstupuje do hydraulickej jednotky, ktorá je umiestnená v spodnej časti. Recyklovaná voda je potom tlačená späť k svojmu zdroju extrúziou.

Umiestnenie mini vodnej elektrárne

Je dôležité poznamenať, že poloha hydraulickej turbíny sa môže líšiť v závislosti od typu konštrukcie:

  1. Horizontálna poloha. Táto poloha hydroturbíny vedie k prirodzenému zväčšovaniu veľkosti samotnej mini vodnej elektrárne (pomocou hriadeľa turbíny, čím sa zároveň zväčšuje veľkosť energetického systému pri otáčaní, ako aj zmena mierky turbínovej miestnosti). Je však potrebné poznamenať, že konštrukcia takýchto hydraulických turbín nie je komplikovanejšia ako ostatné, ale naopak ju zjednodušuje.
  2. Vertikálne usporiadanie. Tento typ usporiadania pomáha zmenšiť veľkosť vodnej elektrárne a zlepšuje vyváženie osových vedení a jej kompaktnosť. Toto umiestnenie je zložitejšie na konštrukciu, pretože vytvára potrebu detailného vyváženia osi v rotačnom prvku. Aj v takejto situácii je dôležité dávať väčší pozor na povinnú polohu pracovnej podlahy, keď je v jednej horizontálnej línii, a jej pevnostné charakteristiky, aby boli schopné odolať hmotnosti celej konštrukcie. Vertikálna poloha zvyšuje tlak na os konštrukcie.

Aplikácia mini vodnej elektrárne

Vo všeobecnosti sa malé vodné elektrárne využívajú najmä na ich aplikáciu v odľahlých oblastiach obytných budov. Nemôžu byť vážnymi konkurentmi veľkých elektrární, ale slúžia skôr na zabezpečenie energetických úspor. V poslednej dobe množstvo ľudí využíva vodné elektrárne, solárne batérie a rôzne zariadenia na reguláciu vetra. Turbíny opísané v tomto článku sa môžu čoskoro stať jedným s týmito inovatívnymi zdrojmi energie, čo v konečnom dôsledku povedie k vytvoreniu nových elektrických obvodov a modelov.


Na čo môžu byť tieto štruktúry použité?

  • poskytovať elektrinu súkromnému majetku;
  • pre vzdialené priemyselné oblasti;
  • pre elektrické nabíjacie stanice;
  • na dočasné použitie.

Výhody mini vodných elektrární

Malé vodné elektrárne majú množstvo špeciálnych výhod:

  • sú k dispozícii v dvoch verziách: pripevnené na dno nádrže a tiež so špeciálnymi háčikmi, ktoré umožňujú prácu na povrchu
  • inštalácia môže dosiahnuť výkon 5 kW, pre zvýšenie výkonu a účinnosti vodných elektrární sú turbíny inštalované ako moduly
  • Vodné elektrárne počas výstavby negatívne neovplyvňujú životné prostredie, pretože Na jeho vytvorenie sa používa prírodná voda, ktorá smeruje do určitého prúdu a uvádza lopatky do pohybu.

Turbíny pre mini vodné elektrárne

Teraz si povedzme priamo o hydraulických turbínach pre mini vodné elektrárne a o tom, čo potrebujeme na jej stavbu. Vlastnosti a prevádzkové vlastnosti hydraulickej turbíny:

  1. Teplota vody privádzanej do turbíny musí presiahnuť +4 °C.
  2. Teplota, ktorá by mala byť v module bloku je +15 °C a viac.
  3. Akustický tlak, ktorého zdroj sa nachádza 1 m od hydraulickej turbíny, je 80 dB a nie viac.
  4. Vonkajší povrch hydraulickej turbíny musí byť zahriaty na teplotu nie vyššiu ako +45°C za predpokladu, že teplota vzduchu je okolo +25°C.

Zoberme si príklad dobre vyváženej a fungujúcej hydraulickej turbíny za ideálnych podmienok.

Predpokladajme, že máme prietokovú hydraulickú turbínu, radiálnu, tlakovo poháňanú so stredným tlakom, ktorá zabezpečuje tangenciálny prívod vody k lopatkám, hriadeľ je vodorovný. Tieto typy potrubí sú klasifikované ako „tiché“. Ich zvláštnosťou je prispôsobenie sa prostrediu, miestu inštalácie a rôznym výškovým rozdielom tlaku. Ak sa prietok vody prudko zmení, turbína používa dvojkomorový dizajn vaku, vďaka čomu zariadenie lepšie funguje.

Telo akejkoľvek hydraulickej turbíny je vyrobené z konštrukčnej ocele, je pevné a spoľahlivé. Náklady na materiál a konštrukciu sú výrazne znížené v porovnaní s hydraulickými turbínami pre klasické vodné elektrárne. Najbežnejší materiál používaný na stavbu hydroturbíny znesie rozdiely od 90 do 120 metrov, niektoré časti sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele (plášť, potrubia).

V hydraulických turbínach novej generácie je možné vymeniť generátor a obežné koleso bez výraznej deformácie a zmeny. Stojí za zmienku, že obežné koleso má vlastnosť samočistenia v dôsledku vodných tokov, ktoré počas prevádzky prechádzajú cez oblasť obežného kolesa. Pri návrhu generátora a samotnej hydraulickej turbíny sa prijíma množstvo opatrení na zníženie úrovne kavitácie. Súčasné hydraulické turbíny tento problém na 100 percent nemajú.

Hlavnou časťou hydraulickej turbíny je obežné koleso. Materiálom na výrobu čepelí je často profilová oceľ. Vďaka svojim vlastnostiam môžu lopatky vytvárať axiálnu silu, uľahčujúcu prácu ložísk a samotné obežné kolesá sú v neustálej rovnováhe. Trvanie prevádzky osi obežného kolesa je určené jeho polohou pre dlhšiu prevádzku je inštalovaná na úrovni ložiska.

Vlastnosti hydraulických turbín pre mini vodné elektrárne

  1. Môže byť použitý v čistiacich systémoch na získanie vysoko kvalitnej pitnej vody.
  2. Je možné pripojiť priemyselný generátor.
  3. Zvýšené požiadavky na spoľahlivosť generátora.

Niektoré vlastnosti technického plánu:

  1. Výškový rozdiel: 3 - 200 m
  2. Prietok vody: 0,03 - 13 metrov kubických za sekundu
  3. Výkon: 5 - 3 000 kW
  4. Počet lopatiek umiestnených na axiálnom sektore: 37
  5. Účinnosť: 84% - 87%

Je nepravdepodobné, že sa mini vodné elektrárne stanú hlavným zdrojom energie, ale ich použitie je celkom vhodné ako prostriedok na zníženie zaťaženia hlavnej napájacej siete, najmä v obdobiach špičkovej spotreby.

Princíp činnosti vodnej elektrárne je pomerne jednoduchý. Hydraulické konštrukcie vodnej elektrárne zabezpečujú potrebný prietok vody vstupujúcej do lopatiek hydraulickej turbíny, ktorá vedie ku generátoru, ktorý vyrába elektrinu.


Obr.1. Schéma jedného z typov hydraulických turbín

Potrebný tlak vody vytvára hrádza (v prípade vodnej elektrárne priehradového typu) alebo odklon - prirodzený tok vody (diverzné vodné elektrárne). V niektorých prípadoch sa na získanie požadovaného tlaku vody používa súčasne priehrada aj odklon:

  • priehradové vodné elektrárne (obr. 2). Toto sú najbežnejšie typy veľkých vodných elektrární v Kirgizsku. Tlak vody v nich vzniká inštaláciou hrádze, ktorá úplne zablokuje rieku a zdvihne v nej hladinu vody do potrebnej výšky. Samotná budova vodnej elektrárne sa v tomto prípade nachádza za hrádzou, v jej spodnej časti. Voda sa v tomto prípade privádza do turbín cez špeciálne tlakové tunely.
  • diverzné vodné elektrárne (obr. 3). Takéto elektrárne sú postavené na miestach, kde je svah rieky. Potrebné množstvo vody na vytvorenie tlaku sa odvádza z koryta cez špeciálne drenážne systémy (kanály, ramená, priekopy). Ich sklon je podstatne menší ako priemerný sklon rieky. Výsledkom je, že voda po určitej vzdialenosti vystúpi do požadovanej výšky a zhromažďuje sa v tlakovom bazéne. Odtiaľ sa cez tlakové potrubie dostáva voda do turbíny a v konečnom dôsledku opäť končí v tej istej rieke. V niektorých prípadoch je na začiatku odklonového kanála vytvorená hrádza a malá nádrž.


Ryža. 2. Vodná elektráreň priehradového typu

Ryža. 3. Vodná elektráreň odkláňacieho typu

Všetky energetické zariadenia sú umiestnené priamo v samotnej budove vodnej elektrárne. Podľa účelu má svoje špecifické členenie. Hydrogenerátory sú umiestnené v turbínovej miestnosti a priamo premieňajú vodnú energiu na elektrickú energiu. Nechýba ani elektrická výzbroj, ktorá zahŕňa riadiace a monitorovacie zariadenia pre prevádzku vodných elektrární, trafostanicu, rozvádzače a mnohé ďalšie.

Vodné elektrárne sú rozdelené v závislosti od vyrobenej energie:

  • výkonný - vyrába od 30 MW a viac;
  • malé vodné elektrárne - od 1 MW do 30 MW;
  • mini vodná elektráreň - od 100 kW do 1 MW;
  • mikro vodná elektráreň - od 5 kW do 100 kW;
  • pico vodná elektráreň - do 5 kW.

Výkon vodnej elektrárne závisí od tlaku a prietoku vody, ako aj od účinnosti (koeficientu účinnosti) použitých turbín a generátorov. Vzhľadom na to, že z prirodzených dôvodov sa prietok vody neustále mení, v závislosti od ročného obdobia, ako aj z mnohých iných dôvodov, je zvykom brať cyklický výkon ako vyjadrenie výkonu vodnej elektrárne. Ide napríklad o ročné, mesačné, týždenné alebo denné cykly prevádzky vodnej elektrárne.

V závislosti od prietoku a tlaku vody sa vo vodných elektrárňach používajú rôzne typy turbín. Pre vysokotlakové - korčekové a radiálno-axiálne turbíny s kovovými špirálovými komorami. Na stredotlakových vodných elektrárňach sú inštalované rotačné lopatkové a radiálno-axiálne turbíny, na nízkotlakových vodných elektrárňach sú rotačné lopatkové turbíny inštalované v železobetónových alebo oceľových komorách. Princíp činnosti všetkých typov turbín je rovnaký - voda pod tlakom (tlak vody) vstupuje do lopatiek turbíny, ktoré sa začínajú otáčať. Mechanická energia sa tak prenáša do generátora, ktorý vyrába elektrickú energiu. Turbíny sa líšia v niektorých technických charakteristikách, ako aj komorách - oceľových alebo železobetónových a sú určené pre rôzne tlaky vody.

Vodné elektrárne, v závislosti od ich účelu, môžu zahŕňať aj ďalšie stavby, ako sú plavebné komory, rybie priechody, stavby na prívod vody používané na zavlažovanie a oveľa viac.

Hodnota vodných elektrární spočíva v tom, že na výrobu elektrickej energie využívajú obnoviteľné prírodné zdroje. Vzhľadom na to, že nie je potrebné dodatočné palivo pre vodné elektrárne, sú konečné náklady na vyrobenú elektrinu výrazne nižšie ako pri použití iných typov elektrární.

Vlastnosti vodných elektrární (výhody a nevýhody)

  • (+) náklady na elektrinu vo vodných elektrárňach sú viac ako dvakrát nižšie ako v tepelných elektrárňach.
  • (+) vodné turbíny umožňujú prevádzku vo všetkých režimoch od nuly po maximálny výkon a umožňujú v prípade potreby rýchlo meniť výkon, pričom fungujú ako regulátor výroby elektriny.
  • (+) riečny tok je obnoviteľný zdroj energie
  • (+) výrazne menší vplyv na ovzdušie a ľadovce ako iné typy elektrární.
  • (-) často efektívne vodné elektrárne sú vzdialenejšie od spotrebiteľov a vyžadujú výstavbu drahých vedení na prenos energie (PTL).
  • (-) Nádrže často zaberajú veľké plochy.
  • (-) priehrady často menia charakter rybolovu, pretože blokujú cestu k neresiskám pre migrujúce ryby, ale často podporujú zvýšenie zásob rýb v samotnej nádrži a realizáciu chovu rýb.

Vodná elektráreň

Vodná elektráreň (HPP)- elektráreň využívajúca ako zdroj energie energiu prúdenia vody. Vodné elektrárne sa zvyčajne stavajú na riekach stavbou priehrad a nádrží.

Pre efektívnu výrobu elektriny vo vodnej elektrárni sú potrebné dva hlavné faktory: celoročná zaručená dodávka vody a prípadne veľké svahy kaňonovitého terénu sú priaznivé pre vodné stavby.

Zvláštnosti

Princíp činnosti

Princíp činnosti vodnej elektrárne je pomerne jednoduchý. Reťaz hydraulických štruktúr zabezpečuje potrebný tlak vody prúdiacej k lopatkám hydraulickej turbíny, ktorá poháňa generátory vyrábajúce elektrinu.

Najväčšie vodné elektrárne na svete

názov Moc,
GW		 Priemerná ročná
výkon, miliarda kWh		 Vlastník Geografia
Tri rokliny 22,40 100,00 R. Yangtze, Sandouping, Čína
Itaipu 14,00 100,00 Itaipu Binacional R. Parana, Foz do Iguacu, Brazília / Paraguaj
Guri 10,30 40,00 R. Caroni, Venezuela
Churchill Falls 5,43 35,00 Newfoundland a Labrador Hydro R. Churchill, Kanada
Tucurui 8,30 21,00 Eletrobrás R. Tocantins, Brazília

Vodné elektrárne v Rusku

Od roku 2009 má Rusko 15 vodných elektrární s výkonom nad 1000 MW (v prevádzke, vo výstavbe alebo v zmrazenej výstavbe) a viac ako sto vodných elektrární s menšou kapacitou.

Najväčšie vodné elektrárne v Rusku

názov Moc,
GW		 Priemerná ročná
výkon, miliarda kWh		 Vlastník Geografia
Sayano-Shushenskaya HPP 2,56 (6,40) 23,50 JSC RusHydro R. Jenisej, Sajanogorsk
Vodná elektráreň Krasnojarsk 6,00 20,40 JSC "Krasnojarsk HPP" R. Jenisej, Divnogorsk
Vodná elektráreň Bratsk 4,52 22,60 OJSC Irkutskenergo, RFBR R. Angara, Bratsk
Ust-Ilimskaya HPP 3,84 21,70 OJSC Irkutskenergo, RFBR R. Angara, Usť-Ilimsk
Boguchanskaya HPP 3,00 17,60 JSC "Boguchanskaya HPP", JSC RusHydro R. Angara, Kodinsk
Volzhskaya HPP 2,58 12,30 JSC RusHydro R. Volga, Volžskij
Žigulevskaja HPP 2,32 10,50 JSC RusHydro R. Volga, Žigulevsk
Bureyskaya HPP 2,01 7,10 JSC RusHydro R. Bureya, dedina Talakan
Cheboksary HPP 1,40 (0,8) 3,31 (2,2) JSC RusHydro R. Volga, Novocheboksarsk
HPP Saratov 1,36 5,7 JSC RusHydro R. Volga, Balakovo
Zeyskaya HPP 1,33 4,91 JSC RusHydro R. Zeya, Zeya
Vodná elektráreň Nižnekamsk 1,25 (0,45) 2,67 (1,8) OJSC "Generating Company", OJSC "Tatenergo" R. Kama, Naberezhnye Chelny
Zagorskaya PSPP 1,20 1,95 JSC RusHydro R. Kunya, dedina Bogorodskoje
Votkinskaya HPP 1,02 2,60 JSC RusHydro R. Kama, Čajkovskij
Vodná elektráreň Chirkey 1,00 2,47 JSC RusHydro R. Sulak, obec Dubki

Poznámky:

Ostatné vodné elektrárne v Rusku

Pozadie rozvoja hydraulického inžinierstva v Rusku

V sovietskom období rozvoja energetiky sa kládol dôraz na osobitnú úlohu jednotného národohospodárskeho plánu elektrifikácie krajiny – GOELRO, ktorý bol schválený 22. decembra 1920. Tento deň bol v ZSSR vyhlásený za profesionálny sviatok – Deň energetikov. Kapitola plánu venovaná vodnej energii sa volala „Elektrifikácia a vodná energia“. Naznačila, že vodné elektrárne môžu byť ekonomicky rentabilné, najmä v prípade komplexného využitia: na výrobu elektriny, zlepšenie plavebných podmienok alebo rekultiváciu pôdy. Predpokladalo sa, že v priebehu 10 až 15 rokov bude možné v krajine postaviť vodnú elektráreň s celkovou kapacitou 21 254 tisíc konských síl (asi 15 miliónov kW), a to aj v európskej časti Ruska - s kapacitou 7 394 , v Turkestane - 3 020, na Sibíri - 10 840 tisíc hp Na najbližších 10 rokov sa plánovala výstavba vodnej elektrárne s výkonom 950 tis. kW, následne sa však počítalo s výstavbou desiatich vodných elektrární s celkovým prevádzkovým výkonom prvých etáp 535 tis. kW.

Hoci už rok predtým, v roku 1919, Rada práce a obrany uznala výstavbu vodných elektrární Volchov a Svir za objekty obranného významu. V tom istom roku sa začali prípravy na výstavbu vodnej elektrárne Volchov, prvej z vodných elektrární postavených podľa plánu GOELRO.

Avšak už pred začatím výstavby vodnej elektrárne Volchov malo Rusko bohaté skúsenosti s priemyselnou hydraulickou výstavbou, najmä prostredníctvom súkromných spoločností a koncesií. Informácie o týchto vodných elektrárňach vybudovaných v Rusku za posledné desaťročie 19. storočia a prvých 20 rokov dvadsiateho storočia sú značne roztrieštené, protichodné a vyžadujú si špeciálny historický výskum.

Za najspoľahlivejšie sa považuje, že prvou vodnou elektrárňou v Rusku bola vodná elektráreň Berezovskaya (Zyryanovskaya), ktorá bola postavená v Rudnom Altaji na rieke Berezovka (prítok rieky Bukhtarma) v roku 1892. Bola to štvorturbína s celkovým výkonom 200 kW a mala zabezpečovať elektrickú energiu na odvodňovanie baní z bane Zyryanovsky.

Vodná elektráreň Nygri, ktorá sa objavila v provincii Irkutsk na rieke Nygri (prítok rieky Vacha) v roku 1896, tiež tvrdí, že je prvá. Energetické zariadenie stanice tvorili dve turbíny so spoločným horizontálnym hriadeľom, ktoré roztáčali tri dynamá s výkonom 100 kW. Primárne napätie bolo transformované štyrmi trojfázovými transformátormi prúdu do 10 kV a prenášané cez dve vysokonapäťové vedenia do susedných baní. Boli to prvé vedenia vysokého napätia v Rusku. Jedna línia (dĺžka 9 km) bola položená cez loaches do bane Negadanny, druhá (14 km) - hore údolím Nygri k ústiu prameňa Sukhoi Log, kde v tých rokoch fungovala baňa Ivanovsky. V baniach sa napätie transformovalo na 220 V. Vďaka elektrine z vodnej elektrárne Nygrinskaja boli v baniach inštalované elektrické výťahy. Okrem toho bola elektrifikovaná banská železnica, ktorá slúžila na odvoz hlušiny, ktorá sa stala prvou elektrifikovanou železnicou v Rusku.

Výhody

  • využívanie obnoviteľnej energie.
  • veľmi lacná elektrina.
  • práca nie je sprevádzaná škodlivými emisiami do atmosféry.
  • rýchly (vzhľadom na CHP/CHP) prístup do režimu prevádzkového výkonu po zapnutí stanice.

Nedostatky

  • zaplavovanie ornej pôdy
  • výstavba sa realizuje len tam, kde sú veľké zásoby vodnej energie
  • na horských riekach sú nebezpečné z dôvodu vysokej seizmicity oblastí
  • znížené a neregulované vypúšťanie vody z nádrží počas 10-15 dní (až do ich neprítomnosti) vedie k reštrukturalizácii jedinečných lužných ekosystémov pozdĺž celého koryta, v dôsledku čoho dochádza k znečisteniu riek, redukcii trofických reťazcov, zníženiu počtu rýb, eliminácii bezstavovcové vodné živočíchy, zvýšená agresivita komponentov pakomárov (komárov) v dôsledku podvýživy v larválnych štádiách, zánik hniezdísk mnohých druhov sťahovavých vtákov, nedostatočná vlhkosť lužnej pôdy, negatívna sukcesia rastlín (úbytok fytomasy), zníženie prietoku živín do oceánov.

Veľké nehody a incidenty

Poznámky

pozri tiež

Vodná elektráreň vo Wikislovníku
Vodná elektráreň na Wikimedia Commons

Odkazy

  • Mapa najväčších vodných elektrární v Rusku (GIF, údaje z roku 2003)

Elektráreň, ktorá premieňa vodnú energiu na elektrickú energiu, sa nazýva vodná elektráreň.

Vodné elektrárne sú rozdelené do nasledujúcich typov:

priehrada, odklon, sklad, vlna, príliv

Priehradné elektrárne sú najbežnejším typom na svete.

Hlavné prvky priehradnej elektrárne sú:

1. Priehrada
2. Zásobník
3. Uzatvárací ventil
4. Tlakové potrubie
5. Generátor
6. Turbína
7. Elektrické vedenie

Princíp činnosti takejto elektrárne je nasledujúci: priehrada na rieke vytvára malú nádrž nad úrovňou turbínovej miestnosti. Po otvorení ventilu voda pod vysokým tlakom vstupuje do turbíny a uvádza ju do pohybu. Turbína je napojená na elektrický generátor, ktorý vyrába elektrickú energiu. Elektrina sa prenáša k spotrebiteľom cez elektrické vedenie.


Na fotografii je vodná elektráreň Sayano-Shushenskaya, ktorá sa nachádza na rieke Jenisej v Rusku.

Môžete sa zoznámiť s najväčšími priehradnými vodnými elektrárňami.

Odvodené elektrárne používa sa v prípadoch, keď je veľký pokles rieky.

Hlavné prvky derivačnej elektrárne sú:

1. Štruktúra príjmu vody
2. Vodné potrubie
3. Turbína
4. Generátor
5. Prijímacia hrádza
6. Elektrické vedenie


Na fotografii je schéma vodnej elektrárne Ezminskaya

Princíp činnosti elektrárne je nasledujúci:Časť vodného toku rieky pomocou konštrukcií na odber vody vstupuje do vodovodného potrubia. Prúd vody poháňa turbínu a elektrický generátor.

Na fotografii vodná elektráreň na rieke Baksan v Kabardino-Balkarsku

Existujú vodné elektrárne zmiešaného typu. V tomto prípade je v mieste odberu vody vybudovaná malá priehrada na vytvorenie tlaku vody v potrubí.

Akumulačné elektrárne sa používajú na skladovanie elektrickej energie jej premenou na vodnú energiu. Takéto elektrárne pomáhajú elektrickej sieti vyrovnať sa so špičkovým zaťažením. Okrem toho zabezpečujú neprerušované napájanie spotrebiteľov pri použití veterných turbín a solárnych panelov.

Hlavné prvky akumulačnej elektrárne sú:
1. Prvá nádrž
2. Druhá nádrž
3. Vodné potrubie
4. Turbína
5. Generátor
6. Elektrické vedenie


Zvláštnosťou takýchto elektrární je, že ich hydraulické jednotky sú navrhnuté tak, aby fungovali v režime generátora a čerpadla.

Princíp činnosti prečerpávacej elektrárne je nasledovný: Pri špičkových zaťaženiach sa voda prepúšťa z hornej nádrže do spodnej cez tlakové potrubie. Pohon turbíny a generátora. Pri absencii špičkových zaťažení vodou rovnakým spôsobom čerpané z dolnej nádrže do hornej.

Na snímke nádrž elektrárne Taum Sok v USA

Vlnové vodné elektrárne používa sa na výrobu elektriny z morských vĺn. Existuje veľa návrhov takýchto elektrární, z ktorých hlavné možno nájsť.

Na fotografii je elektráreň typu "Dragon".

Princíp fungovania tejto elektrárne je nasledovný: v dôsledku vĺn voda vstupuje do nádrže umiestnenej nad hladinou mora. Pod vplyvom gravitácie má voda tendenciu klesať späť do oceánu, pričom otáča turbínu generátora.