ГЭС и ГАЭС

Повторим, что гидростанции, преобразуя механическую энергию водного потока в электрическую посредством гидравлических турбин,приводящих во вращение электрические генераторы (см. главы 5, 6) получили широкое распространение в мире. Главный фактор этого - восполнимость источника механической энергии, энергии водотока.

В докладе комиссии ГОЭЛРО была определена мощность ряда ГЭС, которые должны были быть построены в европейской чести России, на Алтае и в Средней Азии и дана очень яркая оценка важности использования гидроресурсов: «Указанная мощность 950 тыс. кВт на зажимах динамо, конечно, не создает еще крупного переворота в снабжении страны энергией, но даже и это скромное число при средней работе станции 3500 ч. в год дает 3325 млн. кВт-ч., что соответствует 200 млн. пудов условного топлива (у.т.) в год... Экономия в области перевозок горючего выразится крупным числом в 80 млрд. пудоверст... Однако этот, казалось бы, незначительный подъем в своем значении увеличивается тем обстоятельством, что гидроцентрали (ГЭС) создаются в наиболее важных пунктах страны, где каждый установленный киловатт по своему значению во много раз превосходит средние числа. Это особое значение получается для некоторых мест благодаря исключительно низкой себестоимости водной энергии, а для других играет весьма крупную роль в качестве регулятора нашего внешнего товарооборота». Эта оценка эффективности ГЭС не потеряла своего значения и в настоящее время. Сворачивание программ гидроэнергостроительства в России в последние 15 лет XX века проявились такими негативными последствиями, как, например, в Приморье - большими перебоями в электро- и теплоснабжении зимой 2000-2001 гг.

В России действует 64 ГЭС мощностью выше 30 МВт, в том числе 23 ГЭС мощностью 300 МВт и более. Выработка электроэнергии ГЭС эквивалентна 60 млн. т. ут. в год. Работа гидростанций не зависит от социально-экономической ситуации в стране и поэтому они - становой хребет энергосистем и хозяйства страны в целом. Там где не было нарушено объективное соотношение доли электроэнергии ГЭС в общем балансе, там в самых сложных условиях становления рынка перерыва в электроснабжении не было. В нижеследующей таблице приведены данные о гидроэнергетике в ряде стран мира, относящиеся к разным годам в период 1991-1995 гг.

Неоспоримые преимущества ГЭС, заключающиеся в их маневренности, стабильности производства электроэнергии в кризисных экономических ситуациях, низкой себестоимости электроэнергии, комплексном использовании водных ресурсов, экономии органического топлива, отсутствии выбросов, загрязняющих окружающую среду, концентрации капитала, хороших условиях труда остаются основой в планировании освоения гидроресурсов с тем, чтобы обеспечить объективную долю мощности и электроэнергии ГЭС в энергосистемах.

Во всем мире активно осваиваются гидроресурсы путем строительства и крупнейших, и малых, и микро-ГЭС. Лидирует в этом строительстве Китай, где в последнее время мощность малых ГЭС увеличивается на 1,2-1,5 млн. кВт, а также строится самая мощная ГЭС Мира - 18,2 млн. кВт.

ГАЭС предназначается для покрытия пиков графика электрической нагрузки энергосистемы с использованием электроэнергии в период глубоких провалов нагрузки (рис. 1.18). ГАЭС практически не нуждается в постоянном водотоке, поскольку работает, используя воду, накопленную в водохранилище и таким водохранилищем (верхний бассейн) может быть озеро, море или искусственный бассейн, заполненный водами снеготаяния или реками с очень малыми расходами, т.е. такое водохранилище нуждается в подпитке лишь на потери (фильтрация воды, испарение). Но для работы ГАЭС необходим еще один - нижний бассейн. Между двумя этими бассейнами и образуется напор, необходимый для работы ГАЭС, как гидростанции, вырабатывающей электроэнергию в часы пика нагрузки в энергосистеме. В этот период вода из верхнего бассейна через турбины срабатывается в нижний бассейн. В часы провала нагрузки, когда появляется «свободная» электроэнергия, ГАЭС работает как насосная станция, перекачивая воду из нижнего бассейна в верхний. В зависимости от природных условий здание ГАЭС размещается на поверхности земли или под землей, все чаще приобретают распространение подземные ГАЭС.

В ряде районов и стран, не имеющих достаточных гидроресурсов, а кроме того в связи со все более изменяющимся графиком нагрузки, широко развернуто строительство ГАЭС.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.