Автор: Пользователь скрыл имя, 01 Апреля 2013 в 00:59, реферат
Потенціальні гідроенергетичні ресурси України дорівнюють – 44,7 млрд.
кВт∙год. З цієї кількості на технічно можливі для використання гідроресурси
припадає 21,5 млрд. кВт∙год (з них 46 % – на басейн Дніпра, по 20 % – на басейни Дністра і Тиси, 14 % – на всі інші річки країни).
Вироблення електроенергії на ГЕС приводить до економії органічного палива, перш за все нафтового, яке при спалюванні дає велику кількість шкідливих речовин, забруднюючих довкілля. ГЕС не забруднюють атмосферу, як теплові електростанції. Тому доцільне використання енергетичного потенціалу річок в структурі енергетичного балансу країни. Але створення водосховищ ГЕС пов’язано з великим впливом на рельєф, клімат, господарську діяльність людини в районах затоплення.
Вступ
Зростаючі потреби суспільства у водних ресурсах та енергії обумовлюють
необхідність спорудження великих гідротехнічних об’єктів. Гідротехнічне та
енергетичне будівництво пов’язане з реконструкцією існуючих та створенням
нових водоймищ та водотоків. Зараз функціонує і вводиться в експлуатацію велика кількість водосховищ різного розміру та призначення, водоймищ -
охолоджувачів ТЕС та АЕС; споруджена велика мережа водопостачальних каналів та трубопроводів, регулюється стік річок. Регулювання розподілу життєво важливих для людства водних ресурсів завжди було його першочерговим завданням.
Входячи до системи відновлюваних джерел енергії, гідроенергетика займає
лише 6 % у світовому енергобалансі.
Гідроенергетичні ресурси – запаси енергії річкових потоків і водойм, які
лежать вище рівня моря. Загалом гідроенергетичні ресурси становлять близько
60 % всієї енергії поверхневого
стоку. Належать до
ресурсів. Розрізняють такі гідроенергетичні ресурси (ГР): потенціальні, технічно можливі для використання на даному рівні розвитку науки і техніки, а також економічно доцільні для використання.
Потенціальні гідроенергетичні ресурси України дорівнюють – 44,7 млрд.
кВт∙год. З цієї кількості на технічно можливі для використання гідроресурси
припадає 21,5 млрд. кВт∙год (з них 46 % – на басейн Дніпра, по 20 % – на басейни Дністра і Тиси, 14 % – на всі інші річки країни).
Вироблення електроенергії на ГЕС приводить до економії органічного палива, перш за все нафтового, яке при спалюванні дає велику кількість шкідливих речовин, забруднюючих довкілля. ГЕС не забруднюють атмосферу, як теплові електростанції. Тому доцільне використання енергетичного потенціалу річок в структурі енергетичного балансу країни. Але створення водосховищ ГЕС пов’язано з великим впливом на рельєф, клімат, господарську діяльність людини в районах затоплення.
Гідроелектроста́нція (ГЕС) — електростанція, яка за допомогою гідротурбіни перетворює кінетичну енергію води в електроенергію.
ГЕС, будівля якої є частиною греблі, називається русловою (наприклад, Кременчуцька, Київська ГЕС).
Якщо будівля розташована окремо, біля основи греблі на протилежному від водосховища боці, то така ГЕС називається пригреблевою (наприклад, ДніпроГЕС).
ГЕС, до якої вода подається трубами, називається дериваційною (наприклад, Інгурський каскад на Кавказі).
Гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС) з оборотними гідроагрегатами (що працюють як генератори струму або водяні помпи) в години малого споживання електроенергії перекачують воду з водосховища у верхній басейн, а в години пікових навантажень виробляють енергію як звичайні ГЕС (наприклад, Київська ГЕС, Дністровська ГАЕС).
ГЕС з використанням енергії
припливів називають
Принцип роботи ГЕС досить
простий. Ланцюг гідротехнічних споруд
забезпечує необхідний напір води,
що надходить на лопаті гідротурбіни,
яка приводить в дію
Гідроелектричним станції поділяються в залежності від вироблюваної потужності:
Потужність ГЕС безпосередньо
залежить від натиску води, а також
від ККД використовуваного
Гідроелектростанції також діляться в залежності від максимального використання напору води:
Залежно від натиску води, в гідроелектростанціях застосовуються різні види турбін. Для високонапірних — ковшові і радіально-осьові турбіни з металевими спіральними камерами. На середньонапірних ГЕС встановлюються поворотнолопатні і радіально-осьові турбіни, на низьконапірних — поворотнолопастні турбіни в залізобетонних камерах. Принцип роботи всіх видів турбін схожий — вода, що подається під тиском (напір води), надходить на лопаті турбіни, які починають обертатися. Механічна енергія, таким чином, передається на гідрогенератор, який і виробляє електроенергію. Турбіни розрізняються деякими технічними характеристиками, а також камерами — залізними або залізобетонними, і розраховані на різний тиск води.
Гідроелектричним станції також розділяються в залежності від принципу використання природних ресурсів, і відповідно створення концентрації води. Тут можна виділити такі ГЕС:
Руслові і пригреблеві ГЕС. Це найпоширеніші види гідроелектричних станцій. Натиск води в них створюється за допомогою установки мостом, повністю перегородка річку, або що піднімає рівень води в ній на необхідну позначку. Такі гідроелектростанції будують на багатоводних рівнинних річках, а також на гірських річках, у місцях, де русло річки вужче, стиснуте.
Греблеві ГЕС. Будуються при більших напорах води. У цьому випадку річка повністю перегороджуються греблею, а сама будівля ГЕС розташовується за греблею, у нижній її частині. Вода, в цьому випадку, підводиться до турбін через спеціальні напірні тунелі, а не безпосередньо, як у руслових ГЕС.
Дериваційні гідроелектростанції. Такі електростанції будують у тих місцях, де великий ухил річки. Необхідна концентрація води в ГЕС такого типу створюється за допомогою деривації. Вода відводиться з річкового русла через спеціальні водовідведення. Водоводи спрямлени, і їхній ухил значно менший, ніж середній ухил річки. У підсумку вода підводиться безпосередньо до будівлі ГЕС. Дериваційні ГЕС можуть бути різного виду - безнапірні або з напірної деривації. У випадку напірної деривації, прокладається водовід з великим подовжнім ухилом. В іншому випадку на початку деривації на річці створюється вища гребля, і створюється водосховище — така схема ще називається змішаної деривації, тому що використовуються обидва методи створення необхідної концентрації води.
Гідроакумулюючі електростанції. Такі ГАЕС здатні акумулювати вироблювану електроенергію, і пускати її в хід у моменти пікових навантажень. Принцип роботи таких електростанцій наступний: в певні моменти (часи не пікового навантаження), агрегати ГАЕС працюють як насоси, і закачують воду в спеціально обладнані верхні басейни. Коли виникає потреба, вода з них поступає в напірний трубопровід і, відповідно, приводить в дію додаткові турбіни.
2. Особливості функціонування гідроенергетики України
Гідроенергетика України
розпочалась зі спорудження найбільшої
в Європі Дніпровської ГЕС - 560 МВт (1927
р. - початок будівництва, 1932 р. - введена
в експлуатацію). До складу споруди
входили будівлі ГЕС з дев'
Концентрація потужностей в процесі розвитку енергетики призвела до будівництва переважно потужних ГЕС. З ГЕС середньої потужності була споруджена лише Теребле-Рікська (27 МВт, 1955 р.) - надзвичайно цікава ГЕС, де задіяно процедуру перекидання стоку р.Теребля в р.Ріку. Тут використовується різниця наявних природних рівнів рік Теребля і Рікі, складова 200 м в тому місці, де ці ріки зближаються на відстані 3,5 км.
У період з 1955 р. почалось освоєння гідропотенціалу р. Дніпро - спорудження ГЕС Дніпровського каскаду.
Узагальнені енергетичні показники Дніпровських ГЕС наведені в табл. 1. Сьогодні почався важливий процес реконструкції цих ГЕС. Як видно, всі ГЕС, крім Каховської (періодично - полупіковий об'єкт), є піковими електростанціями.
У 1983 р. введена в експлуатацію Дністровська ГЕС. Встановлена потужність Дністровської ГЕС - 702 МВт, середньобагаторічне (проектне) виробництво електроенергії складає 800 млн. кВт*год, розрахунковий напір - 55 м, число годин використання потужності по проекту - 1140 годин, тобто це чисто гостропікова електростанція. Дана електростанція має характер гірської, тому площа затоплення земель під водосховищем складає лише 14,2 тис. га (буферне водосховище - 1,04 тис. га).
ГЕС, в залежності від водності, виробляли в останні роки 14 - 16 % електроенергії в енергооб'єднанні. Собівартість електроенергії на великих ГЕС склала, наприклад, в 1998 р. 0,59 коп./кВт*год. Ясно, що саме ГЕС стримують зростання тарифів. Причому слід мати на увазі, що в структурі собівартості плата за водокористування складає 31 % (одна й та ж вода проходить через всі ГЕС Дніпровського каскаду та оплачується багаторазово), а витрати на заробітну плату у структурі собівартості вкрай малі.
Рівень освоєння гідропотенціалу
великих рік практично
Відомо, що для енергооб'єднань
з відносно малою питомою часткою
в структурі потужностей ГЕС
та переважним розвитком низькоманеврових
пилевугільної блочної
Українське
Київська ГАЕС стала великомаштабною
моделлю для всебічних
Таблиця 1.
Узагальнені енергетичні показники ГЕС Дніпровського каскаду
Гідроелектростанції |
Потужність на 01.06.00, МВт |
Потужністьгідроагрегатів, шт.*МВт |
Вироб-ництво електро-енергії, млн. кВт*год |
Макси-мальний напір,м |
Об'єм водо-cховища, км3 |
Нормаль-ний рівень резервуару, м |
Характер регулювання стоку |
Київська ГЕС |
361,2 |
4x16,3 |
635 |
12,0 |
1,175 |
103,0 |
сезонне обмеження |
Київська ГАЕС |
235,5 |
3x37 |
112 |
73,1 |
0,0037 |
174,6 |
денне |
Канівська ГЕС |
444 |
24x18,5 |
829 |
15,7 |
0,29 |
91,5 |
денне/тижневе |
Канівська ГЕС |
444 |
24x18,5 |
829 |
15,7 |
0,29 |
91,5 |
денне/тижневе |
Кременчуцька ГЕС |
625 |
12x32 |
1506 |
17,0 |
8,97 |
81,0 |
ранкове |
Дніпродзержинська ГЕС |
352 |
8x44 |
1250 |
15,5 |
0,5 |
64,0 |
денне/тижневе |
Дніпровська ГЕС |
1538,2 |
9x72 |
4140 |
38,7 |
0,865 |
54,4 |
денне/тижневе |
Каховська ГЕС |
351 |
6x58,5 |
1420 |
16,5 |
6,78 |
16,0 |
ранкове |
Дністровська ГЕС |
702 |
6x117 |
800 |
53,4 |
2,0 |
121,0 |
ранкове з переходом на тривалий режим |