 |
Режим работы водохранилищ. Мощность и выработка энергии ГЭС. Гидроэнергетика малых рек
|
|
|
|
Режим работы водохранилищ
При наличии в энергосистеме нескольких ГЭС с регулирующими водо-хранилищами необходимо решить вопрос о наиболее целесообразном участии каждой из них в графике нагрузки энергосистемы. Если ГЭС-1 находится в верховье реки и располагает незначительным объемом водохранилища, то (рисунок 12. 2) водохранилище используют только для суточного регулирования мощности. После постройки на реке новых ГЭС (2, 3, 4) энергетическая ценность верхового водохранилища повышается в связи с возможностью пропусков воды из него в нижерасположенные ГЭС (2, 3, 4), что обеспечит дополнительную выработку энергии на этих ГЭС.
В данном случае может оказаться более целесообразной полная сработка верхового водохранилища даже с остановкой на некоторое время ГЭС-1. Таким образом, при наличии на реке каскада ГЭС, срабатывая водохранилища в маловодное время года, можно увеличить используемый расход воды. При совместном использовании каскадных водохранилищ целесообразно сезонное регулирование стока.
В процессе освоения энергии реки изменяются условия эксплуатации ГЭС. Поэтому задача эксплуатации состоит в разработке каждый раз такого режима работы ГЭС и водохранилища, который даст наибольший энергетиче-ский эффект.
Рисунок 12. 2. План расположения каскада ГЭС на реке
Мощность и выработка энергии ГЭС
Прежде чем попасть в турбину, вода должна пройти различные огради-тельные и направляющие сооружения (сороудерживающие решетки, подводя-щую камеру, трубопроводы и т. д). В этих сооружениях часть потока теряется на преодоление сопротивления. Подлежащая использованию в турбине энергия определяется как разность удельной энергии потока при входе в турбинную ка-меру и нижнего бьефа. Н=Евх-Ек, эта удельная энергия называется полезным или рабочим напором Н. Удельная энергия потока воды Евх и Ек определяется уравнением Бернулли [5].
|
|
|
Мощность потока, соответствующая этому напору:
Nn=9, 81 QH [кВт], где Q-расход воды, поступающий из верхнего бьефа в нижний, м3/сек.
При использовании воды гидравлическим двигателем часть энергии теря-ется внутри самого двигателя.
Полезная мощность турбины
N=Nn т=9, 81 QH т [кВт],
| где | г-полный КПД турбины (0, 90 0, 95), |
| Q-расход воды, проходящий через турбину, м3/сек. | |
| При прямом соединении вала турбины с валом генератора мощность аг- | |
| регата на зажимах генератора: | |
| Nаг=9, 81QH т г пер, | |
| где | пер- КПД передачи при соединении вала турбины с генератором, |
т-КПД генератора (0, 95 0, 98).
Мощность гидростанции зависит от числа агрегатов n.
Nгэс=Nаг n (кВт).
При работе ГЭС с постоянной мощностью N в течение t часов выработка эектроэнергии составит
Е=NГЭС t (кВт час).
Мощность ГЭС зависит как от количества воды, так и от напора. Вода, поступающая в турбину под высоким напором, имеет бо/льшую потенциальную энергию, чем при малом напоре. И поэтому на высоконапорной электростанции требуется меньший расход воды для получения одинаковой мощности: чем выше напор, тем меньше габариты турбины, что удешевляет стоимость всего сооружения. Но высокий напор не всегда удается создать. Это зависит от топографических условий района ГЭС.
Гидроэнергетика малых рек
В период послевоенного развития энергетической базы значительное внимание было уделено освоению потенциала малых рек. С 1946 по 1952 годы были построены более 6000 малых ГЭС общей мощностью около 500 МВт. Впоследствии хозяйственный интерес к малым ГЭС был утрачен. Из-за значительных затрат труда на эксплуатацию большая часть построенных ранее малых ГЭС была ликвидирована или законсервирована. Аналогичный процесс наблюдался во многих развитых странах мира (США, Франции, Японии).
|
|
|
Возникшие трудности топливоснабжения дали новый импульс к повышению эффективности и конкурентоспособности малых ГЭС.
Малые ГЭС могут служить надежным, маневренным резервом для ответственных потребителей как в районах централизованного электроснабжения, так и в изолированных районах. Сооружение малых ГЭС в качестве резервного источника электроснабжения более выгодно, чем установка дизель-генераторов, из-за высокой стоимости топлива и сложности технического обслуживания последних, особенно в районах Камчатки, Чукотки, Якутии. Строительство малых ГЭС при неэнергетических гидроузлах (на перепадах ирригационных систем) может оказаться экономически эффективным.
Ученые подсчитали, что ресурсы пресной воды могут быть полностью исчерпаны уже в XXI столетии. Поэтому проблема рационального комплексно-го их использования и охраны является ныне одной из важнейших научно-технических задач. Комплексное использование водных ресурсов означает, что для удовлетворения любых нужд населения и различных отраслей народного хозяйства находят экономически оправданное применение все полезные свой-ства того или иного водного объекта.
|
|
|
