Как работает гидроэлектростанция: Гидроэлектростанции принцип работы

Как работает самая мощная в Беларуси гидроэлектростанция


А что нам надо? Да только свет в оконце и тепло в доме, то есть бесперебойные поставки электричества. По большей части вырабатывается оно благодаря не­возобновляемым источникам энергии, запасы коих на планете небезграничны. Поэтому рационально и целесообразно использовать те, которые восстанавливаются природным путем за короткий период времени. Например, энергия ветра, солнце, вода. Гидропотенциал нашей страны не слишком велик, несмотря на обилие рек и озер. Тем не менее в Беларуси действует более двух десятков гидроэлектростанций, самая мощная из которых — Витебская, запущенная в промышленную эксплуатацию в 2017 году. Благодаря ей энергосистема страны ежегодно может экономить более 40 тысяч тонн условного топлива. Как работает Витебская ГЭС и кого снабжает электроэнергией — об этом и не только узнала «Р».


Да будет свет!


Самая мощная в стране Витебская ГЭС представляет собой расположенную на реке Западная Двина типичную русловую низконапорную гидроэлектростанцию, включающую в себя бетонную водосбросную и грунтовую насыпную плотины, здание ГЭС, однокамерный однониточный судоходный шлюз, распределительное устройство.  

Течение Западной Двины довольно быстрое, что позволяет ему быть источником энергии. Однако река зависима от дождей. Чтобы увеличить силу напора до той, которая необходима для выработки электроэнергии, создано водохранилище. С высоты от 9 до 12 метров вода из него низвергается на капсулы с гидроагрегатами Витебской ГЭС и в полном соответствии с законом сохранения энергии, проходя по направляющему аппарату и рабочему колесу, отдает им свою силу, которая преобразовывается и аккумулируется. 

Засушливая погода, стоявшая в Беларуси, расстроила не только грибников: уровень воды в водохранилище перед плотиной значительно понижался. 


— Такая ситуация сложилась впервые со времени запуска гид­роэлектростанции, — отмечает Владимир Шарандо, заместитель начальника Витебской ГЭС. — Впрочем, для нас важны дожди не столько в Беларуси, сколько в России, ведь именно на ее территории наполняется русло Западной Двины. Когда река полноводная, станция может работать на всю мощность.


Владимир Шарандо: «Станция таких масштабов впервые построена в Беларуси, все оборудование новое, работает хорошо».


Годовой план выработки — 138 миллионов кВт·ч. И он выполняется. 

На ГЭС установлены четыре горизонтальных капсульных гидроагрегата с диаметром рабочего колеса 3,95 метра, мощностью по 10 МВт. 

— Вода под давлением, достигнутым благодаря перепаду высоты, обтекает капсулу, попадает на направляющий аппарат и раскручивает гидрогенератор, — уточняет подробности Владимир Шарандо. — Каждый из них рассчитан на определенную кубатуру воды. Когда ее много, все генераторы работают на полную мощность. Если с избытком, как бывает, например, в весеннее половодье, приходится производить водосброс — выдать больше номинальной мощности станция все равно не сможет. Предусмотрен и клапан для сброса шуги, ведь ее огромный массив может повредить плотину. Если воды меньше, снижается перепад высоты, а с ним и давление воды. Тогда генераторы вырабатывают меньше энергии. Сейчас работают только два генератора из четырех. Если понадобятся все, то их запустят дистанционно, в работу они включатся меньше чем за минуту. 

Выработанная в результате давления воды энергия поступает на повышающую трансформаторную подстанцию. Пройдя через витки трансформаторной обмотки, каждые полученные 10 кВ увеличиваются до 110 кВ. 


Вся электроэнергия, которую вырабатывает Витебская ГЭС, как и энергия из других источников, в том числе всех ТЭЦ и БелАЭС, отправляется в общую закольцованную систему. Поэтому сказать точно, где она используется, невозможно. Известно, однако, что мощности станции хватает для того, чтобы обеспечить электроэнергией весь Витебский район. Впрочем, даже при рекордно низких уровнях воды регион без электричества не останется.

Для работы ГЭС на реке создан перепад высоты от 9 до 12 метров.

Тандем автоматики и механики


Синеет под осенним солнцем водохранилище, его покой нарушает лишь рыба, которая безмятежно плещется перед плотиной (кстати, довольно крупная). А вот заглядывать вниз с другой стороны плотины как-то боязно — слишком далеко внизу стоит вода. По идее, с высоты в 11 метров она должна низвергаться с оглушительным ревом, однако на плотине тихо: все процессы скрыты на глубине. 

Где хватает шума и вибрации, так это в машинном зале, где на глубине в семь этажей установлены гидроагрегаты — каждый размером с комнату. Трудятся над выработкой энергии ближайшие к нам. Каждую секунду через направляющий аппарат генератора проходит около 70 кубов воды, а когда река полноводна, их количество достигает 123 кубов. Даже смотреть вниз страшновато, а их постоянно обследуют люди. Работа станции, конечно, полностью автоматизирована, показания всех датчиков выводятся на специальный щит. Однако необходимо еще и обслуживание, которое проводится специалистами. Кроме того, автоматика может дать сбой, поэтому работа всех датчиков дублируется механическими средствами измерения, которые регулярно проходят поверку. Очень важна для объекта и система пожарной безопасности, которая обслуживается ежемесячно.  

На Витебской ГЭС с учетом круглосуточной работы трудятся 29 человек, десять из которых — оперативный персонал, а 19 — руководители, специалисты и рабочие. 


— Витебская ГЭС возведена «Китайской национальной корпорацией по электрооборудованию» (CNEEC). Все оборудование и материалы поставлены ей же, — отмечает Владимир Шарандо. — Станция таких масштабов впервые построена в Беларуси, все оборудование новое, работает хорошо.

Работа станции автоматизирована, однако процессы контролируются людьми.


В помещении, где находится щит управления, внимательно следит за показаниями датчиков машинист гидроагрегатов Алексей Киселев. Говорит, в его сегодняшнюю смену, как и в прежние, сбоев не зафиксировано. Если появятся какие-то замечания, направится на осмотр. Впрочем, каждые два часа он и так осматривает всю станцию. К слову, при этом обязательно должна быть включена укрепленная на нагрудном кармане видеокамера. Она бесстрастно зафиксирует все «увиденное», а также проконтролирует работу машиниста с точки зрения охраны труда и соблюдения техники безопасности. О результатах осмотра докладывается начальнику смены гидроэлектростанции. На Витебской ГЭС Алексей работает с самого запуска. Причем персонал сюда набирали на конкурсной основе. 

Почти как на Панамском канале


Еще один объект на территории Витебской ГЭС, который нельзя обойти вниманием, хоть он и не принадлежит энергетикам, — судоходный шлюз. Находится он на балансе РУЭСП «Днепро-Бугский водный путь» и используется для пропуска барж, судов технического обслуживания и прогулочных теп­лоходов. Шлюз, по сути, является лифтом для судов, ведь когда река перегорожена плотиной, то уровень воды перед ней гораздо выше, чем в реке ниже по течению. Чтобы подняться до уровня водохранилища, судно, идущее с низовьев, заходит в шлюз — часть канала, отгороженную двумя гидравлическими водонепроницаемыми воротами — верхними и нижними. Как только судно вошло в шлюз, нижние ворота закрываются, а верхние открываются. Начинается заполнение шлюза, а судно поднимается до необходимого уровня, затем выходит в водохранилище и продолжает путь. Спуск судов, идущих вниз по реке, происходит в обратном порядке. Вся процедура занимает около 30 минут.


С 1 декабря 2016 года, когда станция начала выдавать электроэнергию в сеть, выработано более 770 миллионов кВт⋅ч зеленой электроэнергии.


Инфографика Марины Бондарь

[email protected]

Как и зачем строить ГЭС в Cities: Skylines. Требования и ошибки


6 мая 2021



Cities: Skylines
15653


2

Последнее обновление — 9 февраля 2022

Есть крупная река около города? Постройте ГЭС и генерируйте «зеленую» энергию на радость граждан!

В Сити Скайлайн электроэнергия входит в перечень обязательных услуг. Ведь давно прошли времена каменного века, когда люди ютились под деревьями во время дождя. Встречайте все прелести цивилизованного мира!

Вырабатывать электроэнергию можно разными способами: постройте угольную или нефтяную станцию, чтобы сжигать природное топливо; или используйте солнечную электроэнергию, на пару с ветреной. Чем экологичнее станция, тем дороже обойдется ее добыча. 

Одним из способов получения экологически чистого электричества является строительство ГЭС. Постройте дамбу на быстрой, горной речке и обеспечьте электричеством весь город. Сегодня рассмотрим основы строительства ГЭС и можно ли ее назвать «мастхэвом».

Содержание

  • 1 Зачем строить ГЭС в Cities Skyline?
    • 1.1 Достоинства
      • 1.1.1 Эффективный источник энергии 
      • 1.1.2 Стабильность 
      • 1.1.3 Экологичность 
    • 1.2 Недостатки
      • 1.2.1 Сложность размещения дамбы 
      • 1.2.2 Высокая стоимость строительства
      • 1.2.3 Не для всех карт 
  • 2 Требования
  • 3 Как построить ГЭС в Сити Скайлайн?
    • 3.1 Особенности строительства
      • 3. 1.1 Контроль глубины
      • 3.1.2 Контроль длины
      • 3.1.3 Строительство нескольких ГЭС
  • 4 Ошибки 
    • 4.1 Cities: Skylines гэс не работает

Зачем строить ГЭС в Cities Skyline?

Гидроэлектростанция может стать отличным приобретением для вашего города. Особенно, если через его территорию протекает крупная река. Вы можете убить сразу двух зайцем: построить красивый мост и получать энергию от течения реки. Звучит заманчиво? Давайте пробежимся по  основным достоинствам дамбы.

Достоинства

Эффективный источник энергии 

ГЭС, если ее грамотно расположить, будет вырабатывать огромное количество электроэнергии.


При грамотном расположении, ГЭС способна бить рекорды по эффективности

Стабильность 

Гидроэлектростанция в сити скайлайн можно считать очень стабильным источником энергии. Если провести сравнения с конкурентами, то можно прийти к выводу, что альтернативные источники энергии существенно уступают в эксплуатационных характеристиках.  

Например, солнечная башня нуждается в ультрафиолете. Ночью, в дождливую или туманную погоду эффективность выработки электричества падает. Ветряные установки нуждаются в сильном ветре, перед дождем, скорость ветра снижается, поэтому установки вырабатывают электричество в меньших количествах. ГЭС зависит исключительно от течения реки, поэтому гидроэлектростанцию можно по праву считать очень стабильным источником зеленой энергии.

Экологичность 

ГЭС — настоящий друг природы. Дамба абсолютно не вредит окружающей среде. Принцип работы можно сравнить с водопадом. Вода стекает с большой высоты на лопасти турбины, под действием водяного напора лопасти вращаются и вырабатывается электроэнергия. Никаких вредных отходов, паров и выбросов. Все чистенько, экологично и безвредно. Как сказали бы на телевидении: Без ГМО!


ГЭС безвредна для окружающей среды и ваших граждан

Однако, ГЭС не идеальна. У нее имеется ряд недостатков, которые обязательно нужно знать и понимать перед строительством.  

Недостатки

Сложность размещения дамбы 

К сожалению, эффективность ГЭС напрямую зависит от того, как вы ее разместите. Позже, мы расскажем все особенности строительства дамбы. Если разместить ГЭС не правильно, то она будет затапливать ваш город и не приносить энергию совсем.

Высокая стоимость строительства

Пускай гидроэлектростанция не является самым дорогостоящим источником электричества, но вам придется выложить кругленькую сумму, чтобы обуздать водную стихию. 

Итоговая стоимость зависит от протяженности вашей дамбы. В среднем рассчитывайте на сумму в 100 тыс. ячеек для ГЭС средней длинны. Обслуживание станции фиксировано и не зависит от протяженности плотины. Каждую неделю, вам придется отдавать по 3200 ячеек на содержание станции.


Для строительства ГЭС требуется большое количество ячеек

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что ГЭС — игрушка для богатых городов! 

Не для всех карт 

Для строительства плотины нужна река. Не все игровые карты в Сити Скайлайн имеют открытые водные объекты. Поэтому, если вы горите непреодолимым желанием построить дамбу — то выбирайте нужную карту. Вы можете ознакомиться с нашим гайдом по игровым картам в Cities Skyline. С ним, вы узнаете на что стоит обратить внимание в начале игры.


Для строительства ГЭС нужна река или водоем

Гидроэлектростанция в Cities Skyline — это один из способов получения экологически чистой электроэнергии. Перед строительством плотины нужно четко понимать:

  1. плотина — это дорогое удовольствие;

  2. эффективность ГЭС напрямую зависит от грамотного расположения;

  3. важно иметь реку.

Если в вашем городе имеется все необходимое, то давайте приступать к строительству!

Требования

В Cities Skylines гидроэлектростанция доступна для строительства при достижении этапа «Большой город» (достигнуть численности населения 10000 жителей).


Для строительства ГЭС вам необходимо достигнуть определенного этапа

Вторым требованием является наличие реки. Она должна быть достаточно широкой и глубоководной, иначе смысл строить плотину отсутствует. 

Как построить ГЭС в Сити Скайлайн?

Если вы выполнили все вышеописанные требования, накопили более 400-сот тысяч ячеек, то можно приступать к строительству плотины. В этом непростом деле, нам поможет инструмент «Карта высот». Он включается автоматически, при строительстве гидроэлектростанции. Найти ее можно: на панели «Строительства», кликните на иконку «Энергетика». Затем немного пролистайте и кликните на «Гидроэлектростанция».


Гидроэлектростанция находится в разделе «Энергетика»

Процесс строительства ГЭС напоминает прокладывание автомагистрали или моста. Вам нужно проложить дамбу от одного до другого берега. Старайтесь избегать неровных участков. Если вы сделали все правильно, то внутренний движок очертит силуэт будущей постройки зеленым цветом. Кроме того, вам будет предоставлена информация о стоимости строительства и прогнозируемой эффективности постройки.


Постройте ГЭС таким образом: чтобы дамба перекрывала реку с левого до правого берега полностью

В большинстве ситуаций строительство происходит без происшествий, но иногда, можно непроизвольно допустить некоторые ошибки.  

Особенности строительства

Гидроэлектростанция — это не просто дорогой мост через реку. Чтобы дамба приносила пользу не только логистике, вам необходимо учесть некоторые особенности. 

Контроль глубины

Чем глубже водоем — тем больше будет вырабатываться электричества. Старайтесь искать самые глубокие участки на вашей реке. Если дно будет неглубокое, то ГЭС не сможет работать достаточно эффективно. Определить глубину водоема можно при помощи фильтра «Высоты ландшафта». Для этого: в левом верхнем углу, кликните на кнопку «Информационные обзоры». Затем нажмите на иконку «Высоты ландшафта». 

Инструмент позволит вам проконтролировать глубину. Старайтесь строить плотину с глубиной дна — минимум 3 риски. 

Контроль длины

Кроме глубины, существует необходимость контролировать длину дамбы. Чтобы не ошибиться, воспользуйтесь инструментом «Высоты ландшафта». В спокойном состоянии, река течет по своему руслу. Выберите подходящее место, затем обратите внимание на уровень воды. Он будет течь вдоль риски высоты (см. скриншот).


ГЭС нужно строить над поверхностью воды. Идеальной высотой станет 2 риски от уровня воды

Ваша задача, построить ГЭС на две риски выше. Таким образом, ваша плотина не будет затапливаться и потока воды хватит, чтобы вращать турбину. Вот пример, строительства хорошей гидроэлектростанции:


Высота в две риски над уровнем воды позволит вам построить практически идеальную плотину

Сразу после строительства, уровень воды немного подкорректируется. Плотину будет затапливать и она не сможет работать. Не пугайтесь! Нужно просто немного подождать. Физика воды в Cities Skyline — это очень противоречивая штука. Потребуется время, чтобы река «успокоилась». 

Спустя некоторое время ГЭС начнет свою эффективную работу. Вот таких результатов получилось добиться у нас. 2 риски позволяют создать искомый уровень воды, не переполняя реку.


Гидроэлектростанция работает исправно

Строительство нескольких ГЭС

От этой идеи лучше сразу отказаться, особенно, если вы хотите построить несколько плотин на одной реке. Дело в том, что работу гидроэлектростанции можно сравнить с мясорубкой. С одной стороны она всасывает воду, перерабатывает ее, получая электричество и выбрасывает обратно в реку. Таким образом, водоем раскачивается. Появляются небольшие волны, исходное течение реки нарушается. Если на одной реке у вас стоят 2 ГЭС, то они будут работать неэффективно. Будут наблюдаться постоянные скачки в выработке электроэнергии или при более печальном сценарии, одна из ГЭС будет стабильно затапливаться.


две и более гидроэлектростанции на одной реке будут работать нестабильно

Другое дело, если у вас речная карта и большое количество рек. В таком случае можно построить несколько плотин. Старайтесь строить их в разных водоемах, которые не соединены друг с другом. 

Обязательно придерживайтесь вышеперечисленных рекомендаций. Тогда ваши гидроэлектростанции будут работать стабильно, без перебоев!

Ошибки 

Механика строительства и эксплуатации гидроэлектростанций в Сити Скайлайн немного поломана. Из-за неоднозначного поведения воды, даже грамотно построенная станция — может работать удовлетворительно. Давайте разберем несколько наиболее популярных ошибок.

Cities: Skylines гэс не работает

Построили плотину, а она не работает? Сотни тысяч ячеек в топку? Почему не работает гэс в cities skylines? Причин, этому может быть несколько:

  1. малая глубина водоема;

  2. маленькая высота дамбы;

  3. недостаточная скорость течения;

  4. перебои с поступлением новой воды.

Внимательно изучите основные причины. Осмотрите водоем, вдруг с ним что-то случилось. Если гидроэлектростанция не работает длительное время, то попробуйте снести ее и построить новую. Обязательно соблюдайте все наши рекомендации.

Гидроэлектростанция может стать отличным источником получения чистой, зеленой энергии. После прочтения нашей статьи у вас отпадут вопросы: cities skylines гидроэлектростанция не работает, что делать? Ищите подходящее местечко, копите деньги и стройте дамбы.

Используйте дары природы для своей выгоды и на радость горожанам. До скорых встреч!








Прокрутить наверх

Как работает гидроэлектростанция? Краткая история и основы механики

| Рави Джетра

Современная гидроэлектростанция — это удивительное изобретение, основанное на тысячелетней человеческой изобретательности. В этой статье, первой из серии из трех частей, исследуется история этой технологии и основная механика работы гидроэлектростанции.

Люди уже давно используют энергию воды для работы механизмов. По сей день гидроэнергетика остается важным источником электроэнергии во всем мире. Для обеспечения безопасности и эффективности современные гидроэлектростанции полагаются на множество измерительных приборов для контроля уровня, расхода, давления и температуры во всех процессах.

На протяжении тысячелетий вода была основным источником энергии для работы систем помола зерна, орошения полей и обработки древесины. В конце 1800-х годов люди начали использовать гидроэнергию для производства электроэнергии. Первая коммерческая гидроэлектростанция в США была построена на Ниагарском водопаде в 1879 году. Постоянные улучшения сделали гидроэлектростанции более безопасными и эффективными, чем когда-либо.

Плотина «Три ущелья» на реке Янцзы в центрально-восточном Китае является крупнейшей электростанцией в мире.

Сегодня гидроэнергетика является основным и надежным источником электроэнергии. Более того, он чистый и возобновляемый. Поскольку они не зависят от погодных условий (за исключением засухи), гидроэлектростанции могут обеспечивать более надежную работу, чем солнечные или ветряные электростанции. Кроме того, возможность управления потоком позволяет каждому заводу адаптировать свою продукцию в соответствии с требованиями рынка. Неудивительно, что 9 из 10 крупнейших энергетических объектов в мире работают на воде. (Касивадзаки-Карива в Японии, шестая по величине атомная электростанция.)

 

Как работает гидроэлектростанция

Схема плотины гидроэлектростанции

Современная гидроэлектростанция состоит из водохранилища, плотины, водоводов, турбин и генераторов. Резервуар хранит «топливо» и позволяет операторам контролировать количество воды, подаваемой на турбины. Он также служит декантером: большая часть грязи и мусора в воде оседает на его дне и вдали от области забора.

Вода из водохранилища подается к турбинам через водозабор (затворы плотин) и водовод . Система фильтрации на входе дополнительно очищает воду, чтобы гарантировать, что она относительно свободна от взвешенных твердых частиц, которые могут повредить лопасти турбины. Гидравлические системы  — регулятор, тормоза, органы управления воротами и т. д. — работают вместе, открывая и закрывая отверстия, которые позволяют воде течь вниз по течению от резервуара.

Водяное колесо прошлого превратилось в современную турбину . Три основных типа различаются в основном формой и конфигурацией лопастей: турбина Фрэнсиса, турбина Каплана и турбина Пелтона, названные в честь их изобретателей. Независимо от конструкции турбина преобразует кинетическую энергию движущейся или падающей воды в механическую энергию. Турбина через вал соединена с ротором генератора , преобразующего механическую энергию в электрическую. Для наибольшей эффективности турбины изготавливаются индивидуально для каждой гидроэлектростанции.

В то время как концепции гидроэнергетики просты и понятны, операции совсем не такие. Каждая современная гидроэлектростанция опирается на множество сложных систем, которые отслеживают, контролируют и улучшают условия для обеспечения надлежащей работы. Подшипники и системы смазки сводят к минимуму трение и износ движущихся частей. Фильтры улавливают твердые частицы, которые могут стереть лопасти турбины. Мощные гидравлические системы открывают и закрывают затворы водовода. Системы охлаждения держат температуру под контролем, чтобы предотвратить перегрев и возгорание трансформаторов, кабелей, распределительных устройств и других электрических и механических механизмов.

Не пропустите следующую статью: Как контролировать и обслуживать гидроэлектростанцию ​​для достижения оптимальной эффективности.

  • hydropower
  • power generation

Leave a Reply

© 2022 WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG

What is a hydroelectric power plant, and how does it work ?

Поиск

Вопросы и ответы » Энергия

Содержание:Cristina Novo

Гидроэлектроэнергия получается из потенциальной энергии водоема, расположенного на определенной высоте над руслом реки, которая преобразуется в кинетическую энергию и, наконец, в электрическую энергию в самой низкой точке русла реки.

Индекс

  1. Гидроэлектростанция
  2. Части гидроэлектростанции
  3. Типы гидроэлектростанций

Гидроэлектростанция включает в себя комплекс сооружений и электромеханического оборудования, используемых для преобразования потенциальной энергии воды в электрическую энергию, и может работать постоянно. Доступная электрическая энергия пропорциональна скорости потока и перепаду высот.

Гидроэлектростанция состоит из следующих частей:

  • Плотина или водослив : она содержит речную воду, образуя за собой резервуар и таким образом создавая каплю воды, которая используется для производства энергии. Плотины могут быть земляными или бетонными (последнее встречается чаще всего).

  • Водосбросы : Сбрасывают часть собранной воды без прохождения через турбины; вода затем может быть использована для орошения. Они располагаются на основной стене плотины и могут быть вверху или внизу. Большая часть воды уходит в бассейн у подножия плотины, чтобы предотвратить размыв падающей водой.

  • Водозаборники : пропускают собранную воду к турбинам через напорный трубопровод. Водозаборы имеют заслонки для контроля количества воды, поступающей в турбины и сети, для фильтрации любого мусора, такого как стволы, ветки и т. д. ) и служебная зона с контрольно-испытательной комнатой. Он имеет входные и выходные ворота, чтобы обеспечить сухость зоны оборудования в случае ремонта или разборки оборудования.

  • Турбины : они используют энергию воды, которая проходит через них, чтобы вращаться вокруг вала. Существует три основных типа турбин: турбины Пельтона, Фрэнсиса и Каплана (пропеллерного типа).

  • Трансформаторы : электрические устройства для повышения или понижения напряжения в цепи переменного тока при сохранении электрической мощности.

  • Линии электропередач : кабели для передачи вырабатываемой электроэнергии.

Д. Канакараджа. АЙТС. Титупати.

Существует три типа гидроэлектростанций:

  • Русловые электростанции : эти гидроэлектростанции забирают воду из реки в зависимости от доступного расхода воды, который зависит от условий окружающей среды, и запустить его через турбины.

    Как работает гидроэлектростанция: Гидроэлектростанции принцип работы