Ветряные электростанции: преимущества технологии

3.Преимущества и недостатки конденсационной электростанции (кэс) по сравнению с тэс.

Теплофикационные электростанции —
теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Они отличаются
от КЭС тем, что отработанное тепло
применяется в промышленных и бытовых
целях. Тепло применяется для отопления,
горячего водоснабжения, кондиционирования.
Соответственно эффективность ТЭЦ
гораздо выше КЭС.

ТЭЦ сооружаются в непосредственной
близости от потребителей, обычно в
промышленных центрах. Основное отличие
ТЭЦ от КЭС заключается в специфике
пароводяного контура и структуре выдачи
мощности. Поскольку ТЭЦ располагают
близко к потребителю, есть возможность
применения генераторного напряжения
(ГРУ) для подключаемой нагрузки, а также
избыток мощности на высоких напряжениях
можно выдавать в энергосистему, но
количество оборудования и специфика
станции требует большой мощности на
собственные нужды, чем на КЭС.

Это станции, которые используют тепловую
энергию ядерных реакций. Один из основных
узлов АЭС это ядерный реактор, в котором
используются ядерные реакции расщепления
урана по действие тепловых нейтронов.
Кроме топлива урана U-235,
применяются замедлитель нейтронов и
теплоноситель, отводящий тепло из
реактора. Реактор типа ВВЭР (водо-водяной
энергетический) в качестве замедлителя
и теплоносителя использует обычную
воду под давлением, рисунок 1.6. В реакторах
типа РБМК (реактор большой мощности
канальный) в качестве теплоносителя
применяется вода, а замедлителя — графит.
АЭС, как и ТЭС выполняется по блочному
принципу, при этом в блоке устанавливаются
один реактор и два турбоагрегата или
один реактор и один турбоагрегат.
Технологическая схема АЭС на быстрых
нейронах приведена на рисунке 1.7.

Рисунок 1.4 — Принципиальная технологическая
схема ТЭЦ

1 — сетевой насос, 2 — сетевой водонагреватель

Рисунок 1.5 — Размещение основного
оборудования ТЭЦ

1 — дымовые трубы, 2 — главный корпус, 3 —
многоамперные токопроводы, 4 — здание
ГРУ, 5 — трансформатор связи, 6 — ОРУ, 7 –
градирни

Технология производства электроэнергии

Гидростанции во многом напоминают старинные водяные мельницы, только усилие передается не на жернова, которые перемалывают зерно в муку, а на генераторы э/э.

Происходит преобразование кинетической энергии (течения воды) в электрическую. Каким образом? Здесь надо вспомнить законы электромагнитной индукции: в проводнике, который движется перпендикулярно магнитному полю, появляется электрический ток.

Фото: Схема устройства гидрогенератора

Произведенное электричество подается на трансформаторы, которые преобразуют полученный электрический ток в высоковольтный. Он передается по линиям электропередач к распределительным станциям и через них – потребителям.

Фото: Выработка э/э на ГЭС

Достоинства и недостатки различных систем для создания самодельной ГЭС

   Недостатки гирляндной ГЭС очевидны: большая материалоемкость, опасность для окружающих ( длинный подводный трос, скрытые в воде роторы, перегораживание реки), низкий КПД. Гирляндная ГЭС – это небольшая плотина. Ротор Дарье сложен в изготовлении, в начале работы его нужно раскрутить. Но он привлекателен тем, что ось ротора расположена вертикально и отбор мощности можно производить над водой, без дополнительных передач. Такой ротор будет вращаться при любом изменении направления потока.

   Таким образом, с точки зрения простоты изготовления и получения максимального КПД с минимальными затратами, необходимо выбрать конструкцию типа водяное колесо или пропеллер. Большинство самоделок используют именно эти варианты.

Баксанская гидроэлектростанция. Справка — РИА Новости, 21.07.2010

21 июля 2010 года произошло нападение на Баксанскую ГЭС в Кабардино‑Балкарии. Группа неизвестных ворвалась на территорию гидроэлектростанции, расстреляла двух сотрудников охраны и ранила двух сотрудников станции. Затем напавшие произвели два взрыва на территории станции.

21 июля 2010 года произошло нападение на Баксанскую ГЭС в Кабардино‑Балкарии. Группа неизвестных ворвалась на территорию гидроэлектростанции, расстреляла двух сотрудников охраны и ранила двух сотрудников станции. Затем напавшие произвели два взрыва на территории станции, в том числе подорвали генератор ГЭС.

После взрывов в здании ГЭС произошел пожар.

Предварительная версия взрыва на Баксанской ГЭС в Кабардино‑Балкарии – теракт.

Баксанская ГЭС входит в состав Кабардино‑Балкарского филиала ОАО «РусГидро», расположена на реке Баксан Баксанского района Кабардино‑Балкарии.

Первые упоминания о возможности использования реки Баксан для производства электроэнергии относятся к 1900 году.

В 1911 году инженер Ляпушинский впервые представил эскизный проект использования энергии реки Баксан, текущей с ледников Эльбруса и Главного Кавказского хребта, для электрификации Владикавказской железной дороги. В 1918 году по приказу Комиссариата Кавказских Минеральных Вод была организована первая экспедиция в верховья рек Баксан, Кубань и Малка для изыскательских работ по сооружению мощной по тем временам ГЭС. В 1928 году было принято решение о строительстве Баксанской ГЭС, которое началось в 1930 году.

В возведении станции принимали участие не только специалисты из индустриальных районов страны ‑ Москвы, Урала и других регионов, но и местные жители — бывшие земледельцы и чабаны, которые после завершения строительства, получив новые специальности, остались работать на Баксанской ГЭС. ГЭС была построена в относительно короткие сроки: в сентябре 1936 года был пущен первый гидроагрегат мощностью 8,3 МВт, второй – в конце ноября 1936 года. На проектную мощность 25 МВт Баксанская ГЭС вышла в 1938 году.

Ввод в эксплуатацию Баксанского гидроузла знаменовал собой начало большой энергетики в Северокавказском регионе: энергия пошла потребителям Кабардино‑Балкарии и отдыхающим на курортах Кавказских Минеральных Вод. По железнодорожным веткам Минводы – Кисловодск и Минводы – Железноводск были пущены электропоезда.

Во время Великой Отечественной войны, когда Северный Кавказ был оккупирован, сооружения станции пришлось взорвать. Но сразу после освобождения Северного Кавказа начались работы по восстановлению народного хозяйства, в том числе и гидростанции. Первый агрегат был включен в работу в декабре 1943 года, второй и третий — в 1944 году. Полностью восстановительные работы завершились в 1946 году.

В 2006 году торжественно отмечено 70 лет со дня пуска Баксанской ГЭС.

Технико‑экономические характеристики ГЭС:

Количество гидроагрегатов – 3

Установленная мощность при расчетном напоре, МВт – 25

Рабочая мощность, МВт – 13,98

Среднегодовая выработка, млн кВт/ч – 108,0

Турбины – тип РО‑82 ВМ120, мощность 8,8 МВт, расход 35 куб. м/с

Генераторы – тип ВГ‑500/9500, мощность 8,3 МВт, напряжение 6,6 кВ

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Технико-экономические характеристики ГАЭС как элементов энергосистем

Количество просмотров публикации Технико-экономические характеристики ГАЭС как элементов энергосистем — 441

Технико-экономические характеристики ГЭС как элементов энергосистем

· ГЭС ограничены в размещении по территории, т.к. ʼʼпривязаныʼʼ к створу реки.

· ГЭС формируют энерго­ресурс в виде запаса воды в водохранилище и генерируют электроэнергию, в связи с этим для них важно не увеличение числа часов использования мощности, а наиболее экономичное использование запаса воды. · Мощность ГЭС зависит от параметров водотока – напора (Н) и се­кундного расхода воды в створе (G):

· Мощность ГЭС зависит от параметров водотока – напора (Н) и се­кундного расхода воды в створе (G):

NГЭС = 9,81 * H * G * ηГЭС .

· Электрическая мощность ГЭС лимитируется водото­ком, в связи с этим целесообразно наряду с активной загружать их реактивной мощно­стью.

· Эксплуатационные характеристики ГЭС определяются характе­ром регулирования стока воды (суточное, сезонное, многолетнее регулирование) и зависят от объёма водохранилища, водности года и сезона.

· Мощность ГЭС целесообразно использовать в пиковой зоне суточного графика, т.к. агрегаты ГЭС высокоманевренны, и для них характерны:

Ø способность в считаные секунды изменять свою нагрузку;

Ø минимальный расход энергоре­сурса на пуск агрегата в работу;

Ø регулировочный диапазон мощности при остановке аг­регатов на ночь равен 100%;

Ø высокая скорость набора и сброса нагрузки;

Ø в готовом к работе состоянии агрегат не расходует энергоресурс на холостой ход.

· Эффективность использования энергоресурса ГЭС самая высокая; КПД ГЭС равен 80-90%.

· На ГЭС минимальный расход электроэнергии на собственные нужды (1-2%).

· Высокая капиталоёмкость ГЭС вызвана большой стоимостью гидросооружений: плотин, водоводов, здания ГЭС, судопропускных сооружений.

· Меньшая из всех типов станций себе­стоимость электроэнергии в результате отсутствия затрат на топливо, низкой удельной численности персонала.

· ГЭС экологически чистые электростанции, но требуют больших территорий для создания водохранилища.

· ГЭС работают в составе ПАО (до 2015 г. ОАО) ʼʼРусГидроʼʼ и являются субъектами оптового рынка энергии и мощности.

· ГАЭС работают в двух режимах: ночью в режиме заряда гидроагрегаты пере­качивают воду из нижнего бассейна в верхний, потребляя электроэнер­гию из системы. В режиме разряда в часы максимальной нагрузки (утром и вечером) ГАЭС работают в генераторном режиме, производя электроэнергию

· Важно заметить, что для строительства ГАЭС необходим рельеф местности с перепадом высот, позволяющим создать два бассейна на разных уров­нях, обеспечивающих определенный напор воды. · Мощность ГАЭС зависит от напора и секундного расхода воды

· Мощность ГАЭС зависит от напора и секундного расхода воды.

· ГАЭС за­полняют ночной провал и уплотняют суточный график нагрузки энергосистемы.

· Эффективность работы ГАЭС зависит от тарифа на электроэнергию, потребляемую во время заряда.

· Агрегаты ГАЭС имеют высокие маневренные характеристики:

Ø время перехода в генератор­ный режим 1,7-3 мин; в насосный режим — 5-12 мин;

Ø время набора полной мощно­сти в генераторном режиме составляет 1,5 — 2,5 мин;

Ø регулировочный диапазон мощности равен сумме мощностей в насосном и генераторном режиме и превышает 200%.

· Выработка электроэнергии ГАЭС на 15% меньше расхода элек­троэнергии на её заряд;

· В суточном графике нагрузки энергосистемы выработка электриче­ской энергии ГАЭС размещается в пиковой или полупиковой зоне, поскольку ГАЭС очень мобильны.

· За счёт использования электроэнергии для заряда КПД ГАЭС ниже КПД ГЭС и равен 70%, а себестоимость электроэнергии в сравнении с ГЭС выше.

· Удельные капитальные затраты в ГАЭС меньше, чем на ГЭС на 20-25% за счёт меньшего объёма гидросооружений.

· ГАЭС входят в ПАО (до 2015 г. ОАО) ʼʼРусГидроʼʼ и являются субъектами ОРЭМ.

Технологии

Как мы уже знаем, принцип работы ГЭС основан на использовании механический энергии падающей воды, которая в дальнейшем с помощью турбины и генератора преобразуется в электрическую. Сами турбины могут быть установлены либо в дамбе, либо возле нее. В некоторых случаях применяют трубопровод, через который вода, находящаяся ниже уровня дамбы, проходит под высоким давлением.

Индикаторов мощности любой ГЭС несколько: расход воды и гидростатический напор. Последний показатель определяется разницей высот между начальной и конечной точкой свободного падения воды. При создании проекта станции на одном из этих показателей основывают всю конструкцию.

Известные сегодня технологии производства электричества позволяют получать высокий КПД при преобразовании механической энергии в электрическую. Иногда он в несколько раз превышает аналогичные показатели тепловых электростанций. Столь высокая эффективность достигается за счет применяемого на гидроэлектростанции оборудования. Оно надежное и относительно простое в использовании. К тому же за счет отсутствия топлива и выделения большого количества тепловой энергии срок службы подобного оборудования достаточно большой. Поломки здесь случаются крайне редко. Считается, что минимальный срок службы генераторных установок и вообще сооружений — около 50 лет. Хотя на самом деле даже сегодня вполне успешно функционируют гидроэлектростанции, которые были построены в тридцатых годах прошлого века.

Особенности получения гидроэнергии

Поскольку источник гидроэнергии — вода, гидроэлектростанции должны располагаться на водном источнике. Электричество производится с помощью направления движущейся воды в электрические генераторы.

Гидроэнергетика – это универсальная, гибкая отрасль, которая в самом малом размере может питать один дом, а в самом большом — снабжать промышленность и население возобновляемой электроэнергией в национальном и даже региональном масштабе. Энергия рек нескончаема, также для получения электричества используется вода в океанах, природных бассейнах. Также в промышленных целях используются и большие водопады.

Конструкция ПЭС

По своей конструкции ПЭС делятся на плотинные и бесплотинные. Плотинные ПЭС, на первый взгляд, имеют много общего с традиционными ГЭС. Участок моря отгораживается плотиной, в которой есть протоки, где установлены турбины. Другой вариант — перекрытие плотиной устья реки или уже имеющегося залива. В отличие от традиционных ГЭС, гидрогенераторы, как правило, являются обратимыми, т.е. способны вырабатывать электроэнергию как при прямом, так и при обратном движении воды.

ПЭС Ля-Ранс, Кислогубская станция и большинство других ПЭС в мире являются плотинными. При этом плотина нередко выполняет дополнительные функции. Например, через плотину ПЭС Ля-Ранс проходит высокоскоростная автомобильная трасса. Самая большая в мире Сихвинская ПЭС мощностью 254 МВт, расположенная на северо-западном побережье Южной Кореи (запущена в 2011 году), своим возникновением обязана неудавшемуся проекту созданию резервуара пресной воды для орошения, для чего в заливе была построена дамба. Кстати, особенностью Сихвинской ПЭС является работа генераторов исключительно во время прилива, то есть они не являются обратимыми. Связано это не с целью упростить конструкцию, а с необходимостью сделать слив воды более быстрым, чем наполнение по соображениям экологии, чтобы вода не застаивалась.

В бесплотинных ПЭС гидроагрегаты устанавливаются на дне морского пролива, где приливы и отливы создают течения с большой скоростью. Примером такой ПЭС является рядом с островом Рузвельта (США). Преимуществом бесплотинных ПЭС является дешевизна их строительства, недостатками — малая мощность и малое количество мест на Земле, где их можно разместить.

Главной технической проблемой, связанной с реализацией ПЭС, является низкий напор воды. В традиционных ГЭС напор воды, как правило, измеряется десятками метров, минимальное значение — 3 м. В ПЭС напор воды не превышает 13 м, при этом гидроагрегаты должны «уметь» генерировать электроэнергию уже при напоре 1 м.

В XX веке на ПЭС использовались так называемые осевые турбины, в которых поток воды двигается в направлении оси вращения колеса. Осевые турбины, способные работать на ПЭС, стоят в несколько раз дороже турбин для гидроагрегатов той же мощности, используемых на традиционных ГЭС. Это обстоятельство на протяжении многих лет сдерживало развитие приливной энергетики.

В середине 80-х годов XX века в Канаде и Японии было предложено использовать для ПЭС так называемые ортогональные турбины. Особенностью конструкции таких турбин являются лопасти, поворачивающиеся под действием потока воды таким образом, чтобы всегда быть расположенными перпендикулярно потоку. Ортогональные турбины стоят намного дешевле осевых, но недостатком имевшейся тогда конструкции был низкий КПД, не превышавший 40%. Поэтому идею использования ортогональных турбин за рубежом быстро забросили.

В СССР, а потом и в России направление ортогональных турбин продолжили развивать, достигнув в этом значительных успехов. В 1989-2000 гг. Научно-исследовательский институт энергетических сооружений создал конструкцию ортогональной турбины с КПД до 70%. Именно такие турбины отечественного производства установлены на возрожденной Кислогубской ПЭС. И, если изначально наша страна использовала в приливной энергетике французские технологии, то теперь во Франции испытывают турбины российской разработки на предмет их использования у себя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector