Как работает гидроэлектростанция. Три крупнейшие гэс россии Гидроэлектростанции на волге список

Гидроэлектростанции или ГЭС вырабатывают электричество, используя энергию падающей воды. ГЭС чаще всего появляются на крупнейших реках, которые для этого перегораживаются плотинами. Известно также, что самой густонаселённой страной мира является Китай, а бурно развивающаяся здесь экономика требует невероятного количества электроэнергии. Поэтому в этой стране сейчас и реализуются проекты огромных электростанций. На этом фоне не удивительно, что самая большая ГЭС в мире также находится в Китае. Рейтинг составлен по установленной мощности ГЭС (указана в скобках).

1. Три ущелья, Китай (22,5 ГВт)

Одна из самых полноводных и третья по длине река мира Янцзы стала местом, где была построена самая мощная в мире плотина «Три ущелья», которая и по количеству вырабатываемой энергии делит первое-второе места. Она является одним из самых грандиозных гидротехнических сооружений на планете. Находится она в провинции Хубей, в городском округе Ичан возле города Саньдоупин. Здесь построена одна из самых больших в мире гравитационных бетонных плотин.
Перед заполнением водохранилища потребовалось переселить 1,3 миллиона местных жителей - это самое массовое в истории переселение, связанное с подобными технологическими решениями. Эту ГЭС начали строить в 1992 году, а официально запустили её в эксплуатацию в июле 2012 года. Мощность ГЭС «Три ущелья» по проекту составила 22,5 ГВт, а проектный годовой уровень выработки ста миллиардов киловатт был практически достигнут в том же году. Перед плотиной ГЭС образовалось большое водохранилище, вмещающее 22 куб. км воды и имеющее площадь водного зеркала 1045 кв. км. К концу 2008 года в проект этой гидроэлектростанции было вложено около 26 миллиардов долларов, из них 10 пришлись на переселение людей, столько же на её строительство, а проценты с кредитов составили ещё 6 миллиардов.


С древних времён изощрённый ум человека старался придумать такое страшное наказание для преступника, проведённое обязательно публично, чтобы устрашить...

2. Итайпу, Парагвай/Бразилия (14 ГВт)

В 20 километрах от города Фос-ду-Игуасу, на бразильско-парагвайской границе на реке Парана построена плотина с гидроэлектростанцией «Итайпу». Своё название она унаследовала от острова в устье этой крупной реки, он и стал основой плотины. Именно эта электростанция в 2016 году стала первой в мире, сумевшей выдать свыше 100 миллиардов киловатт электричества, точнее - 103,1 млрд кВт*ч. Проектированием и подготовительными работами по её строительству занялись ещё в 1971 году, в 1991 году ввели в строй последние два генератора из 18 запланированных, а в 2007 году к ним добавились ещё 2 электрические машины, доведя мощность ГЭС до 14 ГВт.
В процессе строительства властям пришлось переселять примерно 10 тысяч семей, живших на берегах Параны, многие из них позднее стали членами движения безземельных крестьян. Первоначально эксперты оценили стоимость строительства ГЭС в 4,4 миллиарда долларов, но сменявшие один другого диктаторские режимы не отличались эффективной политикой, из-за чего реальная цифра расходов возросла до 15,3 млрд.

3. Силоду, Китай (13,86 ГВт)

В верховьях реки Янцзы есть приток Цзиньша, на котором была построена крупная гидроэлектростанция Силоду. Так назвали её по близлежащему посёлку Силоду - центру городского уезда Юншань провинции Юньнань. По руслу реки проходит административная граница с другой провинцией - Сычуань. После завершения строительства станция стала важнейшим элементом проекта регулируемого стока реки Цзиньша, который преследовал не только цели выработки электроэнергии, но и уменьшения количества ила, попадающего в Янцзы.
Силоду стала третьей по мощности гидроэлектростанцией мира. Максимальная вместимость её водохранилища равна почти 12,7 кубических километра.
В 2005 году строительство ГЭС временно было приостановлено для более детального изучения его последствий на экологию данной местности, но позднее было возобновлено. Русло Цзиньша было перекрыто в 2009 году, первую турбину на 770 МВт ввели в эксплуатацию в июле 2013 года, а в апреле 2014 году заработала уже 14-я турбина. В августе того же года были запущены и последние агрегаты ГЭС.


В последние десятилетия система образования у нас претерпевает значительные метаморфозы, да и в мире возникают новые формы школ, пропагандирующих иные...

4. Гури, Венесуэла (10,235 ГВт)

В венесуэльском штате Боливар на реке Карони за 100 км от её впадения в Ориноко построена крупная ГЭС Гури. Официально она носит имя Симона Боливара, хотя в период с 1978 по 2000 год называлась именем Рауля Леони. Эту ГЭС начали строить в 1963 году, в 1978 году была завершена её первая очередь, а в 1986 году - вторая.
Одна эта станция на 65% покрывает расходы в электричестве всей Венесуэлы, а вместе с другими крупными ГЭС (Макагуа и Каруачи) она даёт 82% электричества. Эта электроэнергия имеет полностью возобновляемый источник, что важно для этой страны с низкой энергообеспеченностью хозяйства. Мало того, часть энергии Венесуэла продаёт в Бразилию и Колумбию. В 2013 году недалеко от ГЭС произошёл сильный пожар, оставивший на непродолжительное время почти всю страну без электроснабжения, поскольку были повреждены три высоковольтные ЛЭП, распределяющие энергию по разным штатам страны.

5. Тукуруи, Бразилия (8,37 ГВт)

Эта гидроэлектростанция была построена на реке Токантинс в одноимённом бразильском штате. Своё название ГЭС унаследовала от находящегося поблизости городка Тукуруи. Но сейчас город с аналогичным названием появился ниже плотины по течению реки. На плотине установлено 24 электрогенератора. Объём воды в водохранилище почти достигает 46 куб. км, а площадь поверхности воды составляет 2430 кв. км. На международном конкурсе, объявленном по случаю разработки и реализации проекта ГЭС, победу одержал образованный в 1970 году консорциум из двух бразильских фирм. Сами же работы были начаты в 1976 году и в 1984 году были полностью завершены. Плотина имеет высоту 76 метров. У местного водосброса наибольшая в мире пропускная способность, составляющая 120 000 куб. м/с.

6. ГЭС Белу-Монти, Бразилия (7,57 ГВт)

На реке Шингу близ города Алтамира в Бразилии идет масштабное строительство комплекса ГЭС. У моменту завершения работ, запланированному на 2020 год ГЭС должна выйти на установленную мощность 11,2 ГВт. Но и в настоящее время с запущенными 12 гидроагрегатами из 20 и вспомогательной ГЭС Пиментал мощность комплекса составила 7566,3 МВт.

7. Гранд-Кули, США (6,809 ГВт)

На данный момент это самая крупная в Северной Америке ГЭС, расположенная на реке Колумбия. Она была построена в 1942 году. Объём её водохранилища составляет 11,9 км3. Плотина была построена не только для выработки электричества, но и для возможности орошения пустынных земель северо-западного побережья (примерно 2000 кв. км сельхозугодий). В тело этой гравитационной плотины высотой 168 метров и длиной 1592 метра было уложено почти 9,2 миллиона кубометров бетона. Водосливная часть плотины имеет ширину 503 метра. Здесь имеется 4 машинных зала, в которых смонтированы 33 турбины, ежегодно вырабатывающие 20 ТВтч электроэнергии.

8. Сянцзяба, Китай (6,448 ГВт)

Ещё одна мощная ГЭС была построена всё на том же притоке Янцзы - реке Цзиньшу. Она расположена в провинции Юннань, городском уезде Юншань. ГЭС является частью постепенно возводимого целого каскада плотин на реке Янцзы и её притоках. Она также призвана не только вырабатывать электричество, но и уменьшить поступление ила в Янцзы. В её гидроузле предусмотрен лифтовый вертикальный судоподъёмник, в то время как в расположенной выше по течению ГЭС Силоду такого судоподъёмника не имеет. В результате выше по течению Цзиньша последним судоходным участком стало именно водохранилище Сянцзяба.

9. Лунтань, Китай (6,426 ГВт)


Футбольные стадионы давно перестали быть просто местами, где проводятся матчи по этому виду спорта. Эти архитектурные колоссы стали олицетворять стран...

Эта крупная китайская гидроэлектростанция появилась на реке Хуншуйхэ, являющейся притоком реки Чжуцзян. Высота её плотины достигает 216,5 метра. В мае 2007 года был испытан первый из трёх запланированных энергоблоков. Когда строительство было завершено в 2009 году, в строй вступили 9 генераторов, которые по плану должны вырабатывать 18,7 млрд кВтч.

10. Саяно-Шушенская, Россия (6,4 ГВт)

До сих пор эта гидроэлектростанция является крупнейшей в России по установленной мощности. Она стоит на Енисее, разделяя Красноярский край и Хакассию, рядом находятся посёлок Черёмушки и Саяногорск. Саяно-Шушенская ГЭС является верхней ступенью каскада ГЭС, построенных на Енисее. Её арочно-гравитационная плотина, имеющая высоту 242 метра, является самой высокой в России, да и в мире не так много подобных плотин. Своё название она получила от расположенных рядом Саянских гор и села Шушенского, в котором когда-то отдыхал в ссылке В. Ленин.
Начали строительство этой гидроэлектростанции в 1963 году, а официально оно было завершено только в 2000 году. Во время возведения и самой эксплуатации электростанции проявлялись разные недостатки, например, разрушение водосбросных сооружений, образование в плотине трещин, которые постепенно были решены.
Но в 2009 году на Саяно-Шушенской ГЭС случилась самая серьёзная в отечественной гидроэнергетике авария, в результате которой станция временно оказалась выведенной из строя, при этом погибли 75 человек. Лишь в ноябре 2014 года электростанцию смогли восстановить.

ГЭС – это станция, которая получает и вырабатывает электроэнергию с помощью падающей воды. Обычно такие станции строят на больших реках. Их перегораживают высокой плотиной и сооружают станцию.

Все гидроэлектростанции делятся на несколько категорий по степени напора:

  • низко-;
  • средне-;
  • высоконапорные.

Также ГЭС разделяют по мощностям:

  • малые;
  • средние;
  • мощные.

В пятерку самых больших ГЭС в мире входят плотины из Китая, Бразилии, Канады и Венесуэлы. Сегодня вниманию представляется топ-10 крупнейших ГЭС мира.

10 место. Богучанская ГЭС

Где находится: г. Кодинск, Кежемский район, Красноярский край, Россия

Год запуска: 2012 г

Мощность: 2997 МВт

Плотина расположена 444 км от устья реки Ангара. Стройка Богучанской ГЭС считается одной из самых долгих в мире. Ее проект был предложен в далеком 1987 году. В этом же году началось возведение плотины. Продолжалось оно до 1994 года. Затем, из-за недостатка финансирования, проект был заморожен до 2005 года. В 2006 году строительство продолжилось, а запуск первых агрегатов стартовал лишь через 6 лет.

Плотина ГЭС имеет длину 776 м и высоту 79 м. Сооружение имеет уникальный ступенчатый водосброс, предназначенный для спуска воды во время паводков. Он также рассчитан на случай экстремального затопления, которое, по подсчетам ученых, случается в Красноярском крае раз в 10 тысяч лет.

9 место. Усть-Илимская ГЭС

Где находится: г. Усть-Илимск, Иркутская область, Россия

Год запуска: 1974 г

Мощность: 3840 МВт


Строительство плотины велось с 1963 г до 1980. Запуск первых агрегатов был осуществлен в 1974 г. В полную мощность ГЭС заработала в 1979 г. Плотина имеет высоту 105 м и длину чуть меньше 1,5 км.

Изначально проект предполагал сооружение 18 агрегатов. Однако, по настоящее время плотина функционирует с 16-ю агрегатами, а под 17 и 18 при необходимости создали заделы – есть турбинные водоводы и трубы для отсоса.

Усть-Илимская одна из крупнейших ГЭС в России.

8 место. Братская ГЭС им. 50-летия Великого Октября

Где находится: г. Братск, Иркутская область, Россия

Год запуска: 1961 г

Мощность: 4500 МВт


Братская ГЭС одна из самых известных в мире и самых крупных в России. Ее строительство началось в 1954 г, а завершилось в 1967 г. Плотина Братской ГЭС имеет длину чуть меньше километра и высоту 124,5 м.

Братская ГЭС – один из самых мощных поставщиков энергии для всей Сибири. Братский алюминиевый завод берет свою мощность именно от этой плотины.

Проведенная в 1998 г комиссия пришла к выводам, что Братская ГЭС покрывает рентабельность всех подобных плотин в России.

7 место. Красноярская ГЭС

Где находится: Дивногорск, Красноярский край, Россия

Год запуска: 1967 г

Мощность: 6000 МВт


Строительство плотины велось с 1956 по 1972 гг. Высота станции – 124 м, длина – 1065 м. Красноярская ГЭС входит в 10-ку крупнейших гидроэлектростанций в мире. Плотина входит в Енисейский каскад.

Примечательно, что в собственности Красноярской ГЭС имеется единственный в России судоподъемник.

В рентабельности по состоянию на 2012 г, Красноярская ГЭС превосходит все тепловые станции России. Среди гидроэлектростанции по рентабельности она занимает второе место после Братской ГЭС.

6 место. Саяно-Шушенская ГЭС им. П. С. Непорожнего

Где находится: п. Черемушки, между Красноярским краем и республикой Хакасия, Россия

Год запуска: 1978, 2011

Мощность: 6400 МВт


Строительство ГЭС осуществлялось с 1963 до 2000 г. Первый ввод агрегатов станции начался в 1978 г. Окончательно ГЭС заработала в 1985 г. Однако, позднее начались проблемы – водосборные сооружения начали разрушаться, в плотине появились трещины.

Это одна из крупнейших плотин в мире и России. И только на ней произошла известная авария 17 августа 2009 г. Разрушился и вышел из строя агрегат №2. Мощным напором воды он был выдавлен со своего места. Поступавшая через него вода в считанные секунды затопила машинный отдел и технические помещения. Эта техногенная авария унесла жизни 75 человек.

После ремонта станцию начали запускать в 2011 г. Окончательно заработала ГЭС на полную мощность лишь в 2014 г.

5 место. Тукуруйская ГЭС

Где находится: графство Тукуруи, штат Токантис, Бразилия

Год запуска: 1984 г

Мощность: 8370 МВт


Решение о строительстве было принято в 1970 г. Высота плотины составляет 76 м, а длина 11 км. Гидроэлектростанция расположена в долине реки, одноименной штату. Токантис – полноводная река, которая впадает в Амазонку.

Мощность плотины позволяет ежедневно обеспечивать энергией не только Бразилию, но и соседние государства.

4 место. Черчилл-Фолс

Где находится: между провинциями Ньюфаундленд и Лабрадор, Канада

Год запуска: 1967 г

Мощность: 5428 МВт


На месте, где в 1967 г началось строительство ГЭС, был водопад. Почти все время он не функционировал, поэтому правительство приняло решение построить плотину. И водопад, и ГЭС названы в честь премьер-министра Британии Уинстона Черчилля.

ГЭС одна из двух гидростанций в мире, которая имеет крупный подземный машинный зал.

Высота плотины точно неизвестна, а общая протяженность составляет 64 км.

3 место. ГЭС им. Симона Боливара или «Гури»

Где находится: штат Боливар, Венесуэла

Год запуска: 1978 г

Мощность: 10 235 МВт


Строительство началось в 1963 г. Первый запуск агрегатов стартовал в 1978 г, а на полную мощность ГЭС заработала в 1986 г.

Сегодня станция имеет название им. Симона Боливара. Однако, с момента первого запуска и до 2000 г – носила имя Рауля Леони.

Высота плотины составляет 162 м, длина – 1,3 км.

ГЭС Гури покрывает 65% энергии, потребляемой Венесуэлой. Также электроэнергия ГЭС продается в соседние Бразилию и Колумбию.

В феврале 2013 г недалеко от гидростанции произошел сильный пожар. Были повреждены линии электропередач, что стало нештатной ситуацией для ГЭС. На некоторое время основная часть венесуэльских штатов осталась без электричества.

2 место. Итайпу

Где находится: г. Фос-ду-Игуасу, граница Бразилии и Парагвая

Год запуска: 1984

Мощность: 14 000 МВт


Вторая по объему производимой энергии ГЭС в мире. Также плотина является одним из самых крупных сооружений в мире. Проект плотины начал обсуждаться в 1971 г. Старт строительства приходится на 1978 г. Уже спустя 13 лет были введены в эксплуатацию 18 генераторов. В 2007 г подключили еще два генератора.

В прошлом году ГЭС стала мировым лидером по объему производимой энергии. За весь 2016 г гидростанция выдала больше 100 млрд кВт/ч электроэнергии.

Внештатная ситуация произошла с этим гигантом в конце 2009 г. Из-за сильной грозы были повреждены линии электропередач, по которым подавалась энергия от ГЭС. В результате этого ЧП без электричества осталась вся часть Парагвая, которая запитана от Итайпу, а также около 50 млн домов Бразилии.

1 место. Три ущелья

Где находится: городской округ Ичан, провинция Хубэй, Китай

Год запуска: 2003

Мощность: 22 500 МВт


ГЭС Три ущелья – самое гигантское сооружение в мире и одновременно самая мощная гидростанция. Ее строительство стартовало в 1992 г, а запуск первых агрегатов начался в 2003 г. На полную мощность ГЭС заработала сравнительно недавно – в середине лета 2012 г.

Плотина расположена на реке Янцзы, которая входит в тройку крупнейших рек мира. Три ущелья отметились еще одним рекордом – самое масштабное переселение за всю историю человечества. Чтобы заполнить плотину было переселено 1,3 млн местных жителей.

Плотина имеет длину 2,3 км, высоту – 185 м.

Для экономики страны ГЭС Три ущелья представляет особую ценность. Изначально планировалось, что ввод плотины в эксплуатацию будет покрывать 10% потребляемой страной энергии.

Также плотина регулирует разлив реки Янцзы. За последние 2000 лет разлив реки был губителен для экономики страны почти 200 раз! Только на протяжении 20 века от катастрофических разливов Янцзы погибло 1,5 млн жителей страны.

Образованное водохранилище положительно сказалось на судоходстве по Янцзы. Благодаря увеличению количества воды, грузооборот по реке увеличился в 10 раз. Ежегодно суда провозят до 100 млн разных грузов.

Когда в девятнадцатом веке ученые изобрели лампочку и динамо автомобиль, потребность в электроэнергии возросла. В двадцатом веке потребность компенсировали сжиганием угля на электрических станциях, а когда она еще более увеличилась, пришлось искать новые источники. Благодаря инновационным исследованиям ток получают из экологически чистых источников. Существует 5 крупнейших ГЭС, ТЭС и АЭС в России.

ГЭС — гидроэлектростанция. В каждой из них энергия производится от индукционного тока. Он появляется, когда вращается проводник в магните, при этом механическую работу выполняет вода. ГЭС — это плотины, перегораживающие реки, контролирующие течение, из чего и черпается энергия.

5 крупнейших ГЭС в России

  1. Саяно-Шушенская им. П. С. Непорожнего на р. Енисей в Хакасии: 6 400 МВт. Работает с декабря 1985 г. под руководством ОАО «РусГидро».
  2. Красноярская в 40 км от Красноярска: 6 000 МВт. Работает с 1972 г. под руководством ОАО «Красноярская ГЭС», владельцем которой является Олег Дерипаска.
  3. Братская на р. Ангара в Иркутской области: 4 500 МВт. Работает с 1967 г. под руководством ОАО «Иркутскэнерго» Олега Дерипаска.
  4. Усть-Илимская на р. Ангара: 3 840 МВт. Работает с марта 1979 г. под руководством ОАО «Иркутскэнерго» Олега Дерипаска.
  5. Волжская на р. Волга: 2 592.5 МВт. Работает с сентября 1961 г. под руководством ОАО «РусГидро».

ТЭС — тепловая электростанция. Электрическая энергия вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива. На ТЭС вырабатывают более 40% мировой электроэнергии. В качестве топлива в России используют уголь, газ или нефть.

5 крупнейших ТЭС в России

  1. Сургутская ГРЭС-2 в Ханты-Мансийском АО: 5 597 МВт. Работает с 1985 г. под руководством ПАО «Юнипро».
  2. Рефтинская ГРЭС в п. Рефтинском (Свердловская область): 3 800 МВт. Работает с 1963 г. под руководством «Энел Россия».
  3. Костромская ГРЭС в. Волгореченске: 3 600 МВт. Работает с 1969 г. под руководством «Интер РАО».
  4. Сургутская ГРЭС-1 в Ханты-Мансийском АО: 3 268 МВт. Работает с 1972 г. под руководством ОГК-2.
  5. Рязанская ГРЭС в г. Новомичуринск: 3 070 МВт. Работает с 1973 г. под руководством ОГК-2.

АЭС — атомная электростанция. Она хоть и опасная, но чистая в отличии от ГЭС и ТЭС. Электроэнергия появляется от потребления небольшого объема топлива — Урана, Плутония. АЭС — это забетонированные камеры, где появляется тепло вследствие распада радиоактивных элементов. Большие температуры приводят к испарению вод, и пар начинает вращать турбины, как на ГЭС.

5 крупнейших АЭС в России

  1. Балаковская в Балаково (Саратовская область): 4 000 МВт. Работает с 28 декабря 1985 г. под руководством «Росэнергоатом».
  2. Калининская в Удомле (Тверская область): 4 000 МВт. Работает с 9 мая 1984 г. под руководством «Росэнергоатом». Директором является Игнатов Виктор Игоревич.
  3. Курская на Сейме в Курске: 4 000 МВт. Работает с 19 декабря 1976 г. под руководством «Росэнергоатом».
  4. Ленинградская в Сосновом Бору (Ленинградская область): 4 000 МВт. Работает с 23 декабря 1973 г. под руководством «Росэнергоатом».
  5. Нововоронежская: 2 597 МВт, планируемая — 3 796 МВт. Работает с сентября 1964 г. под руководством «Росэнергоатом».

С давних времен люди пользовались движущей силой воды. Мололи муку на мельницах, колеса которых приводились в движение потоками воды, сплавляли тяжелые стволы деревьев вниз по течению, в общем использовали гидроэнергию для решения самых разных задач, включая промышленные.

Первые ГЭС

В конце 19 века, с началом электрификации городов, гидроэлектростанции начали очень резко завоевывать популярность в мире. В 1878 году в Англии появилась первая в мире гидроэлектростанция, которая питала тогда всего одну дуговую лампу в картинной галерее изобретателя Уильяма Армстронга… А к 1889 году только в Соединенных Штатах гидроэлектростанций насчитывалось уже 200 штук.

Одним из важнейших шагов в освоении гидроэнергетики стало сооружение в 1930-е годы в США Плотины Гувера. Что касается России, то здесь уже в 1892 году, в Рудном Алтае на реке Березовка, была построена первая четырехтурбинная гидроэлектростанция мощностью 200 кВт, призванная обеспечить электричеством шахтный водоотлив Зыряновского рудника. Так, с освоением человечеством электричества, гидроэлектростанции ознаменовали собой стремительный ход промышленного прогресса.

Сегодня современные гидроэлектростанции - это огромные сооружения на гигаватты установленной мощности. Однако принцип работы любой ГЭС остается в целом достаточно простым, и везде почти полностью одинаковым. Напор воды, направленный на лопасти гидротурбины, приводит ее во вращение, а гидротурбина в свою очередь, будучи соединена с генератором, вращает генератор. Генератор вырабатывает электроэнергию, которая и .

В машинном зале гидроэлектростанции установлены гидроагрегаты, которые преобразуют энергию потока воды в энергию электрическую, а непосредственно в здании гидроэлектростанции располагаются все необходимые распределительные устройства, а также устройства управления и контроля работы ГЭС.


Мощность гидроэлектростанции зависит от количества и от напора воды, проходящей через турбины. Непосредственно напор получается благодаря направленному движению потока воды. Это может быть вода накопленная у плотины, когда в определенном месте на реке строится плотина, или же напор получается благодаря деривации потока, - это когда вода отводится от русла по специальному туннелю или каналу. Так, гидроэлектростанции бывают плотинными, деривационными и плотинно-деривационными.

Наиболее распространенные плотинные ГЭС имеют в своей основе плотину, перегораживающую русло реки. За плотиной вода поднимается, накапливается, создавая своего рода водяной столб, обеспечивающий давление и напор. Чем выше плотина - тем сильнее напор. Самая высокая в мире плотина имеет высоту 305 метров, это плотина на Цзиньпинской ГЭС мощностью 3,6 ГВт, что на реке Ялунцзян в западной части провинции Сычуань на Юго-Западне Китая.

Гидростанции, использующие энергию воды, бывают двух типов. Если река имеет небольшое падение, но относительно многоводна, то при помощи плотины, перегораживающей реку, создают достаточную разность уровней воды.

Над плотиной образуется водохранилище, обеспечивающее равномерную работу станции в течение года. У берега ниже плотины, в непосредственной близости к ней устанавливается водяная турбина, соединенная с электрическим генератором (приплотинная станция). Если река судоходна, то у противоположного берега делается шлюз для пропуска судов.

Если же река не очень многоводна, но имеет большое падение и бурное течение (например, горные реки), то часть воды отводится по специальному каналу, имеющему гораздо меньший уклон, чем река. Канал этот иногда имеет протяженность в несколько километров. Иногда условия местности вынуждают заменить канал тоннелем (для мощных станций). Таким образом создается значительная разность уровней между выходным отверстием канала и нижним течением реки.

У конца канала вода поступает в трубу с крутым наклоном, у нижнего конца которой располагается гидротурбина с генератором. Благодаря значительной разности уровней вода приобретает большую кинетическую энергию, достаточную для питания станции (деривационные станции).

Подобные станции могут иметь большую мощность и относиться к разряду районных электростанций (смотрите - ). На самых малых станциях турбина иногда заменяется менее эффективным, по более дешевым водяным колесом.

Виды ГЭС и их устройства


Кроме плотины гидроэлектростанция включает в себя здание и распределительное устройство. Основное оборудование ГЭС находится в здании, здесь установлены турбины и генераторы. Кроме плотины и здания, в ГЭС могут наличествовать шлюзы, водосбросные устройства, рыбоходы и судоподъемники.

Каждая ГЭС представляет собой уникальное сооружение, поэтому главная отличительная черта ГЭС от других типов промышленных электростанций - это их индивидуальность. Кстати, самое большое в мире водохранилище находится в Гане, это водохранилище Акосомбо на реке Вольта. Оно занимает 8500 квадратных километров, что составляет 3,6% площади всей страны.

Если по ходу русла реки имеется значительный уклон, то возводят деривационную ГЭС. Здесь нет необходимости в строительстве большого плотинного водохранилища, вместо этого вода только направляется через специально возводимые водоводные каналы или тоннели прямо к зданию электростанции.

Иногда на деривационных ГЭС устраивают небольшие бассейны суточного регулирования, позволяющие управлять напором, и таким образом влиять на количество вырабатываемой электроэнергии в зависимости от загруженности электросети.


Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) - особый вид гидроэлектростанций. Здесь сама станция предназначена для того, чтобы сгладить суточные перепады и пиковые нагрузки на , и тем самым повысить надежность работы электросети.

Такая станция способна работать как в генераторном режиме, так и в накопительном, когда насосы закачивают воду в верхний бьеф из нижнего бьефа. Бьефом, в данном контексте, называется объект типа бассейна, являющийся частью водохранилища, и примыкающий к гидроэлектростанции. Верхний бьеф располагается по течению выше, нижний - ниже по течению.

Примером ГАЭС может служить водохранилище Таум Саук в Миссури, возведенное в 80 километрах от Миссисипи, вместимостью 5,55 млрд. литров, позволяющее энергосистеме обеспечить пиковую мощность в 440 МВт.

На первый взгляд, гидроэлектростанция штука довольно простая - льётся вода, крутится генератор, вырабатывается электричество. На самом деле современная ГЭС - система с очень сложным оборудованием и тысячами датчиков, управляемая компьютерами.

Сегодня я расскажу о том, что мало кто из обычных людей знает о ГЭС.


Сейчас я нахожусь на стройплощадке Усть-Среднеканской ГЭС, которая расположена в 400 километрах от Магадана. Подробно о ГЭС и строительстве я ещё расскажу, а сегодня несколько любопытных фактов.

1. ГЭС - возможно единственный крупный инженерный объект, который начинает эксплуатироваться задолго до окончания строительства. На Усть-Среднеканской ГЭС ещё не до конца возведена плотина, не до конца построен машинный зал, а первые два гидроагрегата из четырёх уже вырабатывают электричество.

2. Пока ГЭС строится, в её гидроагрегатах работают временные рабочие колёса, рассчитанные на малый напор воды. Когда плотина будет достроена, напор воды повысится и временные колёса заменят постоянными для высокого напора с другой формой лопастей.

3. Несмотря на то, что строительство ГЭС очень дорогое удовольствие, многие ГЭС окупаются ещё до того, как их достраивают до конца. Кстати, Усть-Среднеканская ГЭС продаёт электричество по 1.10 руб за кВтч.

4. Перед тем, как попасть на турбину ГЭС, вода закручивается с помощью огромной стальной улитки - спиральной камеры. Сейчас на Усть-Среднеканской ГЭС как раз заканчивается монтаж спиральной камеры третьего энергоагрегата и мне удалось увидеть и сфотографировать её. Когда энергоагрегат будет достроен, гигантская улитка окажется в толще бетона.

Чтобы осознать размеры конструкции, обратите внимание на рабочих, занимающихся монтажом спиральной камеры.

5. Рабочее колесо гидроагрегата всегда крутится с одинаковой скоростью, обеспечивая стабильную частоту 50 герц. Для меня всегда было загадкой, как поддерживается стабильная скорость вращения. Оказалось, просто с помощью изменения потока воды. Лопатки, управляемые компьютером, постоянно находятся в движении, уменьшая и увеличивая поток воды. Задача системы добиться точной скорости вращения независимо от усилия, с которым крутится вал генератора (а оно зависит от вырабатываемой мощности).

6. Напряжение, выдаваемое генератором, регулируется с помощью изменения напряжения возбуждения. Это постоянное напряжение, которое подаётся на электромагнит ротора. При этом напряжение, которое генерируется обмоткой статора зависит от силы магнитного поля. На фото у меня над головой вращается многотонный ротор.

7. Генератор ГЭС вырабатывает напряжение 15.75 кВ. На Усть-Среднеканской ГЭС установлены генераторы, имеющие номинальную мощность 142.5 МВт (142500000 Вт) и ток в проводах, отводящих выработанное электричество от генератора, может достигать 6150 А. Поэтому эти провода, а точнее шины, имеют огромное сечение и заключены вот в такие трубы.

Любая коммутация при таких токах превращается в большую проблему. Вот так выглядит простой выключатель. Конечно, на токе в шесть тысяч ампер и напряжении пятнадцать тысяч вольт он становится совсем непростым.

8. Повышающие трансформаторы обычно стоят на улице за машинным залом ГЭС (для передачи потребителям напряжение, полученное с генераторов, повышается чаще всего до 220 кВ).

9. По проводам линий электропередач передаётся не только электроэнергия на частоте 50 Гц, но и информационные сигналы на высокой частоте. С помощью них, например, можно с высокой точностью определить место аварии на ЛЭП. На электростанциях и подстанциях ставятся специальные фильтры высокочастотного сигнала. Наверняка, вы такие штуки видели, но вряд ли знали, для чего они.

10. Вся коммутация на высоких напряжениях происходит в среде элегаза (фторид серы, имеющий очень низкую электропроводность), поэтому провода выглядят, как трубы и электрика больше напоминает сантехнику. :)

p.s. Спасибо сотрудникам Усть-Среднеканской ГЭС Илье Горбунову и Вячеславу Сладкевичу (он на фото) за подробные ответы на мои многочисленные вопросы, а так же компании Русгидро за возможность своими глазами посмотреть на строительство и работу такого грандиозного сооружения.

2016, Алексей Надёжин

Основная тема моего блога - техника в жизни человека. Я пишу обзоры, делюсь опытом, рассказываю о всяких интересных штуках. А ещё я делаю репортажи из интересных мест и рассказываю об интересных событиях.
Добавьте меня в друзья

 

Возможно, будет полезно почитать: