Гидроэнергетика

Крупнейшая по выработке российская электростанция – Братская ГРЭС

2 000 295 Млрд. КВт/ч в год, экономически оправдано 852 млрд.

В 2007 году Российскими ГРЭС выработано почти 18% всей энергии страны.

Большинство ГРЭС находятся на Северном Кавказе. Перспективно освоение сибирского потенциала. В Приволжье – достройка Гидропорожской ГЭС. Строительство Ленинградской, Загорской ГАЭС.

Устройство ГЭС (см. на телефоне)

Себестоимость энергии на ГЭС – самая низкая. Для эффективной работы ГЭС необходимо 2 основных факторов:

Гарантированная обеспеченность водой круглый год

Возможно большие уклоны реки, для того чтобы производительность потока была выше

Преимущества:

Генераторы ГЭС можно быстро включать и выключать – быстрое управление в зависимости от потребления электроэнергии

Течение реки – возобновляемый источник энергии

Экологическая чистота (при строительстве ГЭС происходит затопление площади – создание водохранилищ)

Недостатки:

Большие капитальные вложения

Резкое изменение механизмов природы

Различают 3 типа ГЭС в зависимости от мощности:

Мощные 25 МВт и выше

Средние 5-25 МВт

Малые до 5 МВт

Мощность ГЭС напрямую зависит от напора воды.

Различают циклы работы ГЭС: годичный, месячный, недельный и суточный

ГЭС делятся на типы от высоты плотины:

Высоконапорные высота плотины более 60 м. (ковшёвые и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами)

Средненапорные 25-60 м.

Малонапорные 3-25 м. (поворотно-лопастные турбины в железобетонных камерах)

В зависимости от этого типа выбираются турбины.

Ещё ГЭС различают на русловые и преплотинные, в зависимости от месторасположения.

Русловые и приплотинные ГЭС.

Река преграждается полностью или частично.

Саян – Шушенское ГЭС– трагедия – самый главный недостаток

4) Гидроаккумулирующие (ГАЭС)

Вторые очереди уже существующих ГЭС. Агрегаты этой электростанции работают на закачку воды в резервные хранилища. И в момент пиковых нагрузок вода из этих хранилищ поступает в зал.

Ценность гидроэлектростанции – возобновляемые ресурсы, но затопление больших площадей.

1) Китай – 585 трлн. Вт часов – самое большое потребление гидроэнергии, там же крупнейшая ГЭС.

2) Канада 369 тВт/ч

3) Бразилия 364 тВт/ч (река Амазонка)

4) США 251 тВт/ч

5) Россия 167 тВт/ч

Теплоэлектростанции

Химическая энергия топлива путем сгорания в электрическую, путем перехода тепловой энергии пара в генератор и затем в электричество.

Есть паровой котел, в котором сгорает топливо. В паровом котле – змеевики, в котором вода превращается в пар, далее в паровую турбину, вращает лопасти, которые подсоединены к генератору, который вырабатывает электричество.

Различают несколько

1) Котлотурбинные (паровой котел + турбина), работает на любом виде топлива. Подразделяются на конденсационные (ГРЭС) теплоэнергостанции, пар, который является рабочим агентом не доставляется затем для коммунальных услуг.

ТЭЦ – теплоэлектроцентрали – вторичная энергия отработанного пара идет на коммунальные ресурсы для отопления и т.д.

Еще один тип с парогазотурбинной установкой (ПГТУ). Если КПД теплоэлектростанции составляет порядка 40%.

КПД теплоэлектростанции с паротурбинной установкой повышается до 45%.

Газотурбинные электростанции – в отличие от паровых турбин – содержит турбины, работающие на газу. КПД – 60-70%.

Мощность от 10 до 100 мВт. (Иваново – самый крупный).

Прорыв – в Москве в аэрокосмическом институте была придумана технология вырабатывания лопаток из кристаллов, что позволило создавать такие газотурбинные установки = КПД 70-80%!!! Эти электростанции очень компактны.

Перспективное развитие энергетики в нашей стране!

Самый главный недостаток ТЭС – отрицательное влияние на окружающую среду. (Рефтенская ГРЭС – самая опасная свердловской области на 2011 год). Низкое КПД.

Ожидаемые и осуществляемые в энергетике инновационные проекты.

Разработка проектирования котлов. Создание тепловых электростанций на твердом топливе с 0выми выбросами парниковых и прочих газов, дальнейшее развитие тепловых электростанций, торфа в качестве топлива.

Мини ТЭЦ.

В области малой энергетики.

Развитие и внедрение децентрализованной малой энергетики на базе новейших технологий комбинированного производства электроэнергии и тепла (батареи топливных элементов и многофункциональных энергетических комплексов).

Развитие водородной энергетики.

Развитие технологий термоядерного синтеза.

Разработка и внедрение реакторов на быстрых нейтронах.

Создание фотоэлектрических преобразователей, создание солнечного синтеза, фотоэлементы.

Создание геотермальных электростанций на низкокипящих рабочих телах. Развитие малых ГЭС.

Развитие волновых, ветровых энергоустановок.

Новые виды топлива, биодизель, синтез газа, этиловый спирт.