Реферат: Малая гидроэнергетика России

Министерство науки и высшего образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Сибирский государственный индустриальный университет

Кафедра ЭэиПЭ

Реферат

по дисциплине: Общая энергетика

на тему:

Малая гидроэнергетика России

Новокузнецк 2019 г.

Оглавление

Введение

1. Текущее состояние малой гидроэнергетики России

2. Мини- и микро ГЭС

2.1 Конструкция мини- и микро ГЭС

2.2 Действующие мини- и микро ГЭС в России

3. О вопросах малой гидроэнергетики и мини-ГЭС в мире

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Одним из наиболее освоенных возобновляемых источников энергии принято считать малую гидроэнергетику, в которой используется большой гидроэнергетический потенциал рек и притоков. Во многих случаях малая гидроэнергетика позволяет обеспечить локальное электроснабжение отдаленных районов или населенных пунктов, особенно в слаборазвитых и развивающихся странах с ограниченной системой централизованного электроснабжения.

Одним из достоинств малых ГЭС можно считать относительно небольшой объем инвестиций и короткий срок строительства, что позволяет ускорить получение прибыли, а также обеспечить минимальное воздействие на окружающую среду, надежность электроснабжения и близость к потребителю.

Постоянный рост тарифов на электрическую энергию, постепенный спад строительства крупных энергообъектов, а также постоянное повышение цен на органическое топливо обуславливают возобновление интереса к малой энергетике. Особенно актуальной эта проблема является для удаленных населенных пунктов на севере и северо-востоке страны.

Затраты на доставку топлива в эти районы приводят к увеличению в разы себестоимости электроэнергии на ДЭС.

Поэтому малая гидроэнергетика для изолированных районов, недоступных для подачи электроэнергии в них по ЛЭП, рассматривается как альтернативный источник энергии, способный если не полностью снять, то в значительной степени уменьшить проблему транспортировки дизельного топлива. Строительство малых ГЭС в удаленных районах может улучшить ситуацию с энергоснабжением и повысить энергетическую независимость отдельных регионов.

Предметом исследования является малая гидроэнергетика России, а объектом - мини- и микро ГЭС.

В данном реферате поставлена задача - рассмотреть существующие в России объекты малой гидроэнергетики.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

- изучить материалы и работы, связанные с данной темой;

- рассмотреть микро- и мини ГЭС страны, их мощности, конструкции и виды;

- изучить отечественные и зарубежные компании, занимающиеся производством оборудования для мини- и микро ГЭС;

- сделать вывод по проделанной работе.

Глава 1. Текущее состояние малой энергетики в России

Экономические кризисы последних лет, снижение государственной финансовой поддержки крупных проектов гидроэнергетики, постепенная передача многих государственных активов в частные руки стали причиной повышенного интереса к малой гидроэнергетике. Потенциальными заказчиками малых ГЭС могут стать удаленные поселки, геологические партии, метеостанции, воинские части, частные фермерские хозяйства, рыборазводные предприятия, туристические базы и т.д. [1]

Малую гидроэнергетику можно отнести к одному из наиболее «чистых» видов производства электроэнергии. Такие гидроэлектростанции не загрязняют атмосферу вредными выбросами, как правило, при них не создаются большие водохранилища, затапливающие огромные территории, чаще всего не перекрываются пути миграции нерестовых промысловых рыб. Для их возведения требуются меньшие объемы строительных материалов, не нужна дорогостоящая грузоподъемная техника.

Затраты на сооружение малых ГЭС могут быть еще сокращены, если не возводить новые малые ГЭС с «нуля», а попробовать прежде всего восстановить некогда действовавшие и находящиеся в настоящее время в полуразрушенном состоянии старые ГЭС.

К достоинствам малых ГЭС можно отнести невысокие риски затопления близлежащих территорий при аварийных ситуациях на станции, низкую себестоимость электроэнергии и небольшие эксплуатационные затраты в сравнении с электростанциями на органическом топливе и крупными ГЭС, а также сравнительно короткие сроки ввода в эксплуатацию. Также эксперты отмечают, что развитие таких ГЭС благотворно влияют на региональное развитие и стимулируют рынок за счет рынка малой гидроэнергетики.

Развитие малой гидроэнергетики в регионах позволяет:

· создать собственные региональные генерирующие мощности и снижение дефицита электроэнергии в регионе;

· обеспечить надежное электроснабжение качественной электроэнергией населенных пунктов в удаленных районах и на концевых участках магистральных линий электропередачи;

· достичь экономической и социальной стабильности в населенных пунктах, которые до настоящего времени не подключены к единой энергетической системе;

· снизить дотационность регионов, связанной с закупкой и завозом топлива в труднодоступные районы.

Природные условия, характерные для европейской части России, могут обеспечить выработку электроэнергии на малых ГЭС, полностью удовлетворяющую потребности районов, экономика которых ориентирована на сельхозпроизводство. Строительство малых ГЭС позволит также эффективно использовать водные ресурсы рек в целях водоснабжения, рыболовства, транспорта и пр.

Перечень потенциальных источников энергии для малой гидроэнергетики необычайно широк. Это небольшие реки, ручьи, естественные перепады высот на озерных водосбросах и на оросительных каналах ирригационных систем. Турбины малых ГЭС можно использовать в качестве гасителей энергии на перепадах высот питьевых и других трубопроводов, предназначенных для перекачки различных видов жидких продуктов. Кроме того, установка небольших гидроэнергоагрегатов возможна на технологических водотоках, таких как промышленные и канализационные сбросы.

Подсчитано, что энергетический потенциал малой гидроэнергетики в России превышает потенциал таких возобновляемых источников энергии, как ветер, солнце и биомасса вместе взятых. Однако Россия, обладая таким громадным потенциалом, в настоящее время в силу ряда причин значительно отстаёт от других стран в использовании этого ресурса.

Таблица 1

Потенциал МГЭС в РФ (млрд. кВт·ч/год)

В качестве основных факторов ускорения развития малой гидроэнергетики в России можно назвать:

· аварии, участившиеся в энергосистеме страны (гидроагрегаты могут быть источниками автономного питания);

· требования экологичности вырабатываемой энергии, которые стали особенно актуальными в связи с введением в действие Киотского протокола.

Первоочередными объектами рассмотрения для сооружения МГЭС являются существующие и незадействованные гидроузлы. По предварительным оценкам, 58% средних и 90% небольших водохранилищ страны (это 20 и 1 млн. м3 соответственно) не используются для выработки электроэнергии.

Энергоэкологической нишей для малых ГЭС может стать водоснабжение промышленности городов и пр. В системах водоснабжения на участках трассы с большой разницей отметок поверхности вместо различного рода шахтных сопряжений, энергогасителей и других сооружений могут быть построены микро-ГЭС. При расходах воды в пределах от 5 до 100 л/с их мощность может достигать от 20 до 200 кВт.

Рентабельность малых ГЭС обеспечивается упрощением схемы их управления (например, за счет балластной нагрузки) и работы без обслуживающего персонала. Эффективность МГЭС может быть повышена также за счет многоцелевого использования ее сооружений, а также при выдаче мощности в местную сеть (без длинных ЛЭП).

Согласно комплексному плану развития малой гидроэнергетики, составленному энергетической компанией РусГидро, к 2020 году планируется ввести не менее 1000 МВт установленной мощности, а также привлечение частных инвестиций в реализацию проектов.

Как отмечают специалисты, стоимость 1 кВт произведенного на малой ГЭС в России в централизованной системе, составляет 0.4-0.6 руб. (0.015-0.020 долл.), в автономной системе - 1.1-2.3 руб. (0.04-0.08 долл.), а за рубежом - 0.03-0.04 долл. США.

Для сравнения: себестоимость электроэнергии на малых ТЭЦ и ДЭС варьируется в пределах от 5 до 20 руб./кВт-ч. К тому же малые и микро-ГЭС не оказывают какого-либо воздействия на качество и потребительские свойства воды, что позволяет комплексно использовать водные ресурсы (для целей водоснабжения, ирригации, рыбохозяйственной деятельности и т.д.).

Современное оборудование для малых ГЭС изготавливается компактным в комплекте с гидрогенератором и системой автоматического регулирования, что позволяет станции работать в автоматическом режиме, без дежурного персонала.

Однако существенным недостатком малой энергетики можно считать зависимость выработки гидроэлектростанции от гидрологического режима реки (зимой выработка электроэнергии уменьшается, а станции, построенные на оросительных каналах, работают только в ирригационный период), быстрое заиливание небольших приплотинных водохранилищ, а также недостаточная изученность гидрологического режима и стока малых водо шив и довольно высокие удельные затраты в сооружение малых ГЭС.

Так, 1 кВт установленной мощности микроГЭС (до 1 МВт) в ценах 2008 г. оценивался в среднем в 5000 долл/кВт, малых ГЭС (1-10 МВт) - в 4500 долл/кВт, а ГЭС мощностью более 10 МВт - 4000 долл/кВт [1]. Как показывает зарубежный опыт, удельные затраты могут быть снижены при налаживании серийного выпуска гидроэнергетического оборудования, так как доля оборудования в стоимости малых ГЭС доходит до 40-60%.

конструкция оборудование малый гидроэнергетика россия

2. Мини- и микро-ГЭС

В России ГОСТ Р51238-98 устанавливает классификацию электростанций малой гидроэнергетики. Согласно документу, к малой гидроэнергетике относят бесплотинные гидроэлектростанции (ГЭС), мощность которых не превышает 30 МВт, а мощность единичного гидроагрегата составляет менее 10 МВт.

Такие ГЭС, в свою очередь, делятся на:

· микро-ГЭС (мощностью от 1.5 до 100 кВт);

· малые ГЭС (мощностью от 100 кВт до 30 Мвт) [3].

Микро- и малые (мини) ГЭС играют большую роль в энергоснабжении отдаленных районов, являющихся энергодефицитными и занимающих до 40% территории России.

2.1 Конструкция малых и микро ГЭС

Как и в любой гидроэлектростанции, основным элементом конструкции МГЭС является гидроагрегат, состоящий из энергоблока, водозаборного устройства и элементов управления. В зависимости от того, какие гидроресурсы используются малыми гидростанциями, их делят на несколько категорий:

- русловые или приплотинные станции с небольшими водохранилищами;

- стационарные мини ГЭС, использующие энергию свободного течения рек;

- МГЭС, использующие существующие перепады уровней воды на различных объектах водного хозяйства;

- мобильные мини ГЭС в контейнерах, с применением в качестве напорной деривации пластиковых труб или гибких армированных рукавов.

Принцип работы турбины мини ГЭС во всех конструкциях практически идентичен: вода под напором поступает на лопасти турбины, которые начинают вращаться. Энергия вращения передается на гидрогенератор, который отвечает за выработку электроэнергии.

Турбины для объектов подбираются в соответствии с некоторыми техническими характеристиками, среди которых главной остается напор воды. Кроме того, турбины выбираются в зависимости от вида камеры которая идет в комплекте - стальной или железобетонной.

На рис.1. Приведена схема общей конструкции микро-ГЭС

Рис. 1. Общая конструкция микро-ГЭС

2.2 Действующие мини- и микро-ГЭС в России