Кпд гидроэлектростанции: Каков КПД гидроэлектростанции, если каждую минуту с плотины высотой 36м падает вода, объемом 15000 м…

Содержание

Модернизация гидроэлектростанции в России и за рубежом по EPC контракту

Потребность в модернизации гидроэлектростанций в мире растет, поскольку большинство крупных объектов данного типа были построены во второй половине ХХ века.

По некоторым данным, половина гидроэлектростанций в Африке эксплуатируются с устаревшими гидротурбинами, срок службы которых превысил 35 лет.

В России 8 из 10 крупнейших ГЭС были введены в эксплуатацию во времена СССР.

Преимущества гидроэнергетики, в частности, потенциал проточной воды, использовались с древних времен.

Энергия, получаемая из воды с помощью гидроэлектростанций, считается наиболее надежной и рентабельной технологией по сравнению с остальными возобновляемыми источниками энергии.

Гидроэлектростанции экологически чистые, они являются стабильным и безопасным источником производства электроэнергии.

Современные гидроагрегаты очень эффективны с точки зрения эксплуатационных расходов, которые относительно невысоки благодаря достаточной степени автоматизации энергоблоков.

Гидроэлектростанции используют наиболее эффективные технологии производства энергии с высокой эффективностью преобразования и быстрой рекуперацией энергии для поддержания энергосистемы. Однако технологии устаревают, и сегодня у многих компаний появилась потребность в недорогих, но важных улучшениях.

Некоторые из старейших гидроэлектростанций мощностью более 2 ГВт:













Название ГЭС

Годы строительства

Мощность, ГВт

Страна

Дамба Гувера

1936-1993

2,1

США

Гранд-Кули

1942-1991

6,8

США

Жигулевская ГЭС

1955-1957

2,5

Россия

Волжская ГЭС

1958-1961

2,7

Россия

Дамба Вождя Джозефа

1958, 1979

2,6

США

Ниагара-Фоллс

1961

2,6

США

ГЭС Симона Боливара

1961, 1996

3,2

Венесуэла

Братская ГЭС

1961, 1966

4,5

Россия

Клезон-Диксенс

1965, 1998

2,1

Швейцария

Асуанская ГЭС

1967, 1970

2,1

Египет


Во многих случаях модернизация старых электростанций гораздо более целесообразна, чем строительство новых.

Затраты, воздействие на окружающую среду, социальное воздействие и сроки реализации проекта могут оказаться более приемлемыми в этом случае.

Основная цель модернизационных и ремонтных работ — продление срока службы и улучшение эксплуатационных свойств машин, тем самым повышая эксплуатационную готовность и снижая эксплуатационные расходы гидроэлектростанции.

В некоторых случаях целью модернизации является увеличение мощности и производства энергии. Это можно сделать, заменив старое электромеханическое оборудование на новое с более высокими техническими характеристиками.

Помимо повышения безопасности и энергоэффективности, определяющей тенденцией модернизации гидроэлектростанций в России и во всем мире считается использование типовых конструкций гидроэнергетического оборудования. Также желательно использовать стандартизированные детали и узлы при проектировании оборудования, что будет способствовать снижению стоимости проектов и облегчит обслуживание ГЭС.

Среди новых требований к оборудованию эксперты выделяют использование систем автоматического управления для обеспечения стабильной работы даже при больших колебаниях скорости воды и давления.

ESFC с партнерами предлагает проектное финансирование, строительство и модернизацию гидроэлектростанций по ЕРС-контрактам.

Наша команда готова приступить к реализации вашего проекта в любой точке планеты.

Чтобы узнать больше, свяжитесь с нашими специалистами и закажите консультацию.

Последние тенденции в модернизации гидроэлектростанций


ESFC с партнерами всегда работают над усовершенствованием и внедрением новых технологий, систем и оборудования.

Чтобы сделать работу ГЭС надежной и эффективной, активно используется опыт других отраслей промышленности.

В ближайшие годы гидроэнергетику ожидают значительные улучшения, особенно с точки зрения размеров объектов, гидравлической эффективности и защиты окружающей среды.

Улучшение гидротурбинного оборудования


На протяжении последних десятилетий КПД гидроэлектрических турбин постепенно увеличивался, и на современных объектах он достигает 95%.

Эти значения достижимы независимо от того, новые это турбины или модернизация существующих турбин. Вычислительная гидродинамика упростила детальное изучение характеристик потока жидкости и оптимизацию конструкции рабочего колеса турбины.

Постоянное совершенствование гидротурбин преследует следующие цели:

• Увеличение номинальной мощности и повышение эффективности.

• Достижение высокой гибкости работы, соответствующей потребностям рынка.

• Повышенная доступности и снижение затрат на техническое обслуживание (снижение потребности в ремонте из-за повреждений, кавитации и абразивного истирания).

• Улучшение экологических характеристик (увеличение выживаемости популяций рыб, эффективное использование стока рек и поддержание качества воды).

Некоторые нововведения направлены на ограничение воздействия ГЭС на окружающую среду.

Так, в системах аэрации используется вода низкого давления для прохождения через турбины для обеспечения дополнительного воздушного потока. Это увеличивает концентрацию растворенного кислорода в водной среде обитания.

Чтобы исключить риск разливов масла, в турбинах используются обезжиренные ступицы и подшипники с водяной смазкой.

Помимо защиты окружающей среды, это обеспечивает более простое обслуживание и меньшее трение, чем в масляных ступицах.

Движущей силой инноваций является улучшение свойств материалов:

• Улучшение устойчивости к кавитации, коррозии и истиранию.

• Продление срока службы оборудования и снижения частоты повреждений.

• Уменьшение веса крыльчатки и повышение механической эффективности.

• Улучшение обрабатываемости материалов.

Эти факторы приводят к более широкому использованию уже проверенных и совершенно новых материалов, включая покрытия турбин из износостойкой нержавеющей стали, стекловолокна и пластиков с более высокими характеристиками.

Гидрокинетические турбины


В последнее время все большую популярность приобретают гидрокинетические турбины.

В отличие от обычных гидроэлектрических турбин, для которых необходима дамба, гидрокинетические турбины используют свободный поток воды.

Успешные прототипы уже созданы благодаря интенсивным исследованиям и многомиллионным инвестициям в технологии приливной энергии. Большая часть этого подводного оборудования представляет собой гидротурбины с горизонтальным валом, с фиксированным или переменным углом наклона лопастей. Электрогенераторы преимущественно имеют прямой или гидравлический механизм.

По мнению отраслевых экспертов, в следующие десятилетия высокоэффективные гидрокинетические турбины займут некоторые ниши в гидроэнергетике.

Инновации в строительстве


Затраты на строительство ГЭС могут достигать 70% от общей стоимости проекта.

Это повод постоянно искать инновационные методы, технологии и материалы для планирования, инженерного проектирования и строительства.

Например, строительство плотин из укатанного бетона (RCC) с низким содержанием воды занимает значительно меньше времени и требует меньших строительных затрат.

При строительстве трапециевидных стен плотины из сцементированного песка и гравия (CSG) затраты на строительство могут быть снижены примерно на 25%. Еще одним преимуществом этой технологии является то, что широкое основание стены обеспечивает повышенную сейсмостойкость.

Недавние усовершенствования в технологии строительства туннелей также снизили затраты, особенно для малых гидроэлектростанций.

Улучшения в управлении гидроэлектростанциями


Оборудование ГЭС со временем изнашивается и в какой-то момент необратимо повреждается.

Это происходит из-за ухудшения тепловых, электрических или механических свойств изоляционных материалов змеевиков, эрозии и коррозии, что приводит к усталости материалов, используемых для производства компонентов турбины.

Засорение оборудования, водных путей и отстойников приводит к постепенному снижению мощности ГЭС вплоть до ситуации, когда эксплуатационные расходы превышают выручку. Для поддержания нормального технологического режима требуется регулярное обслуживание и замена поврежденных и устаревших комплектующих.

Модернизация гидроэлектростанций также может включать модификации для сокращения воздействия на окружающую среду, такие как установка особых безопасных гидротурбин (так называемые дружественные для рыбы турбины) и введение мер по борьбе с наводнениями или землетрясениями в сейсмически активных районах.

В глобальном масштабе реальная производительность многих существующих гидроэлектростанций значительно ниже номинальной мощности. Чтобы создать условия для достижения максимальной производительности и окупаемости инвестиций в долгосрочной перспективе, необходимо правильно управлять активами.

Управление активами ГЭС направлено на эффективное поддержание или даже улучшение производительности до желаемого уровня с минимальными эксплуатационными расходами на протяжении всего жизненного цикла.

Если оценка показывает, что состояние активов неприемлемо, инвесторам необходимо предпринять наиболее подходящие действия для устранения проблем.

Для этого есть 3 варианта: ремонт и обслуживание, модернизация или реконструкция.

Когда ГЭС достигает возраста 30-40 лет, следует провести исследование на предмет возможной модернизации оборудования и комплектующих.

Развитие технологий позволило резко повысить эффективность турбин на многих существующих гидроэлектростанциях.

Если поток воды и существующая конструкция позволяет, можно рассмотреть вопрос об увеличении мощности гидроэлектростанции. Потребность в таком улучшении определяют несколько факторов, в том числе изменения на рынке электроэнергии.

Использование все большего количества энергии из возобновляемых источников с переменной мощностью повышают требования к управлению гидроэлектростанциями, особенно гидроаккумулирующими установками (ГАЭС).

Замена оборудования (рабочие колеса турбин, обмотки генератора, системы возбуждения, регуляторы турбин, панели управления) может обеспечить более высокую эффективность, надежность и гибкость, а также снизить эксплуатационные расходы.

В целом, потенциал повышения номинальной мощности существующих ГЭС составляет от 10 до 30%.

Модернизация турбин считается экономически оправданной, если она приведет к увеличению КПД на 4-8% и более.

Большинство из 45 000 крупных плотин в мире построены для борьбы с наводнениями, хранения воды, сельскохозяйственного орошения, рыбной ловли или отдыха. Лишь около 25% этих объектов используются для производства электроэнергии. Сочетание рыночных изменений и технических инноваций оправдывает расширение гидроэнергетических мощностей на некоторых существующих плотинах.

ГЭС могут быть построены на других водных сооружениях.

Но в большинстве подобных случаев перепад высот очень мал, а потому инжиниринговые компании должны внедрять инновационные технологии, такие как гидрокинетические турбины.

На сегодняшний день существуют реальные технические возможности для установки гидроэнергетического оборудования в системы водоснабжения и очистные сооружения, которые обычно имеют значительный гидравлический перепад.

Важность модернизации гидротурбин ГЭС


Благодаря развитию технологии турбин, модернизация ГЭС, помимо их адаптации к современным техническим стандартам, принесла реальные экономические выгоды в виде увеличения производства электроэнергии при снижении эксплуатационных расходов.

Это связано, в том числе, с более широким использованием турбин с двойным регулированием, характеризующихся высокой энергоэффективностью в широком диапазоне режимов.

Необходимость стандартизации гидротурбинного оборудования для гидроэлектростанций также упоминается как важный вопрос. Успешного развития в этом направлении можно достичь за счет широкого использования вычислительной гидродинамики, достижений в сфере исследования гидротурбин и применения стандартизированных конструкций.

В числе предпосылок к качественному улучшению отраслевые эксперты указывают уменьшение размеров турбин, использование современных технологий производства и создание условий для заводской установки гидротурбинного оборудования.

Модернизация гидротурбин включает комплекс мероприятий, направленных на продление срока службы и повышение эффективности эксплуатации турбины.

Основными причинами ее выполнения могут быть истечение срока службы, поломка, нарушение нормальной эксплуатации или кавитационный износ.

Истечение срока эксплуатации


Практикующим специалистам известно, что срок эксплуатации гидротурбин не превышает 50 лет при нормальных условиях.

После этого гидротурбина должна быть модернизирована для повышения ее эффективности и профилактики внештатных ситуаций, которые в некоторых случаях могут иметь катастрофические последствия.

Наглядным примером является авария на Саяно-Шушенской ГЭС в 2009 году, которая привела к жертвам, убыткам и экологическим последствиям.

В принципе, износ любых элементов проточной части гидротурбины является поводом для модернизации.

Кавитационный износ гидротурбин


Известно, что современные гидротурбины предназначены для работы в начальной фазе развития кавитационных процессов в проточной части.

Иногда гидротурбины эксплуатируются вне установленных производителем режимов, что приводит к ускоренной кавитационной эрозии металла. Это сокращает, причем иногда весьма значительно, нормальный срок эксплуатации турбин, и потребность в модернизации проточной части становится очевидной.

Особенности модернизации гидротурбин


Независимо от состояния гидротурбины и ее основных характеристик, процесс модернизации чаще всего проходит нижеперечисленные этапы.

1. Анализ конструкции и состояния турбины, который включает следующие работы:

• Ознакомление с имеющейся проектно-конструкторской документацией.

• Измерения геометрических параметров элементов проточной части турбины.

• Подробный анализ информации о режимах работы оборудования.

• Анализ возможностей увеличения скорости потока и мощности турбины.

• Установление фактических значений внешних параметров.

• Экспериментальное определение характеристик турбины.

2. Подготовка подробного отчета с анализом и систематической оценкой технико-экономических аспектов модернизации гидротурбины. Подготовка предложения по необходимым объемам работ (решение принимает собственник).

3. Расчет, проектирование и изготовление элементов для объекта модернизации. При необходимости инженеры выполняют модельные испытания для уточнения параметров.

4. Изготовление модернизированных элементов и установка турбины.

5. Пусконаладочные работы, экспериментальное определение характеристик модернизированной турбины. Контроль работы гидроагрегата под нагрузкой.

Общие проблемы модернизации

При модернизации гидротурбин наиболее часто возникают следующие проблемы:

• Ограничения (особенно в старых конструкциях) геометрической совместимости модернизируемых элементов с существующими частями гидротурбины.

• Обеспечение соответствия кинематических параметров потока на входе в рабочее колесо таковым на выходе из направляющей части (для реактивных турбин).

• Ограниченные возможности изменения соотношения диаметров турбин Пелтона.

• Крайне ограниченные возможности уменьшения зазоров между рабочим колесом и рабочей камерой без модернизации подшипников турбины.

Преимущества периодической модернизации гидротурбин


После модернизации гидроэлектростанций можно ожидать значительного увеличения производства электроэнергии гидроагрегатом и повышения надежности его работы.

Преимущества модернизации гидротурбины следующие:

• Повышение эффективности рабочего процесса.

• Более эффективное управление турбиной и гидроагрегатом.

• Повышенное кавитационное сопротивление проточной части гидротурбины (результат современных методов расчета, а также новых материалов).

• Значительное снижение эксплуатационных расходов гидроэлектростанции.

• Уменьшение зазоров между крыльчаткой и рабочей камерой в турбинах Каплана, помимо уменьшения потерь, приводит к снижению опасности для рыбы.

• Современные технологии минимизируют вероятности загрязнения воды маслами и токсичными веществами (турбины Каплана и диагональные турбины).

• Повышение надежности турбины и гидроагрегата.

• Более эффективная аэрация воды.

Техническое состояние ротора, подшипников и уплотнений имеет первостепенное значение для правильной работы гидроагрегатов.

Многолетний опыт эксплуатации демонстрирует, что повреждение этих компонентов является наиболее частой причиной снижения эффективности и времени доступности ГЭС в энергосети.

По этой причине модернизация отдельных частей гидроэлектростанций должна осуществляться с одновременным проведением диагностики и ремонтных работ, затрагивающих все основные узлы и агрегаты.

Строительство и модернизация гидроэлектростанций по ЕРС-контракту


Роль ЕРС-контрактов в энергетическом секторе растет с каждым годом.

Это объясняется очевидными преимуществами данного типа отношений между заказчиком и подрядчиком в контексте реализации сложных проектов со множеством заинтересованных сторон.

ЕРС (проектирование, закупки и строительство) относится к форме управления проектом и связанного с ним контрактного проектирования, которая является самой распространенной в международном строительстве и особенно в гидроэнергетическом секторе.

Выступая в роли ЕРС-подрядчика, мы с партнерами предоставляем все необходимые услуги в рамках проекта модернизации гидроэлектростанций. Это включает полный инжиниринговый сервис, проектное финансирование, закупку и изготовление всех строительных материалов и деталей, сборку на стройплощадке и ввод в эксплуатацию под ключ.

Согласно ЕРС-контракту, необходимые разрешения (за исключением тех, которые заказчик обязан получить по закону) получает генеральный подрядчик.

Административные расходы для клиента при данном формате реализации проекта минимальные.

Преимущество для заказчика заключается в том, что ему не нужно выделять значительных кадровых и материальных ресурсов для постоянного контроля работ, заключения договоров с многочисленными мелкими субподрядчиками и других процедур. Для реализации проекта заказчику требуется относительно небольшое количество сотрудников.

Стоимость модернизации ГЭС по ЕРС-контракту может быть несколько выше, но для небольших компаний-заказчиков этот «упрощенный» подход несет явные выгоды.

Инжиниринговая компания берет на себя ответственность за реализацию проекта с согласованными техническими параметрами, соблюдая оговоренную в контракте стоимость и сроки ввода в эксплуатацию.

Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами в любое время.

После модернизации КПД турбин усть-каменогорской ГЭС достигает 96,6%

После модернизации КПД турбин усть-каменогорской ГЭС достигает 96,6%
Версия для слабовидящих

Наш адрес:

г. Усть-Каменогорск, ул. Шлюзная, 35

БИН 970940000082
[email protected]

Приёмная

8 (7232) 56-10-56

размер шрифта:

A

A

A

Цвет сайта:

A

A

A

Показывать изображения

Обычная версия

Главная

Медиа-центр

Публикации в СМИ

После модернизации КПД турбин усть-каменогорской ГЭС достигает 96,6%

  • НОВОСТНОЙ ПОРТАЛ КАЗАХСТАНА 13
  • Ссылка на источник

ГЭС достигает 96,6%, модернизация, Усть-Каменогорск, ГЭС». В 2018 году Усть-Каменогорская ГЭС переживает второе рождение – увеличилась мощность станции, что стало возможным благодаря внедрённым проектам по модернизации гидроэлектростанции. Усть-КаменогорскаяГЭС – одна из старейших гидростанций Казахстана, но, несмотря на свой «почтенный» 65-летний возраст, переживает второе рождение. В текущем году станция прошла процедуру по перемаркировке двух гидроагрегатов в связи с увеличением их мощности. Установленная мощность станции выросла с 331,2 МВт до 355,6 МВт. В разрезе суточного производства — это увеличение более чем на 400 000 кВт*ч. В период с 2013 по 2017 годы в соответствии с инвестиционной программой, утверждённой Министерством энергетики, была выполнена модернизация трёх из четырёх гидроагрегатов. Проекты модернизации включали в себя замену гидрогенератора, рабочего колеса гидротурбины, а также повысительных трансформаторов. «Были внедрены современные системы автоматизированного управления гидроагрегатами, стационарного мониторинга, ультразвуковая система контроля расхода воды, проходящей через гидротурбины. Устаревшая система возбуждения2 заменена на современную. Максимальный уровень КПД обновлённых турбин теперь достигает 96,6%, против прежних 90%», — сообщил технический директор Усть-Каменогорской ГЭС, Олег Изотов. В начале августа текущего года выведен в капитальный ремонт гидроагрегат №4. Планируемое время завершения ремонта – апрель 2019 года. Капитальный ремонт гидроагрегата производится в соответствии с требованиями правил технической эксплуатации. Кроме типового объема капитального ремонта, объем настоящего ремонта предусматривает модернизацию системы теплового контроля блока, внедрение ультразвуковой системы измерения расхода воды через гидроагрегат, обследование и расчет остаточного ресурса гидротурбинного оборудования. Также в период проведения капитального ремонта гидроагрегата №4 будет произведена замена силовых трансформаторов собственных нужд и монтаж на трансформаторы системы предотвращения пожаров и взрывов. За последние годы на Усть-Каменогорской ГЭС, в соответствии с реализацией государственной программы, утверждённой Постановлением Правительства для различных групп производителей электроэнергии, был завершён ряд проектов, таких как: замена гидромеханического оборудования (рабочие затворы, сороудерживающие решетки), внедрение системы диагностики за состоянием плотины, строительство здания бытового и инженерно-бытового корпуса, центрального контрольно-пропускного пункта, пожарного депо, восстановление защитного слоя плотины. «Осознавая социальную ответственность перед обществом и сотрудниками станции в частности, руководство станции уделяет большое внимание проектам, направленным на обеспечение безопасности на рабочих местах, охране труда и охране окружающей среды и успешно реализует их, наряду с проектами по модернизации станции, — сообщил исполнительный директор Тлек Айдабулов. — Руководствуясь государственной программой индустриально-инновационного развития, мы вкладываем средства и в развитие человеческого потенциала». За 65-летний период работы станция произвела свыше 96,4 млрд. кВт*час. Самые высокие рекордные показатели по выработке электрической энергии за всю историю ее существования пришлись на 2017 год – тогда было выработано более 1 млрд. 943 млн. кВт*час электрической энергии при среднегодовой выработке в 1,6 млрд.кВт*ч.

Возврат к списку

фактов о гидроэнергетике | Компания Wisconsin Valley Improvement Company

Book Navigation

| Энергия | Окружающая среда | Стоимость | Возобновляемый | Отдых |

Энергия
  • Во всем мире около 20% всей электроэнергии вырабатывается гидроэнергетикой. (1)
  • Гидроэнергетика обеспечивает около 10% электроэнергии в США. (1)

  • Соединенные Штаты являются вторым по величине производителем гидроэнергии в мире. Канада номер один. (1)

К началу страницы

Окружающая среда
  • Гидроэнергетика чистая. Он предотвращает сжигание 22 миллиардов галлонов нефти или 120 миллионов тонн угля ежегодно. (1)
  • Гидроэнергетика не производит парниковых газов или других загрязнителей воздуха. (1)
  • Гидроэнергетика не оставляет отходов. (1)
  • Водохранилища, образованные гидроэнергетическими проектами в Висконсине, расширили водные рекреационные ресурсы и поддерживают разнообразное, здоровое и продуктивное рыболовство. Фактически, коэффициенты вылова промысловой рыбы, такой как судак и малоротый окунь, значительно выше в водохранилищах гидроэлектростанций, чем в естественных озерах. (3)

Начало страницы

Стоимость
  • Гидроэнергетика — самый эффективный способ производства электроэнергии. Современные гидротурбины могут преобразовывать до 90% доступной энергии в электричество. Лучшие электростанции, работающие на ископаемом топливе, имеют КПД всего около 50%. (1)
  • В США гидроэлектроэнергия производится в среднем по цене 0,85 цента за киловатт-час (кВтч). Это примерно 50% стоимости атомной энергии, 40% стоимости ископаемого топлива и 25% стоимости использования природного газа.

  • Последние данные показывают, что в Висконсине гидроэлектроэнергия производится менее чем за один цент за кВтч. Это примерно половина стоимости атомной энергии и одна треть стоимости ископаемого топлива. (2)
  • Гидроэнергетика не испытывает растущих или нестабильных цен на топливо. С 1985 по 1990 год стоимость эксплуатации ГЭС росла меньше, чем темпы инфляции. (1)
  • Только 2400 из 80 000 существующих в стране плотин используются для выработки электроэнергии. Установка турбин на существующих плотинах представляет собой многообещающий и рентабельный источник энергии. Однако за последние 10 лет Министерство энергетики потратило 1,2 миллиарда долларов на исследования и разработки других возобновляемых источников, таких как ветер, солнце и геотермальная энергия, и только 10 миллионов долларов на гидроэнергетику. (1)

К началу страницы

Возобновляемый
  • Гидроэнергетика является ведущим источником возобновляемой энергии. Он обеспечивает более 97% всей электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками. На другие источники, включая солнечную, геотермальную, ветровую и биомассу, приходится менее 3% производства электроэнергии из возобновляемых источников (1)

  • Вода является естественно повторяющимся отечественным продуктом и не зависит от прихотей иностранных поставщиков. (1)

Начало страницы

Отдых
  • Водохранилища, образованные плотинами гидроэлектростанций, предоставляют множество возможностей для отдыха на воде, включая рыбалку, водные виды спорта, катание на лодках и охоту на водоплавающих птиц. (3)
  • Гидрооператоры владеют значительными участками земли вокруг многих водохранилищ, которые открыты для посещения, включая пешие прогулки, охоту, катание на снегоходах и лыжах. (3)
  • Гидрооператоры предоставляют множество возможностей для отдыха на своих гидроэнергетических проектах, включая причалы для лодок, пляжи для купания, туалеты, места для пикников, рыбацкие пирсы, пешеходные и природные тропы, причалы для каноэ и парковки. (3)
  • Водохранилища гидроэлектростанций вносят вклад в местную экономику. Исследование одного среднего гидроэнергетического проекта в Висконсине показало, что рекреационная ценность для жителей и гостей превышает 6,5 миллионов долларов в год. (4)

Начало страницы

Сноски

  • 1. Факты, которые следует знать о гидроэнергетике, Национальная гидроэнергетическая ассоциация, 1996 г.

  • 2. Энергетическая статистика Висконсина, Энергетическое бюро штата Висконсин, Административный департамент, 1994 г.

  • 3. Заключительный отчет о воздействии на окружающую среду – бассейн реки Висконсин, Федеральная комиссия по регулированию энергетики, 1996 г.

  • 4. Исследование рекреационного использования озера Холкомб, Энергетическая компания Северных штатов, 1996 г.

Основы гидроэнергетики | НРЕЛ

Гидроэнергетика — энергия, получаемая из пресной движущейся воды, — старейшая в мире форма возобновляемой энергии.
энергия.

Текстовая версия

Более 2000 лет назад древние греки использовали силу рек и ручьев для вращения
деревянные колеса и дробить зерно, чтобы сделать хлеб. Сегодня мы все еще используем эту силу воды
производить чистую и доступную электроэнергию для всего на заводах (которые перемалывают
гораздо больше зерна, чем греки) в наши печи, которые позволяют нам печь хлеб дома.

Что такое гидроэнергетика?

Люди веками использовали энергию воды. Но мы не начали производить гидроэнергетику — электричество.
из наших рек, ручьев и озер — чуть более 100 лет назад, вскоре после
Томас Эдисон изобрел электроэнергию. Сегодня вместо больших деревянных колес
мы используем пропеллерные устройства, называемые турбинами, которые вращаются, когда вода проходит через них.
их, вырабатывая электроэнергию. Но у гидроэнергетики есть тайная сила: она также может накапливать
огромное количество возобновляемой энергии для использования, когда другие источники иссякают.

В настоящее время гидроэнергетика обеспечивает около 7% электроэнергии в США и около 40% нашей возобновляемой энергии. И почти каждое государство использует его. Самая старая форма возобновляемой энергии, а также одна из самых доступных
и может обеспечить чистый, устойчивый и надежный способ питания нашей жизни на протяжении веков.
приходить.

В прошлом мы часто создавали гидроэлектростанции с большими плотинами, но сегодняшние сооружения
обычно намного меньше, что означает, что они могут лучше защитить рыбу и другие критически важные
диких животных и растений, которые зависят от этих вод, чтобы выжить. Фото Марка Кенига, Unsplash

Как работает гидроэнергетика?

Большинство гидроэнергетических объектов страны были построены в озерах, ручьях и реках несколько десятилетий назад. Они часто использовали большие плотины, которые блокировали поток воды, создавая бассейн с водой.
над структурой. Одна или несколько труб дают этой собранной воде путь для стекания вниз по склону.
И когда вода течет по этим трубам, она вращает турбину, которая запускает генератор.
который посылает чистое электричество в ваш дом.

Сегодня большинство недавно построенных гидроэлектростанций намного меньше и используют новые методы для лучшей защиты дикой природы и растений.
которые полагаются на естественные водные пути. Рыба, например, должна мигрировать вверх по течению.
кормить и спариваться. Чтобы помочь им передвигаться по нашим плотинам, мы строим рыбоходы.
они могут перелезть через вершину и плыть дальше. Или вообще не преграждаем им путь; немного
новые гидроэнергетические сооружения отводят часть реки или ручья в отдельное русло. Таким образом, река и ее экосистема могут беспрепятственно течь, пока мы генерируем
отключить питание в сторону.

Некоторые гидроэлектростанции не просто вырабатывают энергию; они хранят его в самом большом
«батарейки» на Земле. Так называемые гидроаккумулирующие гидроэлектростанции, также известные как водяные батареи, могут
хранить огромное количество возобновляемой энергии в течение нескольких месяцев. Это хранилище очень важно.
Солнечная энергия и энергия ветра производят электричество только тогда, когда светит солнце и дует ветер.
удар, но водяные батареи могут хранить избыточную энергию, которую можно использовать ночью или во время
нежные бризы. В Соединенных Штатах они могут хранить до 553 гигаватт-часов энергии. Это может привести в действие видеоигры всей страны примерно на неделю.

Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции могут быть открытого (слева) или замкнутого цикла (справа). Потому что
ГАЭС замкнутого цикла не соединяется с естественными водными путями, это
новые технологии могут помочь защитить местное качество воды и экосистемы. Иллюстрация NREL

Что делает гидроэнергетику такой замечательной?

Гидроэнергия стоит меньше, чем большинство других источников энергии, что делает ее доступным источником
возобновляемой энергии. За исключением периодов крайней засухи, мы можем рассчитывать на воду
течь днем ​​и ночью и круглый год. И эта согласованность имеет решающее значение, если мы хотим
полагаться исключительно на чистые источники энергии, такие как солнечная энергия и энергия ветра, которые
может прийти и уйти.

Новые гидроэнергетические технологии также продолжают совершенствоваться. Они облегчают строительство
новые объекты без особого нарушения местной окружающей среды. И они помогают
снизить затраты на строительство, что может сделать гидроэнергетику еще более доступной, потенциально
снижение счетов за электроэнергию по всей стране.

Гидроэлектростанции также могут контролировать, сколько воды проходит через их турбины
и, следовательно, сколько энергии они производят и когда. Таким образом, гидроэнергетика может заполнить
энергетические разрывы, чтобы сообщества всегда получали необходимую им электроэнергию или восстанавливали ее. Когда
ледяные бури, лесные пожары или даже хакеры мешают электрической сети освещать наши
жизней, гидроэнергетика может помочь. Почти в половине случаев отключения электроэнергии вода
свет снова включен. Потеря электричества во время жары или в больнице не просто доставляет неудобства;
это может быть опасно. Гидроэнергетика может спасти жизнь.

Что еще может сделать гидроэнергетика?

Вода, содержащаяся в гидроэнергетических сооружениях, может использоваться для полива сельскохозяйственных культур, тушения лесных пожаров,
или обеспечить чистой питьевой водой местные сообщества.

В некоторых районах, таких как более засушливые западные штаты, потепление климата, вероятно,
вызвать новые засухи, которые могут угрожать водоснабжению. Поскольку гидроэнергетические сооружения
могут поглощать и хранить дополнительную воду, они могут помочь сообществам управлять своими запасами.
С другой стороны, на северо-востоке изменение климата, вероятно, вызовет больше наводнений.
В этом тоже может помочь гидроэнергетика. Его водохранилища могут улавливать опасные стоки,
предотвращение попадания этих вод в города и поселки, где они могут угрожать имуществу
и живет.

Текстовая версия

Взгляните на Renewable Energy Discovery Island, интерактивную образовательную 3D-анимацию от NREL и Министерства энергетики США.
виртуального острова, работающего на возобновляемых источниках энергии, который — с помощью следующего поколения
ученых в области гидроэнергетики — вскоре может стать реальностью.


Дополнительные ресурсы

Дополнительные сведения о гидроэнергетике см. в следующих ресурсах.

Исследование гидроэнергетики NREL — новости и обновления об исследованиях и инновациях NREL в области гидроэнергетики.

Анализ процесса лицензирования и федеральной авторизации гидроэнергетики , Технический отчет NREL (2021 г.)

Информационный бюллетень по гидроэнергетике, Управление гидроэнергетических технологий Министерства энергетики США (2021 г.)

Основы гидроэнергетики
Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США

Как работает гидроэнергетика
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

Истории о гидроэнергетике

В 1970-е гидроэнергетика была золотом.

Кпд гидроэлектростанции: Каков КПД гидроэлектростанции, если каждую минуту с плотины высотой 36м падает вода, объемом 15000 м…