Kako funkcionira hidroelektrana? Tri najveće hidroelektrane u Rusiji Hidroelektrane na listi Volge

Hidroelektrane ili HE proizvode električnu energiju koristeći energiju padajuće vode. Hidroelektrane se najčešće pojavljuju na najvećim rijekama, koje su u tu svrhu blokirane branama. Poznato je i da je najmnogoljudnija zemlja na svijetu Kina, a njena ekonomija u procvatu zahtijeva nevjerovatnu količinu električne energije. Zato se u ovoj zemlji sada realizuju veliki projekti elektrana. S obzirom na to, nije iznenađujuće da se najveća hidroelektrana na svijetu također nalazi u Kini. Ocjena se temelji na instaliranoj snazi ​​hidroelektrana (navedeno u zagradama).

1. Tri klisure, Kina (22,5 GW)

Jedna od najdubljih i trećih najdužih rijeka na svijetu, Jangce, postala je mjesto gdje je izgrađena najmoćnija svjetska brana, brana Tri klisure, koja dijeli prvo i drugo mjesto po količini proizvedene energije. To je jedna od najambicioznijih hidrauličnih građevina na planeti. Nalazi se u provinciji Hubei, u urbanoj četvrti Yichang u blizini grada Sandouping. Ovdje je izgrađena jedna od najvećih betonskih gravitacionih brana na svijetu.
Prije punjenja rezervoara bilo je potrebno preseliti 1,3 miliona lokalnih stanovnika - ovo je najveće preseljenje u povijesti povezano s takvim tehnološkim rješenjima. Izgradnja ove hidroelektrane počela je 1992. godine, a zvanično je puštena u rad u julu 2012. godine. Kapacitet hidroelektrane Tri klisure u okviru projekta iznosio je 22,5 GW, a projektni godišnji nivo proizvodnje od sto milijardi kilovata praktično je ostvaren iste godine. Ispred brane hidroelektrane formiran je veliki rezervoar kapaciteta 22 kubna metra. km vode i površine vode od 1045 kvadratnih metara. km. U projekat ove hidroelektrane do kraja 2008. godine uloženo je oko 26 milijardi dolara, od čega 10 za preseljenje ljudi, isto toliko za njenu izgradnju, a kamate na kredite iznosile su još oko 6 milijardi.


Od davnina, sofisticirani ljudski um pokušavao je da smisli tako strašnu kaznu za zločinca, koja se nužno provodi u javnosti, kako bi uplašio...

2. Itaipu, Paragvaj/Brazil (14 GW)

20 kilometara od grada Foz do Iguasu, na brazilsko-paragvajskoj granici na rijeci Parana, izgrađena je brana sa hidroelektranom Itaipu. Ime je naslijedila po ostrvu na ušću ove velike rijeke, koje je postalo osnova brane. Upravo je ova elektrana 2016. godine postala prva u svijetu koja je proizvela preko 100 milijardi kilovata električne energije, tačnije 103,1 milijardu kWh. Projektantski i pripremni radovi za njenu izgradnju započeli su davne 1971. godine, puštena su u rad posljednja dva generatora od 18 planiranih, a 2007. godine dodane su im još 2 električne mašine čime je snaga hidroelektrane povećana na 14; GW.
Tokom procesa izgradnje, vlasti su morale da presele oko 10 hiljada porodica koje su živele na obalama Parane, od kojih su mnoge kasnije postale članovi seljačkog pokreta bezemljaša. U početku su stručnjaci procijenili cijenu izgradnje hidroelektrane na 4,4 milijarde dolara, ali uzastopni diktatorski režimi nisu imali efikasnu politiku, zbog čega su stvarni troškovi porasli na 15,3 milijarde.

3. Xiluodu, Kina (13,86 GW)

U gornjem toku rijeke Jangce nalazi se pritoka Jinsha, na kojoj je izgrađena velika hidroelektrana Xiluodu. Ovako je dobio ime po obližnjem selu Silodu, centru gradskog okruga Yongshan u provinciji Yunnan. Administrativna granica sa drugom pokrajinom, Sečuanom, prolazi koritom rijeke. Nakon što je završena, stanica je postala kritični element projekta kontroliranog toka rijeke Jinsha, koji nije imao za cilj samo proizvodnju električne energije, već i smanjenje količine mulja koji ulazi u Jangce.
Silodu je postala treća po veličini hidroelektrana na svijetu. Maksimalni kapacitet njegovog rezervoara je skoro 12,7 kubnih kilometara.
Izgradnja hidroelektrane je 2005. godine privremeno obustavljena radi detaljnijeg proučavanja njenih posljedica na ekologiju područja, ali je kasnije nastavljena. Korito rijeke Jinsha blokirano je 2009. godine, prva turbina snage 770 MW puštena je u rad u julu 2013. godine, au aprilu 2014. godine počela je sa radom 14. turbina. U avgustu iste godine pušteni su u rad i posljednji blokovi hidroelektrane.


Poslednjih decenija naš obrazovni sistem je doživeo značajne metamorfoze, a u svetu se pojavljuju novi oblici škola koje promovišu različite...

4. Guri, Venecuela (10.235 GW)

U venecuelanskoj državi Bolivar izgrađena je velika hidroelektrana na rijeci Caroni, 100 km od njenog ušća u Orinoco. Zvanično nosi ime Simon Bolivar, iako je od 1978. do 2000. godine nosio ime po Raulu Leoniju. Izgradnja ove hidroelektrane počela je 1963. godine, njena prva faza završena je 1978. godine, a druga 1986. godine.
Ova stanica sama pokriva 65% troškova električne energije cijele Venecuele, a zajedno sa drugim velikim hidroelektranama (Macagua i Caruachi) daje 82% električne energije. Ova električna energija ima potpuno obnovljiv izvor, što je važno za ovu zemlju sa niskom snabdijevanjem energijom. Štoviše, Venecuela dio svoje energije prodaje Brazilu i Kolumbiji. 2013. godine u blizini hidroelektrane izbio je jak požar, koji je na kratko ostavio gotovo cijelu državu bez napajanja električnom energijom, jer su oštećena tri visokonaponska dalekovoda koji su distribuirali energiju u različite države zemlje.

5. Tucurui, Brazil (8,37 GW)

Ova hidroelektrana izgrađena je na rijeci Tocantins u istoimenoj brazilskoj državi. Hidroelektrana je naslijedila ime po obližnjem gradu Tucurui. Ali sada se ispod brane uz rijeku pojavio grad sa istim imenom. Na brani su postavljena 24 elektrogeneratora. Zapremina vode u rezervoaru gotovo dostiže 46 kubnih metara. km, a površina vode je 2430 kvadratnih metara. km. Na međunarodnom konkursu raspisanom povodom razvoja i realizacije projekta hidroelektrane, pobjedu je odnio konzorcij formiran 1970. godine od dvije brazilske firme. Sami radovi počeli su 1976. godine, a u potpunosti su završeni 1984. godine. Brana je visoka 76 metara. Lokalni preljev ima najveći kapacitet na svijetu, koji iznosi 120.000 kubnih metara. gospođa.

6. Hidroelektrana Belo Monti, Brazil (7,57 GW)

U toku je velika izgradnja kompleksa hidroelektrane na rijeci Xingu u blizini grada Altamira u Brazilu. Do završetka radova, planiranog za 2020. godinu, hidroelektrana bi trebala dostići instalisanu snagu od 11,2 GW. Ali i sada, sa 12 hidroelektrana od 20 u pogonu i pomoćnom hidroelektranom Pimental, kapacitet kompleksa je iznosio 7566,3 MW.

7. Grand Coulee, SAD (6.809 GW)

Trenutno je ovo najveća hidroelektrana u Sjevernoj Americi, smještena na rijeci Kolumbiji. Izgrađena je 1942. godine. Zapremina njegovog rezervoara je 11,9 km3. Brana je izgrađena ne samo za proizvodnju električne energije, već i za navodnjavanje pustinjskog zemljišta sjeverozapadne obale (otprilike 2000 kvadratnih kilometara poljoprivrednog zemljišta). U tijelo ove gravitacione brane, visoke 168 metara i dugačke 1.592 metra, izliveno je gotovo 9,2 miliona kubnih metara betona. Preljevni dio brane je širok 503 metra. Postoje 4 turbinske prostorije u kojima su instalirane 33 turbine koje godišnje proizvedu 20 TWh električne energije.

8. Xiangjiaba, Kina (6.448 GW)

Još jedna moćna hidroelektrana izgrađena je na istoj pritoci Jangcea - rijeci Jinshu. Nalazi se u provinciji Yunnan, okrug Yongshan. Hidroelektrana je dio kaskade brana koje se postepeno grade na rijeci Jangce i njenim pritokama. Takođe je dizajniran ne samo da proizvodi električnu energiju, već i da smanji protok mulja u Jangce. Njegov hidroelektrani kompleks je opremljen vertikalnim brodskim liftom, dok hidroelektrana Silodu koja se nalazi uzvodno nema takav brodski lift. Kao rezultat toga, uzvodno od Jinsha, akumulacija Xiangjiaba postala je posljednja plovna dionica.

9. Longtan, Kina (6.426 GW)


Fudbalski stadioni odavno su prestali biti samo mjesta na kojima se održavaju utakmice u ovom sportu. Ovi arhitektonski kolosi počeli su da personificiraju zemlje...

Ova velika kineska hidroelektrana pojavila se na rijeci Hongshuihe, koja je pritoka Biserne rijeke. Visina njegove brane dostiže 216,5 metara. U maju 2007. godine testiran je prvi od tri planirana agregata. Kada je izgradnja završena 2009. godine, pušteno je u rad 9 generatora, koji bi prema planu trebali proizvesti 18,7 milijardi kWh.

10. Sayano-Shushenskaya, Rusija (6,4 GW)

Ova hidroelektrana je do sada najveća u Rusiji po instalisanom kapacitetu. Nalazi se na Jeniseju, odvajajući teritoriju Krasnojarsk i Hakasiju, a u blizini su sela Cheryomushki i Sayanogorsk. Hidroelektrana Sayano-Shushenskaya je najviša faza kaskade hidroelektrana izgrađenih na Jeniseju. Njegova lučna gravitaciona brana, sa visinom od 242 metra, najviša je u Rusiji, a sličnih brana nema mnogo u svijetu. Ime je dobio po obližnjim planinama Sayan i selu Šušenskoje, gde je V. Lenjin nekada počivao u izgnanstvu.
Izgradnja ove hidroelektrane počela je 1963. godine, a zvanično je završena tek 2000. godine. Prilikom izgradnje i rada same elektrane pojavili su se različiti nedostaci, na primjer, uništavanje prelivnih konstrukcija, stvaranje pukotina u brani, koji su postepeno otklanjani.
Ali 2009. godine u hidroelektrani Sayano-Shushenskaya dogodila se najozbiljnija nesreća u domaćoj hidroelektrani, zbog čega je stanica privremeno van funkcije, u kojoj je poginulo 75 ljudi. Tek u novembru 2014. godine elektrana je mogla biti obnovljena.

Hidroelektrana je stanica koja prima i proizvodi električnu energiju koristeći vodu koja pada. Obično se takve stanice grade na velikim rijekama. Blokirani su visokom branom i izgrađena je stanica.

Sve hidroelektrane su podijeljene u nekoliko kategorija prema stupnju pritiska:

  • low-;
  • srednje-;
  • visokog pritiska.

Hidroelektrane se također dijele po kapacitetu:

  • mala;
  • prosjek;
  • moćan.

U prvih pet najvećih hidroelektrana na svijetu nalaze se brane iz Kine, Brazila, Kanade i Venecuele. Danas predstavljamo top 10 najvećih hidroelektrana na svijetu.

10. mjesto. Bogučanska HE

Lokacija: Kodinsk, Kežemski okrug, Krasnojarska oblast, Rusija

Godina lansiranja: 2012

Snaga: 2997 MW

Brana se nalazi 444 km od ušća rijeke Angara. Izgradnja hidroelektrane Boguchanskaya smatra se jednom od najdužih na svijetu. Njen projekat je predložen još 1987. godine. Iste godine počela je izgradnja brane. To je trajalo do 1994. godine. Tada je, zbog nedostatka sredstava, projekat zamrznut do 2005. godine. Godine 2006. gradnja je nastavljena, a puštanje u rad prvih blokova počelo je tek 6 godina kasnije.

Hidroelektrana je dugačka 776 m i visoka 79 m. Objekat ima jedinstven stepenasti preliv dizajniran za ispuštanje vode tokom poplava. Takođe je dizajniran da izdrži ekstremne poplave, koje se, prema naučnicima, dešavaju na teritoriji Krasnojarsk svakih 10 hiljada godina.

9. mjesto. Ust-Ilimskaya HE

Lokacija: Ust-Ilimsk, oblast Irkutsk, Rusija

Godina lansiranja: 1974

Snaga: 3840 MW


Izgradnja brane je trajala od 1963. do 1980. godine. Prvi blokovi su pušteni u rad 1974. Hidroelektrana je u potpunosti proradila 1979. Brana ima visinu od 105 m i dužinu nešto manje od 1,5 km.

U početku je projekat uključivao izgradnju 18 jedinica. Međutim, brana trenutno radi sa 16 agregata, a stvorene su rezerve za 17 i 18, ako je potrebno - postoje turbinski vodovi i cijevi za usis.

Ust-Ilimskaya je jedna od najvećih hidroelektrana u Rusiji.

8. mjesto. Bratsk hidroelektrana nazvana po. 50. godišnjica Velike oktobarske revolucije

Lokacija: Bratsk, oblast Irkutsk, Rusija

Godina lansiranja: 1961

Snaga: 4500 MW


Hidroelektrana Bratsk jedna je od najpoznatijih u svijetu i najveća u Rusiji. Njena izgradnja počela je 1954. godine, a završena je 1967. Brana hidroelektrane Bratsk duga je nešto manje od kilometra i visoka 124,5 m.

Hidroelektrana Bratsk jedan je od najmoćnijih dobavljača energije za cijeli Sibir. Bratsk aluminijska fabrika uzima energiju iz ove brane.

Komisija sprovedena 1998. godine došla je do zaključka da hidroelektrana Bratsk pokriva profitabilnost svih sličnih brana u Rusiji.

7. mjesto. Krasnojarska hidroelektrana

Lokacija: Divnogorsk, Krasnojarska oblast, Rusija

Godina lansiranja: 1967

Snaga: 6000 MW


Izgradnja brane trajala je od 1956. do 1972. godine. Visina stanice je 124 m, a dužina 1065 m Krasnojarska hidroelektrana je jedna od 10 najvećih hidroelektrana na svijetu. Brana je dio Jenisejske kaskade.

Važno je napomenuti da Krasnojarska hidroelektrana posjeduje jedini brodski lift u Rusiji.

Po profitabilnosti od 2012. Krasnojarska HE nadmašuje sve termo stanice u Rusiji. Među hidroelektranama je na drugom mjestu po profitabilnosti nakon hidroelektrane Bratsk.

6. mjesto. HE Sayano-Shushenskaya nazvana po. P. S. Neporozhniy

Gdje se nalazi: selo Cheryomushki, između Krasnojarske teritorije i Republike Hakasije, Rusija

Godina lansiranja: 1978, 2011

Snaga: 6400 MW


Izgradnja hidroelektrane odvijala se od 1963. do 2000. godine. Prvo puštanje u rad blokova stanice počelo je 1978. Hidroelektrana je konačno počela sa radom 1985. Međutim, kasnije su počeli problemi - odvodne konstrukcije su počele da se urušavaju i pojavile su se pukotine u brani.

Ovo je jedna od najvećih brana u svijetu i Rusiji. I tek na njemu se 17. avgusta 2009. dogodila čuvena nesreća. Agregat broj 2 se srušio i propao. Bio je istisnut sa svog mesta snažnim pritiskom vode. Voda koja je tekla kroz njega poplavila je strojarnicu i tehničke prostorije za nekoliko sekundi. Ova vještačka nesreća odnijela je živote 75 ljudi.

Nakon popravke, stanica je počela sa radom 2011. godine. Hidroelektrana je konačno počela sa radom punim kapacitetom tek 2014. godine.

5. mjesto. Tukuruyskaya HE

Lokacija: okrug Tucurui, država Tocantes, Brazil

Godina lansiranja: 1984

Snaga: 8370 MW


Odluka o izgradnji je donesena 1970. godine. Visina brane je 76 m, a dužina 11 km. Hidroelektrana se nalazi u dolini istoimene rijeke kao i država. Tocantis je duboka rijeka koja se ulijeva u Amazon.

Snaga brane omogućava svakodnevno snabdijevanje energijom ne samo Brazila, već i susjednih zemalja.

4. mjesto. Churchill Falls

Lokacija: Između provincija Newfoundland i Labrador, Kanada

Godina lansiranja: 1967

Snaga: 5428 MW


Na mjestu gdje je 1967. godine počela izgradnja hidroelektrane nalazio se vodopad. Nije funkcionisalo skoro sve vreme, pa je vlada odlučila da izgradi branu. I vodopad i hidroelektrana nazvani su po britanskom premijeru Winstonu Churchill.

Hidroelektrana je jedna od dvije hidroelektrane u svijetu koja ima veliku podzemnu turbinu.

Visina brane nije tačno poznata, ali je ukupna dužina 64 km.

3. mjesto. GES ih. Simon Bolivar ili "Guri"

Lokacija: Država Bolivar, Venecuela

Godina lansiranja: 1978

Snaga: 10.235 MW


Izgradnja je počela 1963. godine. Prvo puštanje blokova u rad počelo je 1978. godine, a hidroelektrana je punim kapacitetom počela sa radom 1986. godine.

Danas stanica nosi ime. Simon Bolivar. Međutim, od trenutka prvog lansiranja do 2000. godine nosio je ime Raoul Leoni.

Visina brane je 162 m, dužina 1,3 km.

Hidroelektrana Guri opskrbljuje 65% potrošnje energije u Venecueli. Hidroelektrana se također prodaje susjednom Brazilu i Kolumbiji.

U februaru 2013. godine u blizini hidrocentrale izbio je jak požar. Oštećeni su dalekovodi, što je za hidroelektranu postalo vanredna situacija. Već neko vrijeme većina venecuelanskih država ostala je bez struje.

2. mjesto. Itaipu

Lokacija: Foz do Iguacu, granica Brazila i Paragvaja

Godina lansiranja: 1984

Snaga: 14.000 MW


Druga najveća hidroelektrana na svijetu. Brana je također jedna od najvećih građevina na svijetu. O projektu brane se počelo razgovarati 1971. godine. Izgradnja je počela 1978. Već 13 godina kasnije pušteno je u rad 18 generatora. U 2007. godini priključena su još dva generatora.

Hidroelektrana je prošle godine postala svjetski lider po količini proizvedene energije. Za cijelu 2016. hidroelektrana je proizvela više od 100 milijardi kW/h električne energije.

Vanredna situacija kod ovog giganta dogodila se krajem 2009. godine. Usljed jakog nevremena oštećeni su dalekovodi koji su snabdevali energijom iz hidroelektrane. Kao rezultat ove vanredne situacije, cijeli dio Paragvaja, koji pokreće Itaipu, ostao je bez struje, kao i oko 50 miliona domova u Brazilu.

1 mjesto. Tri klisure

Lokacija: grad Yichang, provincija Hubei, Kina

Godina lansiranja: 2003

Snaga: 22.500 MW


Hidroelektrana Tri klisure najveća je građevina na svijetu i ujedno najmoćnija hidroelektrana. Njena izgradnja počela je 1992. godine, a puštanje u rad prvih blokova počelo je 2003. Hidroelektrana je svoj puni kapacitet dostigla relativno nedavno - sredinom ljeta 2012. godine.

Brana se nalazi na rijeci Jangce, koja je jedna od tri najveće rijeke na svijetu. Tri klisure su označile još jedan rekord - najveće preseljenje u istoriji čovečanstva. 1,3 miliona lokalnog stanovništva je preseljeno kako bi se napunila brana.

Brana je duga 2,3 km i visoka 185 m.

Za ekonomiju zemlje, hidroelektrana Tri klisure je od posebne vrijednosti. Prvobitno je planirano da puštanje u rad brane pokriva 10% potrošnje energije u zemlji.

Brana takođe reguliše poplave reke Jangce. Tokom proteklih 2000 godina, riječne poplave su bile razorne za ekonomiju zemlje skoro 200 puta! Samo tokom 20. veka, katastrofalne poplave Jangcea ubile su 1,5 miliona ljudi u zemlji.

Rezultirajući rezervoar imao je pozitivan učinak na plovidbu duž Jangcea. Zahvaljujući povećanju količine vode, promet tereta na rijeci se povećao 10 puta. Svake godine brodovi prevezu do 100 miliona različitih tereta.

Kada su naučnici u devetnaestom veku izumeli sijalicu i automobil dinamo, potreba za električnom energijom se povećala. U dvadesetom vijeku potreba je nadoknađena sagorijevanjem uglja u elektranama, a kada se još više povećala, bilo je potrebno tražiti nove izvore. Zahvaljujući inovativnom istraživanju, struja se dobija iz ekološki prihvatljivih izvora. U Rusiji postoji 5 najvećih hidroelektrana, termoelektrana i nuklearnih elektrana.

HES - hidroelektrana. U svakom od njih energija se proizvodi iz indukcijske struje. Pojavljuje se kada se provodnik u magnetu rotira, a voda obavlja mehanički rad. Hidroelektrane su brane koje blokiraju rijeke, kontroliraju tok iz kojih se crpi energija.

5 najvećih hidroelektrana u Rusiji

  1. Sayano-Shushenskaya nazvana po. P.S. Neporozhniy na rijeci. Jenisej u Hakasiji: 6.400 MW. Posluje od decembra 1985. godine pod rukovodstvom JSC RusHydro.
  2. Krasnojarsk, 40 km od Krasnojarska: 6.000 MW. Radi od 1972. godine pod rukovodstvom OJSC Krasnojarska hidroelektrana, u vlasništvu Olega Deripaske.
  3. Bratskaya na rijeci Angara u Irkutskoj oblasti: 4.500 MW. Djeluje od 1967. godine pod vodstvom OJSC Irkutskenergo Olega Deripaske.
  4. Ust-Ilimskaya na rijeci. Angara: 3.840 MW. Djeluje od marta 1979. godine pod vodstvom OJSC Irkutskenergo Olega Deripaske.
  5. Volzhskaya na rijeci Volga: 2.592,5 MW. Posluje od septembra 1961. godine pod rukovodstvom JSC RusHydro.

TE - termoelektrana. Električna energija se proizvodi sagorevanjem fosilnih goriva. Termoelektrane proizvode više od 40% svjetske električne energije. Ugalj, gas ili nafta se koriste kao gorivo u Rusiji.

5 najvećih termoelektrana u Rusiji

  1. Surgutskaya GRES-2 u Hanti-Mansijskom autonomnom okrugu: 5.597 MW. Posluje od 1985. godine pod rukovodstvom Unipro PJSC.
  2. Reftinskaya GRES u selu Reftinsky (Sverdlovsk region): 3.800 MW. Posluje od 1963. godine pod vodstvom Enel Russia.
  3. Državna elektrana Kostroma c. Volgorečensk: 3.600 MW. Posluje od 1969. godine pod rukovodstvom Inter RAO-a.
  4. Surgutskaya GRES-1 u Hanti-Mansijskom autonomnom okrugu: 3.268 MW. Djeluje od 1972. godine pod vodstvom OGK-2.
  5. Rjazanska državna elektrana u Novomičurinsku: 3.070 MW. Djeluje od 1973. godine pod vodstvom OGK-2.

NPP - nuklearna elektrana. Iako je opasan, čist je, za razliku od hidroelektrana i termoelektrana. Električna energija dolazi od potrošnje male količine goriva - uranijuma, plutonijuma. Nuklearne elektrane su betonske komore u kojima se javlja toplota usled raspadanja radioaktivnih elemenata. Visoke temperature dovode do isparavanja vode, a para počinje da rotira turbine, kao u hidroelektrani.

5 najvećih nuklearnih elektrana u Rusiji

  1. Balakovskaya u Balakovu (regija Saratov): 4.000 MW. Posluje od 28. decembra 1985. godine pod rukovodstvom Rosenergoatoma.
  2. Kalininskaya u Udomlya (Tver region): 4.000 MW. Radi od 9. maja 1984. godine pod rukovodstvom Rosenergoatoma. Režiser je Ignatov Viktor Igorevič.
  3. Kurskaja na Seimasu u Kursku: 4.000 MW. Radi od 19. decembra 1976. godine pod rukovodstvom Rosenergoatoma.
  4. Lenjingradskaja u Sosnovom Boru (Lenjingradska oblast): 4.000 MW. Radi od 23. decembra 1973. godine pod rukovodstvom Rosenergoatoma.
  5. Novovoronješka: 2.597 MW, planirano - 3.796 MW. Posluje od septembra 1964. godine pod rukovodstvom Rosenergoatoma.

Od davnina, ljudi su koristili pokretačku snagu vode. Mljevili su brašno u mlinovima, čije su kotače pokretali tokovi vode, plutali teška stabla nizvodno i općenito koristili hidroenergiju za rješavanje raznih problema, uključujući i industrijske.

Prve hidroelektrane

Krajem 19. stoljeća, s početkom elektrifikacije gradova, hidroelektrane su počele vrlo naglo dobivati ​​popularnost u svijetu. Godine 1878. u Engleskoj se pojavila prva hidroelektrana na svijetu, koja je tada pokretala samo jednu lučnu lampu u umjetničkoj galeriji pronalazača Williama Armstronga... A do 1889. godine samo u Sjedinjenim Državama bilo je već 200 hidroelektrana.

Jedan od najvažnijih koraka u razvoju hidroenergije bila je izgradnja Hoover brane u Sjedinjenim Državama 1930-ih. Što se tiče Rusije, ovdje je već 1892. godine, u Rudnom Altaju na rijeci Berezovki, izgrađena prva hidroelektrana sa četiri turbine snage 200 kW, dizajnirana da obezbijedi električnu energiju za odvodnjavanje rudnika Zyryanovsky. Dakle, razvojem električne energije od strane čovječanstva, hidroelektrane su obilježile brzi tempo industrijskog napretka.

Danas su moderne hidroelektrane ogromne građevine sa instaliranom snagom od gigavata. Međutim, princip rada bilo koje hidroelektrane ostaje, u cjelini, prilično jednostavan, i gotovo potpuno isti svugdje. Pritisak vode usmjeren na lopatice hidraulične turbine uzrokuje njeno rotiranje, a hidraulička turbina, zauzvrat, povezana s generatorom, rotira generator. Generator proizvodi električnu energiju koja...

U turbinskoj prostoriji hidroelektrane ugrađene su hidraulične jedinice koje pretvaraju energiju protoka vode u električnu energiju, a smješteni su i svi potrebni razvodni uređaji, kao i uređaji za kontrolu i nadzor rada hidroelektrane. direktno u zgradi hidroelektrane.


Snaga hidroelektrane zavisi od količine i pritiska vode koja prolazi kroz turbine. Direktan pritisak nastaje zbog usmjerenog kretanja toka vode. To može biti voda akumulirana na brani, kada se gradi brana na određenom mjestu na rijeci, ili pritisak koji se dobija zbog preusmjeravanja toka - to je kada se voda iz korita preusmjerava kroz poseban tunel ili kanal. Dakle, hidroelektrane mogu biti brane, diverzije i brano-diverzije.

Najčešće brane hidroelektrane su zasnovane na brani koja blokira korito rijeke. Iza brane voda se diže i akumulira, stvarajući neku vrstu vodenog stupca koji stvara pritisak i pritisak. Što je veća brana, to je jači pritisak. Najviša brana na svijetu ima visinu od 305 metara, ovo je brana u Jinping hidroelektrani snage 3,6 GW na rijeci Yalongjiang u zapadnom dijelu provincije Sichuan u jugozapadnoj Kini.

Hidroelektrane koje koriste energiju vode su dvije vrste. Ako rijeka ima blagi pad, ali je relativno visoka, tada se uz pomoć brane koja blokira rijeku stvara dovoljna razlika u vodostaju.

Iznad brane formiran je rezervoar koji osigurava ujednačen rad stanice tokom cijele godine. Na obali ispod brane, u njenoj neposrednoj blizini, postavljena je vodna turbina, spojena na elektrogenerator (branska stanica). Ako je rijeka plovna, onda se na suprotnoj obali napravi brava kako bi se omogućilo prolazak brodova.

Ako rijeka nije mnogo vodena, ali ima veliki pad i brzu struju (na primjer, planinske rijeke), tada se dio vode preusmjerava kroz poseban kanal, koji ima mnogo manji nagib od rijeke. Ovaj kanal ponekad ima dužinu od nekoliko kilometara. Ponekad nas uslovi terena prisiljavaju da kanal zamijenimo tunelom (za moćne stanice). Ovo stvara značajnu razliku u nivou između ispusta kanala i donjeg toka rijeke.

Na kraju kanala voda ulazi u strmo nagnutu cijev, na čijem se donjem kraju nalazi hidraulična turbina sa generatorom. Zbog značajne razlike u nivoima voda dobija visoku kinetičku energiju, dovoljnu za napajanje stanice (diverzione stanice).

Takve stanice mogu imati veću snagu i spadaju u kategoriju regionalnih elektrana (vidi -). Na najmanjim stanicama turbina se ponekad zamjenjuje manje efikasnim, jeftinijim vodenim kotačem.

Vrste hidroelektrana i njihovi uređaji


Osim brane, hidroelektrana uključuje zgradu i razvodni uređaj. Glavna oprema hidroelektrane nalazi se u zgradi, a tu su ugrađene turbine i generatori. Osim brane i zgrade, hidroelektrana može imati i prevodnice, preljeve, ljestve za ribe i brodske liftove.

Svaka hidroelektrana je jedinstvena struktura, stoga je glavna odlika hidroelektrana od ostalih tipova industrijskih elektrana njihova individualnost. Inače, najveći rezervoar na svetu nalazi se u Gani, rezervoar Akosombo na reci Volti. Zauzima 8.500 kvadratnih kilometara, što je 3,6% površine cijele zemlje.

Ako postoji značajan nagib duž korita rijeke, tada se gradi diverziona hidroelektrana. Umjesto toga, nema potrebe za izgradnjom velike brane, voda se usmjerava samo kroz posebno izgrađene vodene kanale ili tunele direktno do zgrade elektrane.

Ponekad se na diverzionim hidroelektranama ugrađuju mali dnevni regulacioni bazeni koji omogućavaju kontrolu pritiska i na taj način utiču na količinu proizvedene električne energije u zavisnosti od opterećenja na elektroenergetskoj mreži.


Crpnoakumulacijske elektrane (PSPP) su posebna vrsta hidroelektrana. Ovdje je sama stanica dizajnirana da izgladi dnevne fluktuacije i vršna opterećenja na napajanju, i time poveća pouzdanost električne mreže.

Takva stanica može raditi i u generatorskom i u skladišnom režimu, kada pumpe pumpaju vodu u gornji bazen iz donjeg bazena. Bazen, u ovom kontekstu, je objekt bazenskog tipa koji je dio rezervoara i u blizini hidroelektrane. Gornji bazen se nalazi uzvodno, a donji nizvodno.

Primjer pumpne elektrane je rezervoar Taum Sauk u Missouriju, izgrađen 80 kilometara od Misisipija, kapaciteta 5,55 milijardi litara, što omogućava elektroenergetskom sistemu da obezbijedi vršnu snagu od 440 MW.

Na prvi pogled, hidroelektrana je prilično jednostavna stvar - voda teče, generator se okreće i proizvodi se struja. U stvari, moderna hidroelektrana je sistem sa veoma složenom opremom i hiljadama senzora, kojima upravljaju kompjuteri.

Danas ću vam reći nešto što malo običnih ljudi zna o hidroelektranama.


Sada sam na gradilištu hidroelektrane Ust-Srednekanskaya, koja se nalazi 400 kilometara od Magadana. Kasnije ću vam reći nešto više o hidroelektrani i izgradnji, ali danas postoji nekoliko zanimljivih činjenica.

1. Hidroelektrana je možda jedini veliki inženjerski objekat koji počinje sa radom mnogo prije završetka izgradnje. Na Ust-Srednekanskoj HE brana još nije u potpunosti podignuta, turbinska hala još nije u potpunosti izgrađena, a prve dvije od četiri hidraulične jedinice već proizvode struju.

2. Dok se hidroelektrana gradi, njene hidraulične jedinice rade sa privremenim radnim kolima dizajniranim za nizak pritisak vode. Kada se brana završi, pritisak vode će se povećati i privremeni točkovi će biti zamenjeni stalnim točkovima visokog pritiska sa drugačijim oblikom lopatice.

3. Uprkos činjenici da je izgradnja hidroelektrana veoma skupa, mnoge hidroelektrane se same isplaćuju i prije nego što budu završene. Inače, Ust-Srednekanskaya HE prodaje struju po cijeni od 1,10 rubalja po kWh.

4. Prije ulaska u turbinu hidroelektrane, voda se kovitla pomoću ogromnog čeličnog puža - spiralne komore. Sada se na Ust-Srednekanskoj HE montaža spiralne komore trećeg agregata upravo završava, a ja sam to mogao vidjeti i fotografirati. Kada agregat bude završen, džinovski puž će biti zakopan u beton.

Da biste razumjeli veličinu konstrukcije, obratite pažnju na radnike koji postavljaju spiralnu komoru.

5. Radno kolo hidrauličke jedinice uvijek se okreće istom brzinom, osiguravajući stabilnu frekvenciju od 50 herca. Oduvijek mi je bila misterija kako se održava stabilna brzina rotacije. Ispostavilo se jednostavno promjenom protoka vode. Kompjuterski upravljane lopatice su stalno u pokretu, smanjujući i povećavajući protok vode. Zadatak sistema je da postigne tačnu brzinu rotacije bez obzira na silu kojom se rotira osovina generatora (a zavisi od proizvedene snage).

6. Napon koji dovodi generator se reguliše promjenom napona pobude. Ovo je konstantni napon koji se dovodi do elektromagneta rotora. U ovom slučaju, napon koji stvara namotaj statora ovisi o jačini magnetskog polja. Na fotografiji mi se iznad glave vrti višetonski rotor.

7. Generator hidroelektrane proizvodi napon od 15,75 kV. U HE Ust-Srednekanskaya ugrađeni su generatori nazivne snage 142,5 MW (142 500 000 W), a struja u žicama koje odvode proizvedenu električnu energiju iz generatora može doseći 6150 A. Dakle, ove žice, odnosno gume, imaju ogroman poprečni presjek i zatvoreni su u ovakve cijevi.

Svako prebacivanje na takvim strujama pretvara se u veliki problem. Ovako izgleda jednostavan prekidač. Naravno, pri struji od šest hiljada ampera i naponu od petnaest hiljada volti, postaje prilično teško.

8. Step-up transformatori se obično nalaze na ulici iza turbinske prostorije hidroelektrane (za prenos do potrošača napon koji se dobija od generatora najčešće se povećava na 220 kV).

9. Kroz žice dalekovoda prenosi se ne samo električna energija na frekvenciji od 50 Hz, već i informacijski signali na visokoj frekvenciji. Koristeći ih, na primjer, možete precizno odrediti lokaciju nesreće na dalekovodu. U elektranama i trafostanicama ugrađuju se specijalni visokofrekventni filteri signala. Vjerovatno ste vidjeli takve stvari, ali vjerovatno niste znali čemu služe.

10. Sva preklapanja visokog napona se dešavaju u okruženju gasa SF6 (sumpor fluorida, koji ima veoma nisku električnu provodljivost), tako da žice izgledaju kao cevi, a elektrika više podseća na vodovod. :)

p.s. Hvala zaposlenima Ust-Srednekanske HE Ilji Gorbunovu i Vjačeslavu Sladkeviču (on je na fotografiji) na detaljnim odgovorima na moja brojna pitanja, kao i kompaniji RusHydro na prilici da svojim očima vidim gradnju i rad tako grandiozne strukture.

2016, Aleksej Nadežin

Glavna tema mog bloga je tehnologija u ljudskom životu. Pišem recenzije, dijelim svoja iskustva, pričam o raznim zanimljivostima. Pravim i izvještaje sa zanimljivih mjesta i pričam o zanimljivim događajima.
Dodaj me na listu prijatelja

 

Možda bi bilo korisno pročitati: