9.Гидроэнергетика.

Гидроэнергетика – это область энергетики, использующей энергию падающей воды. Установленная мощность всех гидростанций в мире 670 ГВт.

Установленная мощность ГЭС России составляет 44 ГВт. В современной гидроэлектростанции масса воды с большой скоростью устремляется на лопатки турбин. Гидроэлектростанции классифицируются по мощности на мелкие (до 0,2МВт), малые (до 2 МВт), средние (до 20МВт) и крупные (свыше 20МВт). Второй критерий, по которому разделяются гидроэлектростанции,- напор. Различают низконапорные ГЭС (напор до 10м), среднего напора (до 100м) и высоконапорные (свыше 100м). Затраты на строительство ГЭС велики, но они компенсируются тем, что не приходится платить за источник энергии – воду. Турбина – энергетически очень выгодная машина, потому что вода легко и просто меняет поступательное движение на вращательное. Преимущества ГЭС очевидны – постоянно возобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствие загрязнения окружающей среды. Постоянный рост цен на органическое топливо приводит к значительному росту цен на электрическую энергию, доля которой в себестоимости производимой продукции более 20%. Поэтому в сельском хозяйстве назрела необходимость в строительстве малых ГЭС там, где для этого есть возможность.

На основании анализа современных требований, может быть рекомендовано оборудование, создание которого базируется на следующих основных принципах:

Уменьшить количество типоразмеров оборудования для организации их серийного изготовления.

Агрегаты МГЭС комплектуются серийными асинхронными генераторами и, в случае необходимости, мультипликаторами. Могут быть использованы также синхронные генераторы.

Направляющий аппарат гидротурбин выполнен с фиксированными лопатками.

Рабочие колёса осевых гидротурбин выполнены пропеллерными с возможностью установки лопастей при монтаже в заданное положение и их последующим жёстким закреплением во втулке.

Система автоматического управления (САУ) выполнена электронно – электрической.

САУ исключает присутствие обслуживающего персонала на ГЭС при эксплуатации.

_{В производстве освоены гидроагрегаты восьми типоразмеров, в т.ч.:}

- микрогидроэлектростанции мощностью до 90кВт с пропеллерными рабочими колёсами на напоры 1,5 – 10м;

- микрогидроэлектростанции мощностью до 100кВт с диагональным рабочим колесом на напоры 10 – 55м;

- гидроагрегаты мощностью до 500 и 1500кВт с пропеллерными рабочими колёсами на напоры 3,5 – 9м и 10 – 25м;

- гидроагрегаты мощностью 1500кВт с радиально-оевыми рабочими колёсами на напоры свыше 30м.

Сравнительный расчёт эффективности использования дизельной станции (ДС) и микроГЭС.

Вариант 1. Использование МикроГЭС – 10.

Срок службы микроГЭС не менее 10 лет, т.е. Т = 3650 суток. Вырабатываемая мощность N= 10кВт. Суточная выработка электроэнергии при пользовании электроэнергией в течение 16 часов в сутки и мощностиNравна: Э_c=N*t= 10*16*3650 = 584000кВт-ч. При стоимости микроГЭС – 10 7000 долларов США, стоимость 1 кВт-часа вырабатываемой электроэнергии будет равна: Ст = 7000/584000 = 0,012 долл/кВт-ч (1,2 цента за кВт-ч).

Вариант 2. Использование МикроГЭС – 50.

Срок службы микроГЭС не менее 10 лет, т.е. Т = 3650 суток. Вырабатываемая мощность N= 50 кВт. Суточная выработка электроэнергии при пользовании электроэнергией в течении 16 часов в сутки и мощностиNравна: Э_c=N*t= 50*16*3650 = 2920000кВт-ч.

При стоимости микроГЭС – 50 35000 долларов США, стоимость 1 кВт-ч вырабатываемой электроэнергии будет равна:

Ст = 35000/2920000 = 0,012 долл/кВт-ч (1,2 цента за кВт-ч)

Вариант 3. Использование ДС.

Для выработки 1кВт-ч электроэнергии в ДС используется 300 г. дизельного топлива (0,0003 т/кВт-ч). При цене дизтоплива 800 долларов США за тонну стоимость 1 кВт-ч вырабатываемой электроэнергии будет равна:

С_дт= 800*0,0003 = 0,24 долл/кВт-ч (24 цента за кВт-ч).

Вывод: стоимость электроэнергии при использовании микроГЭС в 20 раз меньше, чем при использовании ДС. Дополнительным преимуществом микроГЭС являются экологическая чистота и работа в автоматическом режиме, без обслуживающего персонала.

В Китае мощность малых ГЭС составляет около 30000МВт.

Норвегия производит 90% электроэнергии на ГЭС.