Що таке Гідроелектростанція
ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ (ГЕС, гідроелектрична станція) - комплекс споруд та обладнання, що перетворює енергію потоку води на електричну енергію. ГЕС складається з гідротехнічних споруд, що забезпечують концентрацію потоку води та створення напору, та гідроенергетичного обладнання, що перетворює енергію води в електричну – гідротурбіни та гідрогенератори. Вода з водосховища водопровідним трактом надходить на лопаті робочого колеса гідротурбіни, обертає його, а разом з ним і ротор гідрогенератора, що виробляє електроенергію.
Натиск ГЕС на ділянці річки створюється за допомогою греблі або деривації, або їх спільним застосуванням.
У греблевій схемі концентрації напору у вибраному створі річки споруджується гребель, що перегороджує русло річки.
Внаслідок цього утворюється різниця рівнів води. Частина річки, що лежить вище за течією від греблі і має вищий рівень води, називається верхнім б'єфом. Частина річки, що має нижчий рівень води і лежить нижче за течією від греблі, називається нижнім б'єфом. Різниця рівнів води у верхньому б'єфі zВБ та в нижньому б'єфі zНБ створює геометричний напір ГЕС, рівний
Гідроелектростанції, створені за гребельною схемою, поділяються на два типи: руслові та приплотинні. При русловій компонуванні будівлі ГЕС, поряд із греблями, входять до складу напірного фронту, сприймають і розраховуються на напір ГЕС. Вода в турбінну камеру надходить із водоприймача, що входить до складу будівлі ГЕС. При компресуванні будівлі ГЕС натиск не сприймають і споруджуються в нижньому б'єфі за греблею. В цьомуу разі вода до будівлі ГЕС надходить, як правило, турбінними водоводами від водоприймального споруди, що входить до складу греблі або окремо стоїть.
При створенні напору за допомогою деривації, що виконується у вигляді відкритого каналу, тунелю або трубопроводу, споруджуються два гідровузли - головний, що складається з водопідпірної греблі та водозабірної споруди, та станційний, до складу якого входить будівля ГЕС. Призначення деривації - підвести воду від головного до станційного вузла, розташованого, як правило, у місці концентрації напору. При визначенні напору ГЕС HГЕС при деривационной компонування необхідно додатково врахувати втрати напору в дериваційних водоводах. Вода до будівлі ГЕС надходить турбінними водоводами.
Будівля дериваційної ГЕС, як і будівля приплотинної ГЕС, порівняно з будівлею руслової ГЕС має полегшену конструкцію.
Потужність гідроелектростанції визначається за формулою:
NГЕС = 9,81 QHhг (кВт), де
Q - витрата Р., м3/с,
H - робочий тиск Г., м, з урахуванням втрат у водопровідному тракті Г. до направляючого апарату гідротурбіни,
hг - коефіцієнт корисної дії гідроагрегату, що складається з гідротурбіни та гідрогенератора (у частках від одиниці).
Річний виробіток електроенергії визначається за формулою:
T - умовна кількість годин використання встановленої потужності в році, T 4000 год
Важливою особливістю роботи ГЕС є використання поновлюваних гідроенергетичних ресурсів. Вироблення електроенергії на ГЕС не вимагає додаткових витрат на паливо, вона дешевша за електроенергію, одержувану на теплових електростанціях. Собівартість вироблення електроенергії на ГЕС зазвичай у 6—8 разів нижча, ніж на ТЕС чи АЕС. Гідроелектроенергія характеризується одним із найвищих коефіцієнтівперетворення (близько 90% під час передачі "від води до проводів") з усіх можливих енергоджерел.
Гідроагрегати ГЕС є мобільними енергетичними установками, тому їх переважно використовувати при покритті пікових навантажень, при маневруванні потужністю в період нічного зниження навантажень та в ролі аварійного резерву системи. Часто вони працюють також у постійному режимі у базисі графіка навантаження енергосистеми.
доцент Сергій Павлович Гатілло
Кафедра гідротехнічного та енергетичного будівництва
Факультет енергетичного будівництва
Білоукраїнський національний технічний університет