Jak funguje vodní elektrárna? Tři největší vodní elektrárny v Rusku Vodní elektrárny na seznamu Volhy

Vodní elektrárny, neboli VE, vyrábějí elektřinu pomocí energie padající vody. Vodní elektrárny se nejčastěji objevují na největších řekách, které jsou za tímto účelem blokovány přehradami. Je také známo, že nejlidnatější zemí světa je Čína a její prosperující ekonomika vyžaduje neskutečné množství elektřiny. Proto se nyní v této zemi realizují obrovské projekty elektráren. Na tomto pozadí není divu, že největší vodní elektrárna na světě se nachází také v Číně. Hodnocení vychází z instalovaného výkonu vodních elektráren (uvedeno v závorce).

1. Tři soutěsky, Čína (22,5 GW)

Jedna z nejhlubších a třetích nejdelších řek světa Jang-c'-ťiang se stala místem, kde byla vybudována nejvýkonnější přehrada světa Přehrada Tři soutěsky, která se dělí o první a druhé místo co do množství vyrobené energie. Je to jedna z nejambicióznějších hydraulických staveb na planetě. Nachází se v provincii Hubei, v městské části Yichang poblíž města Sandouping. Je zde vybudována jedna z největších betonových gravitačních přehrad na světě.
Před napuštěním nádrže bylo nutné přesídlit 1,3 milionu místních obyvatel – jde o největší přesídlení v historii spojené s takovými technologickými řešeními. Výstavba této vodní elektrárny začala v roce 1992 a oficiálně byla uvedena do provozu v červenci 2012. Kapacita vodní elektrárny Tři soutěsky v rámci projektu byla 22,5 GW a v témže roce byla prakticky dosažena projektovaná roční produkce sto miliard kilowattů. Před hrází vodní elektrárny vznikla velká nádrž o objemu 22 metrů krychlových. km vody a s vodní plochou 1045 m2. km. Do konce roku 2008 bylo do projektu této vodní elektrárny investováno asi 26 miliard dolarů, z toho 10 na přesídlení lidí, stejná částka na její výstavbu a dalších 6 miliard činily úroky z úvěrů.


Od pradávna se důmyslná lidská mysl pokoušela vymyslet tak strašlivý trest pro zločince, vykonávaný nutně na veřejnosti, aby vyděsil...

2. Itaipu, Paraguay/Brazílie (14 GW)

20 kilometrů od města Foz do Iguaçu na brazilsko-paraguayské hranici na řece Paraná byla postavena přehrada s vodní elektrárnou Itaipu. Své jméno zdědila podle ostrova v ústí této velké řeky, která se stala základem přehrady. Právě tato elektrárna v roce 2016 jako první na světě vyrobila přes 100 miliard kilowattů elektřiny, přesněji 103,1 miliardy kWh. Projekční a přípravné práce pro její stavbu začaly již v roce 1971, v roce 1991 byly uvedeny do provozu poslední dva generátory z plánovaných 18 a v roce 2007 k nim přibyly další 2 elektrické stroje, čímž se výkon vodní elektrárny zvýšil na 14; GW.
V průběhu stavby musely úřady přesídlit přibližně 10 tisíc rodin žijících na březích Parané, z nichž mnohé se později staly členy bezzemského rolnického hnutí. Zpočátku odborníci odhadovali náklady na výstavbu vodní elektrárny na 4,4 miliardy dolarů, ale po sobě jdoucí diktátorské režimy neměly účinnou politiku, a proto se skutečné náklady zvýšily na 15,3 miliardy.

3. Xiluodu, Čína (13,86 GW)

V horním toku řeky Yangtze se nachází přítok Jinsha, na kterém byla postavena velká vodní elektrárna Xiluodu. Tak byl pojmenován po nedaleké vesnici Silodu, centru městské části Yongshan v provincii Yunnan. Podél koryta řeky vede správní hranice s další provincií Sichuan. Po dokončení se stanice stala kritickým prvkem projektu řízeného toku řeky Jinsha, jehož cílem bylo nejen vyrábět elektřinu, ale také snížit množství bahna vstupujícího do Yangtze.
Silodu se stalo třetí největší vodní elektrárnou na světě. Maximální kapacita jeho nádrže je téměř 12,7 kilometrů krychlových.
V roce 2005 byla stavba vodní elektrárny dočasně pozastavena kvůli podrobnějšímu prostudování jejích důsledků na ekologii oblasti, později však byla obnovena. Koryto řeky Jinsha bylo zablokováno v roce 2009, první turbína o výkonu 770 MW byla uvedena do provozu v červenci 2013 a v dubnu 2014 zahájila provoz 14. turbína. V srpnu téhož roku byly spuštěny poslední bloky vodní elektrárny.


V posledních desetiletích prošel náš vzdělávací systém významnými metamorfózami a po celém světě vznikají nové formy škol, které podporují různé...

4. Guri, Venezuela (10,235 GW)

Ve venezuelském státě Bolivar byla na řece Caroni, 100 km od jejího soutoku s Orinokem, postavena velká vodní elektrárna. Oficiálně nese jméno Simon Bolivar, i když v letech 1978 až 2000 byl pojmenován po Raul Leoni. Výstavba této vodní elektrárny začala v roce 1963, její první etapa byla dokončena v roce 1978 a druhá v roce 1986.
Samotná tato stanice pokrývá 65 % nákladů na elektřinu celé Venezuely a spolu s dalšími velkými vodními elektrárnami (Macagua a Caruachi) poskytuje 82 % elektřiny. Tato elektřina má zcela obnovitelný zdroj, což je pro tuto zemi s nízkou energetickou zásobou důležité. Venezuela navíc prodává část své energie Brazílii a Kolumbii. V roce 2013 došlo v blízkosti vodní elektrárny k silnému požáru, který krátkodobě zanechal téměř celou zemi bez napájení, protože byla poškozena tři vedení vysokého napětí rozvádějící energii do různých států země.

5. Tucurui, Brazílie (8,37 GW)

Tato vodní elektrárna byla postavena na řece Tocantins ve stejnojmenném brazilském státě. Vodní elektrárna zdědila své jméno od nedalekého města Tucurui. Nyní se ale pod přehradou podél řeky objevilo město se stejným názvem. Na přehradě je instalováno 24 elektrocentrál. Objem vody v nádrži dosahuje téměř 46 metrů krychlových. km a vodní plocha je 2430 m2. km. V mezinárodní soutěži vyhlášené u příležitosti vývoje a realizace projektu vodní elektrárny zvítězilo konsorcium vytvořené v roce 1970 dvou brazilských firem. Samotné práce začaly v roce 1976 a byly zcela dokončeny v roce 1984. Přehrada má výšku 76 metrů. Zdejší přeliv má největší kapacitu na světě, činí 120 000 metrů krychlových. paní.

6. Vodní elektrárna Belo Monti, Brazílie (7,57 GW)

Na řece Xingu poblíž města Altamira v Brazílii probíhá rozsáhlá výstavba komplexu vodní elektrárny. V době dokončení prací, plánované na rok 2020, by měla vodní elektrárna dosáhnout instalovaného výkonu 11,2 GW. Ale i nyní, když běží 12 vodních bloků z 20 a pomocná vodní elektrárna Pimental, činila kapacita komplexu 7566,3 MW.

7. Grand Coulee, USA (6 809 GW)

V současné době se jedná o největší vodní elektrárnu v Severní Americe, která se nachází na řece Columbia. Byl postaven v roce 1942. Objem jeho nádrže je 11,9 km3. Přehrada byla postavena nejen za účelem výroby elektřiny, ale také proto, aby mohla zavlažovat pouštní země severozápadního pobřeží (přibližně 2000 km2 zemědělské půdy). Do tělesa této gravitační hráze vysoké 168 metrů a dlouhé 1592 metrů bylo nalito téměř 9,2 milionu metrů krychlových betonu. Přepadová část hráze je široká 503 metrů. K dispozici jsou 4 turbínovny, ve kterých je instalováno 33 turbín, které ročně vyrobí 20 TWh elektřiny.

8. Xiangjiaba, Čína (6 448 GW)

Další výkonná vodní elektrárna byla postavena na stejném přítoku Yangtze - řece Jinshu. Nachází se v provincii Yunnan v okrese Yongshan. Vodní elektrárna je součástí kaskády přehrad postupně budovaných na řece Jang-c'-ťiang a jejích přítocích. Je také určen nejen k výrobě elektřiny, ale také ke snížení toku bahna do Yangtze. Jeho hydroelektrický komplex je vybaven vertikálním lodním výtahem, zatímco hydroelektrárna Silodu umístěná proti proudu takový lodní výtah nemá. Výsledkem bylo, že proti proudu řeky Jinsha se nádrž Xiangjiaba stala posledním splavným úsekem.

9. Longtan, Čína (6,426 GW)


Fotbalové stadiony už dávno nejsou jen místy, kde se konají zápasy v tomto sportu. Tyto architektonické kolosy začaly zosobňovat země...

Tato velká čínská vodní elektrárna se objevila na řece Hongshuihe, která je přítokem Perlové řeky. Výška jeho hráze dosahuje 216,5 metrů. V květnu 2007 byla testována první ze tří plánovaných pohonných jednotek. Po dokončení stavby v roce 2009 bylo uvedeno do provozu 9 generátorů, které by podle plánu měly vyrobit 18,7 miliardy kWh.

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

Tato vodní elektrárna je dosud největší v Rusku z hlediska instalovaného výkonu. Stojí na Jeniseji, oddělujícím Krasnojarské území a Khakassii, a nedaleko jsou vesnice Cheryomushki a Sayanogorsk. Vodní elektrárna Sayano-Shushenskaya je vrcholným stupněm kaskády vodních elektráren postavených na Jeniseji. Její oblouková gravitační přehrada je s výškou 242 metrů nejvyšší v Rusku a podobných přehrad není na světě mnoho. Své jméno získala podle nedalekého pohoří Sajany a vesnice Šušenskoje, kde kdysi v exilu odpočíval V. Lenin.
Výstavba této vodní elektrárny začala v roce 1963 a oficiálně byla dokončena až v roce 2000. Při samotné výstavbě a provozu elektrárny se objevily různé nedostatky, např. destrukce přelivových konstrukcí, vznik trhlin v hrázi, které byly postupně řešeny.
V roce 2009 však došlo k nejzávažnější havárii v domácí vodní elektrárně ve vodní elektrárně Sayano-Shushenskaya, v důsledku čehož byla stanice dočasně mimo provoz a zabila 75 lidí. Teprve v listopadu 2014 byla elektrárna obnovena.

Vodní elektrárna je stanice, která přijímá a vyrábí elektřinu pomocí padající vody. Obvykle se takové stanice staví na velkých řekách. Jsou zataraseny vysokou hrází a je postavena stanice.

Všechny vodní elektrárny jsou rozděleny do několika kategorií podle stupně tlaku:

  • nízký-;
  • střední-;
  • vysokotlaká.

Vodní elektrárny jsou také rozděleny podle kapacity:

  • malý;
  • průměrný;
  • silný.

Mezi pět největších vodních elektráren na světě patří přehrady z Číny, Brazílie, Kanady a Venezuely. Dnes si představíme top 10 největších vodních elektráren na světě.

10. místo. Boguchanskaya HPP

Místo: Kodinsk, Kezhemsky okres, Krasnojarská oblast, Rusko

Rok uvedení na trh: 2012

Výkon: 2997 MW

Přehrada se nachází 444 km od ústí řeky Angara. Výstavba vodní elektrárny Boguchanskaya je považována za jednu z nejdelších na světě. Její projekt byl navržen již v roce 1987. V témže roce začala stavba přehrady. Trvalo to až do roku 1994. Poté byl projekt z důvodu nedostatku finančních prostředků až do roku 2005 zmrazen. V roce 2006 stavba pokračovala a spouštění prvních bloků začalo až o 6 let později.

Vodní hráz je 776 m dlouhá a 79 m vysoká Stavba má unikátní stupňovitý přeliv určený k vypouštění vody při povodních. Je také navržen tak, aby vydržel extrémní záplavy, ke kterým podle vědců dochází na území Krasnojarska jednou za 10 tisíc let.

9. místo. Ust-Ilimskaya HPP

Místo: Usť-Ilimsk, Irkutská oblast, Rusko

Rok uvedení na trh: 1974

Výkon: 3840 MW


Stavba přehrady probíhala v letech 1963 až 1980. První bloky byly spuštěny v roce 1974. Plně zprovozněna vodní elektrárna byla v roce 1979. Přehrada má výšku 105 ma délku o něco méně než 1,5 km.

Původně projekt zahrnoval výstavbu 18 jednotek. Přehrada však v současné době funguje se 16 bloky a pro případ potřeby jsou vytvořeny rezervy na 17 a 18 - jsou tu turbínová potrubí a potrubí pro sání.

Usť-Ilimskaja je jednou z největších vodních elektráren v Rusku.

8. místo. Bratská vodní elektrárna pojmenovaná po. 50. výročí Velké říjnové revoluce

Místo: Bratsk, Irkutská oblast, Rusko

Rok uvedení na trh: 1961

Výkon: 4500 MW


Vodní elektrárna Bratsk je jednou z nejznámějších na světě a největší v Rusku. Její stavba začala v roce 1954 a byla dokončena v roce 1967. Přehrada vodní elektrárny Bratsk je o něco méně než kilometr dlouhá a 124,5 m vysoká.

Vodní elektrárna Bratsk je jedním z nejvýkonnějších dodavatelů energie pro celou Sibiř. Bratsk Aluminium Plant bere svou energii z této přehrady.

Komise provedená v roce 1998 dospěla k závěru, že vodní elektrárna Bratsk pokrývá ziskovost všech podobných přehrad v Rusku.

7. místo. Vodní elektrárna Krasnojarsk

Místo: Divnogorsk, Krasnojarská oblast, Rusko

Rok uvedení na trh: 1967

Výkon: 6000 MW


Stavba přehrady probíhala v letech 1956 až 1972. Výška stanice je 124 m, délka 1065 m Vodní elektrárna Krasnojarsk je jednou z 10 největších vodních elektráren na světě. Přehrada je součástí Jenisejské kaskády.

Je pozoruhodné, že vodní elektrárna Krasnojarsk vlastní jediný lodní výtah v Rusku.

Pokud jde o ziskovost od roku 2012, VE Krasnojarsk předčí všechny tepelné stanice v Rusku. Mezi vodními elektrárnami je z hlediska ziskovosti na druhém místě po vodní elektrárně Bratsk.

6. místo. Sayano-Shushenskaya HPP pojmenovaná po. P. S. Neporozhniy

Kde se nachází: vesnice Cheryomushki, mezi Krasnojarským územím a Chakaskou republikou, Rusko

Rok uvedení na trh: 1978, 2011

Výkon: 6400 MW


Výstavba vodní elektrárny probíhala v letech 1963 až 2000. První zprovoznění bloků stanice bylo zahájeno v roce 1978. Vodní elektrárna konečně zahájila provoz v roce 1985. Později však začaly problémy - začaly se hroutit odvodňovací konstrukce, v přehradě se objevily trhliny.

Jedná se o jednu z největších přehrad na světě a v Rusku. A jen na něm došlo 17. srpna 2009 ke slavné nehodě. Blok č. 2 se zhroutil a selhal. Byl vytlačen ze svého místa silným tlakem vody. Protékající voda zaplavila strojovnu a technické místnosti během pár vteřin. Tato nehoda způsobená člověkem si vyžádala životy 75 lidí.

Stanice se po opravách začala spouštět v roce 2011. Vodní elektrárna konečně začala naplno fungovat až v roce 2014.

5. místo. Tukuruyskaya HPP

Místo: Tucurui County, Tocantes State, Brazílie

Rok uvedení na trh: 1984

Výkon: 8370 MW


Rozhodnutí o výstavbě padlo v roce 1970. Výška hráze je 76 m a délka 11 km. Vodní elektrárna se nachází v údolí stejnojmenné řeky jako stát. Tocantis je hluboká řeka, která se vlévá do Amazonky.

Síla přehrady umožňuje každodenní zásobování energií nejen Brazílii, ale i sousedním zemím.

4. místo. Churchill Falls

Poloha: Mezi provinciemi Newfoundland a Labrador, Kanada

Rok uvedení na trh: 1967

Výkon: 5428 MW


Na místě, kde byla v roce 1967 zahájena výstavba vodní elektrárny, byl vodopád. Téměř celou dobu nefungovala, a tak se vláda rozhodla postavit přehradu. Vodopád i vodní elektrárna jsou pojmenovány po britském premiérovi Winstonu Churchillovi.

Vodní elektrárna je jednou ze dvou vodních elektráren na světě, která má velkou podzemní turbínu.

Výška hráze není přesně známa, ale celková délka je 64 km.

3. místo. GES je. Simon Bolivar nebo "Guri"

Místo: Bolívar, Venezuela

Rok uvedení na trh: 1978

Výkon: 10 235 MW


Stavba byla zahájena v roce 1963. První spouštění bloků začalo v roce 1978 a v roce 1986 začala vodní elektrárna fungovat na plný výkon.

Dnes je stanice pojmenována. Simon Bolívar. Od okamžiku svého prvního startu až do roku 2000 však nesl jméno Raoul Leoni.

Výška hráze je 162 m, délka – 1,3 km.

Vodní elektrárna Guri dodává 65 % spotřeby energie Venezuely. Vodní energie se prodává také do sousední Brazílie a Kolumbie.

V únoru 2013 došlo v blízkosti vodní elektrárny k silnému požáru. Došlo k poškození elektrického vedení, což se pro vodní elektrárnu stalo havarijním stavem. Na nějakou dobu zůstala většina venezuelských států bez elektřiny.

2. místo. Itaipu

Místo: Foz do Iguacu, hranice Brazílie a Paraguaye

Rok uvedení na trh: 1984

Výkon: 14 000 MW


Druhá největší vodní elektrárna na světě. Přehrada je také jednou z největších staveb na světě. Projekt přehrady se začal projednávat v roce 1971. Stavba začala v roce 1978. Již o 13 let později bylo uvedeno do provozu 18 generátorů. V roce 2007 byly připojeny další dva generátory.

Vodní elektrárna se loni stala světovou jedničkou v objemu vyrobené energie. Za celý rok 2016 vyrobila vodní elektrárna více než 100 miliard kW/h elektřiny.

Mimořádná situace u tohoto obra nastala koncem roku 2009. Kvůli silné bouřce bylo poškozeno elektrické vedení, které dodávalo energii z vodní elektrárny. V důsledku této mimořádné události zůstala celá část Paraguaye, která je poháněna Itaipu, bez elektřiny, stejně jako asi 50 milionů domácností v Brazílii.

1. místo. Tři soutěsky

Místo: Yichang City, provincie Hubei, Čína

Rok uvedení: 2003

Výkon: 22 500 MW


Vodní elektrárna Tři soutěsky je největší stavbou na světě a zároveň nejvýkonnější vodní elektrárnou. Její stavba byla zahájena v roce 1992 a spouštění prvních bloků začalo v roce 2003. Plného výkonu vodní elektrárna dosáhla relativně nedávno - v polovině léta 2012.

Přehrada se nachází na řece Yangtze, která je jednou ze tří největších řek na světě. Tři soutěsky zaznamenaly další rekord – největší přesídlení v dějinách lidstva. 1,3 milionu místních obyvatel bylo přesídleno, aby naplnili přehradu.

Přehrada je 2,3 km dlouhá a 185 m vysoká.

Pro ekonomiku země má zvláštní hodnotu vodní elektrárna Three Gorges. Původně se plánovalo, že uvedení přehrady do provozu pokryje 10 % energetické spotřeby země.

Přehrada také reguluje rozvodnění řeky Yangtze. Za posledních 2000 let byly říční povodně zničující pro ekonomiku země téměř 200krát! Jen během 20. století zabily katastrofické záplavy v Jang-c'-ťiang v zemi 1,5 milionu lidí.

Výsledná nádrž měla pozitivní vliv na plavbu po Yangtze. Díky nárůstu množství vody se obrat nákladu na řece zvýšil 10krát. Každý rok přepraví lodě až 100 milionů různých nákladů.

Když vědci v devatenáctém století vynalezli žárovku a dynamo automobil, zvýšila se potřeba elektřiny. Ve dvacátém století byla potřeba kompenzována spalováním uhlí v elektrárnách, a když se ještě zvýšila, bylo nutné hledat nové zdroje. Díky inovativnímu výzkumu je proud získáván ze zdrojů šetrných k životnímu prostředí. V Rusku je 5 největších vodních elektráren, tepelných elektráren a jaderných elektráren.

HES - vodní elektrárna. V každém z nich se energie vyrábí z indukčního proudu. Objevuje se, když se vodič v magnetu otáčí, přičemž mechanickou práci vykonává voda. Vodní elektrárny jsou přehrady, které blokují řeky, kontrolují tok, ze kterého se čerpá energie.

5 největších vodních elektráren v Rusku

  1. Sayano-Shushenskaya pojmenovaná po. P.S. Neporozhniy na řece. Yenisei v Khakassii: 6 400 MW. Funguje od prosince 1985 pod vedením JSC RusHydro.
  2. Krasnojarsk, 40 km od Krasnojarsku: 6 000 MW. Funguje od roku 1972 pod vedením vodní elektrárny OJSC Krasnojarsk, kterou vlastní Oleg Děripaska.
  3. Bratskaya na řece Angara v Irkutské oblasti: 4 500 MW. Funguje od roku 1967 pod vedením OJSC Irkutskenergo Olega Deripasky.
  4. Ust-Ilimskaya na řece. Angara: 3 840 MW. Funguje od března 1979 pod vedením OJSC Irkutskenergo Olega Deripasky.
  5. Volzhskaya na řece Volha: 2 592,5 MW. Funguje od září 1961 pod vedením JSC RusHydro.

TPP - tepelná elektrárna. Elektrická energie vzniká spalováním fosilních paliv. Tepelné elektrárny vyrábějí více než 40 % světové elektřiny. Jako palivo se v Rusku používá uhlí, plyn nebo ropa.

5 největších tepelných elektráren v Rusku

  1. Surgutskaya GRES-2 v autonomním okruhu Chanty-Mansi: 5 597 MW. Funguje od roku 1985 pod vedením Unipro PJSC.
  2. Reftinskaya GRES ve vesnici Retinsky (Sverdlovská oblast): 3 800 MW. Funguje od roku 1963 pod vedením Enel Russia.
  3. Státní okresní elektrárna Kostroma c. Volgorechensk: 3 600 MW. Funguje od roku 1969 pod vedením Inter RAO.
  4. Surgutskaya GRES-1 v autonomním okruhu Chanty-Mansi: 3 268 MW. Funguje od roku 1972 pod vedením OGK-2.
  5. Elektrárna státního okresu Rjazaň v Novomichurinsku: 3 070 MW. Funguje od roku 1973 pod vedením OGK-2.

JE - jaderná elektrárna. I když je nebezpečný, je na rozdíl od vodních a tepelných elektráren čistý. Elektřina pochází ze spotřeby malého množství paliva - Uran, Plutonium. Jaderné elektrárny jsou betonové komory, kde vzniká teplo v důsledku rozpadu radioaktivních prvků. Vysoké teploty vedou k odpařování vody a pára začíná roztáčet turbíny jako ve vodní elektrárně.

5 největších jaderných elektráren v Rusku

  1. Balakovskaya v Balakovo (Saratovská oblast): 4 000 MW. Funguje od 28. prosince 1985 pod vedením Rosenergoatomu.
  2. Kalininskaya v Udomlya (Tver region): 4 000 MW. Funguje od 9. května 1984 pod vedením Rosenergoatomu. Režisérem je Ignatov Viktor Igorevič.
  3. Kurskaja v Seimas v Kursku: 4 000 MW. Funguje od 19. prosince 1976 pod vedením Rosenergoatomu.
  4. Leningradskaja v Sosnovy Bor (Leningradská oblast): 4 000 MW. Funguje od 23. prosince 1973 pod vedením Rosenergoatomu.
  5. Novovoroněžskaja: 2 597 MW, plánovaný - 3 796 MW. Funguje od září 1964 pod vedením Rosenergoatom.

Od pradávna lidé využívali hnací sílu vody. Mleli mouku v mlýnech, jejichž kola poháněly proudy vody, plavili po proudu těžké kmeny stromů a obecně využívali vodní energii k řešení nejrůznějších problémů, včetně průmyslových.

První vodní elektrárny

Koncem 19. století se začátkem elektrifikace měst si vodní elektrárny začaly ve světě velmi prudce získávat oblibu. V roce 1878 se v Anglii objevila první vodní elektrárna na světě, která tehdy napájela pouze jednu obloukovou lampu v umělecké galerii vynálezce Williama Armstronga... A v roce 1889 bylo jen ve Spojených státech již 200 vodních elektráren.

Jedním z nejdůležitějších kroků v rozvoji vodní energie byla stavba přehrady Hoover Dam ve Spojených státech ve 30. letech 20. století. Pokud jde o Rusko, zde již v roce 1892 v Rudném Altaji na řece Berezovce byla postavena první čtyřturbinová vodní elektrárna o výkonu 200 kW, určená k zajištění elektřiny pro odvodňování dolu Zyrjanovskij. S rozvojem elektřiny lidstvem tedy vodní elektrárny znamenaly rychlé tempo průmyslového pokroku.

Moderní vodní elektrárny jsou dnes obrovské stavby s gigawatty instalovaného výkonu. Princip fungování jakékoli vodní elektrárny však zůstává vcelku jednoduchý a téměř všude stejný. Tlak vody nasměrovaný na lopatky hydraulické turbíny způsobuje její otáčení a hydraulická turbína, která je připojena ke generátoru, otáčí generátorem. Generátor vyrábí elektřinu, která...

V turbínové místnosti vodní elektrárny jsou instalovány hydraulické jednotky, které přeměňují energii vodního toku na elektrickou energii a jsou zde umístěny všechny potřebné rozvaděče, jakož i řídicí a monitorovací zařízení pro provoz vodní elektrárny. přímo v budově vodní elektrárny.


Výkon vodní elektrárny závisí na množství a tlaku vody procházející turbínami. Přímý tlak je získán díky směrovému pohybu proudu vody. Může se jednat o vodu nahromaděnou na přehradě, když se na určitém místě na řece staví přehrada, nebo o tlak získaný odkloněním toku – to je, když je voda odváděna z koryta speciálním tunelem nebo kanálem. Vodní elektrárny tedy mohou být přehradní, přehradní a přehradní.

Nejběžnější přehradní vodní elektrárny jsou založeny na hrázi, která blokuje koryto řeky. Za hrází voda stoupá a hromadí se a vytváří jakýsi vodní sloupec, který zajišťuje tlak a tlak. Čím vyšší hráz, tím silnější tlak. Nejvyšší přehrada světa má výšku 305 metrů, jedná se o přehradu vodní elektrárny Ťin-pching o výkonu 3,6 GW na řece Yalongjiang v západní části provincie Sichuan v jihozápadní Číně.

Vodní elektrárny využívající vodní energii jsou dvojího typu. Pokud má řeka mírný spád, ale je relativně vysoko vodná, tak pomocí hráze blokující řeku vzniká dostatečný rozdíl hladin.

Nad hrází je vytvořena nádrž zajišťující rovnoměrný provoz stanice po celý rok. U břehu pod hrází, v její těsné blízkosti, je instalována vodní turbína, napojená na elektrický generátor (přehradní stanice). Pokud je řeka splavná, pak se na protějším břehu udělá zdymadlo, aby lodě mohly projít.

Pokud řeka není příliš vysoko ve vodě, ale má velký spád a rychlý proud (například horské řeky), pak je část vody odváděna speciálním kanálem, který má mnohem nižší spád než řeka. Tento kanál má někdy délku několika kilometrů. Někdy nás terénní podmínky nutí nahradit kanál tunelem (pro výkonné stanice). To vytváří významný rozdíl hladin mezi vyústěním kanálu a dolním tokem řeky.

Na konci kanálu voda vstupuje do strmě skloněného potrubí, na jehož spodním konci je umístěna hydraulická turbína s generátorem. Díky značnému rozdílu hladin získává voda vysokou kinetickou energii, dostatečnou k napájení stanice (odklonných stanic).

Takové stanice mohou mít větší výkon a patří do kategorie regionálních elektráren (viz -). Na nejmenších stanicích je turbína někdy nahrazena méně účinným, levnějším vodním kolem.

Typy vodních elektráren a jejich zařízení


Součástí vodní elektrárny je kromě přehrady i budova a rozvodna. V objektu je umístěno hlavní zařízení vodní elektrárny, jsou zde instalovány turbíny a generátory. Kromě přehrady a budovy může mít vodní elektrárna plavební komory, přelivy, rybí žebříky a lodní výtahy.

Každá vodní elektrárna je unikátní stavbou, proto je hlavním rozlišovacím znakem vodních elektráren od jiných typů průmyslových elektráren jejich osobitost. Mimochodem, největší nádrž světa se nachází v Ghaně, nádrž Akosombo na řece Voltě. Zabírá 8 500 kilometrů čtverečních, což je 3,6 % rozlohy celé země.

Pokud je podél koryta řeky výrazný sklon, pak se staví převáděcí vodní elektrárna. Není třeba stavět velkou přehradní nádrž, voda je pouze vedena speciálně vybudovanými vodními kanály nebo tunely přímo do budovy elektrárny.

Někdy jsou na převáděcích vodních elektrárnách instalovány malé denní regulační bazény, které umožňují regulovat tlak a tím ovlivňovat množství vyrobené elektřiny v závislosti na zatížení elektrické sítě.


Přečerpávací elektrárny (PSPP) jsou speciálním typem vodních elektráren. Zde je samotná stanice navržena tak, aby vyrovnala denní výkyvy a špičkové zatížení napájecího zdroje, a tím zvýšila spolehlivost elektrické sítě.

Taková stanice je schopna pracovat jak v generátorovém režimu, tak v akumulačním režimu, kdy čerpadla čerpají vodu do horního bazénu ze spodního bazénu. Bazén je v tomto kontextu objekt bazénového typu, který je součástí nádrže a sousedí s vodní elektrárnou. Horní bazén je umístěn proti proudu, spodní bazén je umístěn po proudu.

Příkladem přečerpávací elektrárny je nádrž Taum Sauk v Missouri, postavená 80 kilometrů od Mississippi, s kapacitou 5,55 miliardy litrů, což energetické soustavě umožňuje poskytovat špičkový výkon 440 MW.

Vodní elektrárna je na první pohled docela jednoduchá věc – teče voda, točí se generátor, vyrábí se elektřina. Ve skutečnosti je moderní vodní elektrárna systémem s velmi složitým vybavením a tisíci senzorů, řízenými počítači.

Dnes vám řeknu něco, co o vodních elektrárnách ví jen málokdo.


Nyní jsem na staveništi vodní elektrárny Ust-Srednekanskaya, která se nachází 400 kilometrů od Magadanu. Více o vodní elektrárně a výstavbě vám povím později, ale dnes je tu pár zajímavostí.

1. Vodní elektrárna je snad jediné velké inženýrské zařízení, které začíná fungovat dlouho před dokončením stavby. Na vodní elektrárně Ust-Srednekanskaya není přehrada ještě zcela postavena, turbínová hala ještě není zcela postavena a první dva ze čtyř hydraulických bloků již vyrábějí elektřinu.

2. Při výstavbě vodní elektrárny pracují její hydraulické jednotky s provizorními oběžnými koly dimenzovanými na nízký tlak vody. Po dokončení hráze se zvýší tlak vody a provizorní kola budou nahrazena stálými vysokotlakými koly s jiným tvarem lopatky.

3. Přestože je výstavba vodních elektráren velmi nákladná, mnoho vodních elektráren se zaplatí ještě před dokončením. Mimochodem, Ust-Srednekanskaya HPP prodává elektřinu za 1,10 rublů za kWh.

4. Před vstupem do turbíny vodní elektrárny je voda vířena pomocí obrovského ocelového šneka - spirálové komory. Nyní v Ust-Srednekanskaya HPP právě finišuje instalace spirálové komory třetí energetické jednotky a já jsem ji mohl vidět a vyfotografovat. Po dokončení pohonné jednotky se do betonu zahrabe obří šnek.

Abyste pochopili velikost konstrukce, věnujte pozornost pracovníkům instalujícím spirálovou komoru.

5. Oběžné kolo hydraulické jednotky se vždy otáčí stejnou rychlostí a poskytuje stabilní frekvenci 50 hertzů. Vždy mi bylo záhadou, jak se udržuje stabilní rychlost otáčení. Ukázalo se to jednoduše změnou průtoku vody. Počítačem řízená pádla jsou neustále v pohybu a snižují a zvyšují průtok vody. Úkolem systému je dosáhnout přesné rychlosti otáčení bez ohledu na sílu, kterou se hřídel generátoru otáčí (a závisí na generovaném výkonu).

6. Napětí dodávané generátorem se reguluje změnou budícího napětí. Jedná se o konstantní napětí, které je přiváděno do elektromagnetu rotoru. V tomto případě závisí napětí generované vinutím statoru na síle magnetického pole. Na fotce se mi nad hlavou otáčí mnohatunový rotor.

7. Generátor vodní elektrárny vyrábí napětí 15,75 kV. V Ust-Srednekanskaya HPP jsou instalovány generátory o jmenovitém výkonu 142,5 MW (142 500 000 W) a proud v drátech, které odvádějí generovanou elektřinu z generátoru, může dosáhnout 6150 A. Proto tyto dráty, nebo spíše pneumatiky, mají obrovský průřez a jsou uzavřeny v trubkách, jako jsou tyto.

Jakékoli spínání při takových proudech se stává velkým problémem. Takto vypadá jednoduchý přepínač. Samozřejmě, že při proudu šest tisíc ampér a napětí patnáct tisíc voltů to začíná být docela obtížné.

8. Zvyšovací transformátory jsou obvykle umístěny na ulici za strojovnou vodní elektrárny (pro přenos ke spotřebitelům se napětí přijímané z generátorů nejčastěji zvyšuje na 220 kV).

9. Po drátech elektrického vedení je přenášena nejen elektřina o frekvenci 50 Hz, ale také informační signály o vysoké frekvenci. Pomocí nich můžete například přesně určit místo nehody na elektrickém vedení. V elektrárnách a rozvodnách jsou instalovány speciální filtry vysokofrekvenčního signálu. Určitě jste takové věci viděli, ale pravděpodobně jste nevěděli, k čemu slouží.

10. Veškeré spínání vysokého napětí probíhá v prostředí plynu SF6 (fluorid sírový, který má velmi nízkou elektrickou vodivost), takže vodiče vypadají jako trubky a elektrika připomíná spíše vodovodní potrubí. :)

p.s. Děkuji zaměstnancům VE Ust-Srednekanskaya Ilja Gorbunov a Vjačeslav Sladkevič (je na fotce) za podrobné odpovědi na mé mnohé otázky a také firmě RusHydro za možnost vidět na vlastní oči stavbu a provoz takové grandiózní stavby.

2016, Alexey Nadezhin

Hlavním tématem mého blogu jsou technologie v lidském životě. Píšu recenze, sdílím své zkušenosti, mluvím o nejrůznějších zajímavostech. Dělám také reportáže ze zajímavých míst a povídám o zajímavých akcích.
Přidejte si mě jako přítele

 

Může být užitečné si přečíst: