Гидроэнергетика в мире

На 2005 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 63 % возобновимой и до 19 % всей электричества в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает 715 ГВт.

Лидерами по выработке гидроэнергии на гражданина являются Норвегия, Исландия и Страна кленового листа. Наиболее активное гидростроительство на начало 2000-х ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии, в этой же стране размещено до половины малых гидроэлектростанций (ГЭС) мира.

Крупнейшие ГЭС в мире

На 2005 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 63 % возобновимой и до 19 % всей электричества в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает 715 ГВт.

Лидерами по выработке гидроэнергии на гражданина являются Норвегия, Исландия и Страна кленового листа. Наиболее активное гидростроительство на начало XXI века ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии, в этой же стране размещено до половины малых гидроэлектростанций (ГЭС) мира.

Итайпу

Итайпу́» — крупная ГЭС на реке Парана, за 20 км до г. Фос-ду-Игуасу (Foz do Iguacu) на границе Бразилии и Парагвая.

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.1. Итайпу ГЭС

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.2. Итайпу в разгар строительства

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.3. Крупнейшая в мире гидроэлектростанция Итайпу

Работы по проектированию и подготовке начаты в 1971 году, последние два из запланированных 18 генераторов введены в строй в 1991 году, дополнительные два генератора введены в 2007 году.

Состав сооружений ГЭС:

Комбинированная плотина общей длиной 7 235 м, шириной 400 м и высотой 196 м;

Бетонный водосброс с максимальным потоком в 62 200 м³/с.

Мощность станции — 14 000 МВт. Среднегодовая выработка — 69,5 млрд кВт·ч, после завершения строительства в 2007 году — 90-95 млрд кВт·ч в год.

Силовое оборудование станции состоит из 20 гидроагрегатов мощностью по 700 МВт, в силу превышения расчётного напора доступная для генераторов мощность достигает 750 МВт в течение более чем половины времени работы.

Плотина гидроэлектростанции (ГЭС) образовала относительно небольшое — по отношению к мощности — водохранилище длиной 170 км, шириной от 7 до 12 км, площадью 1 350 км² и объёмом 29 км³.

Для её строительства правительством было переселено около 10 тысяч живших на берегу Параны семей, многие из которых присоединились к Движению безземельных.

Цена сооружения «Итайпу» экспертами первоначально оценивалась в 4,4 млрд. долл., но из-за неэффективной политики сменявших друг друга диктаторских режимов реально составила 15,3 млрд. долл.

Гури

«Гу́ри» — крупная ГЭС в республике Венесуэле в департаменте Боливар на реке Карони в 100 км до впадения в Ориноко.

Официальное название — гидроэлектростанция (ГЭС) имени Симона Боливара (в 1978—2000 годах — имени Рауля Леони).

Третья станция в мире по мощности после китайской «Санься» и бразильской «Итайпу».

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.4. Панорамный вид на плотину станции Гури

Сооружение ГЭС началось в 1963 году, первая очередь завершена в 1978, вторая в 1986 году.

Состав сооружений ГЭС:

плотина общей длиной 1300 м и 162 м высотой;

два машинных зала с 10 гидрагрегатами в каждом;

бетонный водосброс максимальной пропускной способностью 25 500 м³/с.

Мощность станции — 10 300 МВт. В первом машинном зале установлено 10 агрегатов мощностью по 400 МВт, во втором — 10 агрегатов мощностью по 630 МВт. Максимальная годовая выработка — 46 млрд кВт·ч. Напорные сооружения ГЭС (полная длина достигает 7 000 м) образуют крупное водохранилище Гури протяжённостью 175 км, шириной 48 км, площадью до 4 250 км² и полным объёмом 138 км³. Урез вод водохранилища находится на высоте 272 м над уровнем моря.

С 2000 года ведётся реконструкция: до 2007 года заменены 5 турбин и основные компоненты второго машинного зала, с 2007 года ведётся замена четырёх агрегатов в первом зале.

Стены второго машинного зала украшены венесуэльским художником Карлос Круз-Диез.

Тукуруи ГЭС

Тукуруйская ГЭС (Guarani, португ.: Tucuruí, Usina Hidrelétrica de Tucuruí) — гидроэлектростанция (ГЭС) на реке Токантинс, расположенная в графстве Тукуруи, штат Токантинс, Бразилия.

ГЭС названа по имени города «Тукуруи», существовавшего около строительной площадки. Сейчас город с тем же именем существует ниже по течению реки от дамбы. Установленная мощность гидроэлектростанции (ГЭС) 8,370 МВт, всего размещено 24 генератора.

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.5. Тукуруи ГЭС

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.6. Плотина Тукуруи (Tucurui) на реке Токантинс

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.7. Плотина Тукуруи

В 1970 году был сформирован консорциум из бразильской компаний ENGEVIX и THEMAG, который выиграл международный аукцион на разработку и реализацию проекта. Работы начались в 1976 году и завершены в 1984. Длина плотины составила 11 км, высота 76 м. Водосброс разработан лабораторией Francisco Rodrigues Saturnino de Brito (Рио-де-Жанейро) и обладает наибольшей в мире пропускной способностью 120,000 м³/с.

ГЭС фигурировала в фильме 1985 года «Изумрудный лес (The Emerald Forest)».

Гранд-Кули

Гранд-Кули — гидроэлектростанция (ГЭС), расположенная в Северной Америке, самая крупная в США и пятая по мощности в мире.

Строительство ГЭС завершено в июне 1942 года. Водохранилище объемом 11,9 км³ сооружено в целях производства электричества и орошения пустынных районов на северо-западном побережье. Водами водохранилища орошается около 2000 км² сельскохозяйственных площадей.

Бетонная гравитационная плотина ГЭС, в тело которой было уложено 9,16 млн м³ бетона, имеет длину 1592 м и высоту 168 м. Ширина водосливной части плотины — 503 м. В четырех машинных залах ГЭС установлено в совокупности 33 турбины общей мощностью 6809 МВт, которые ежегодно вырабатывают 20 ТВч·ч электричества.

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.8. ГЭС Гранд-Кули

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.9. Панорама ГЭС Гранд-Кули

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.10. Гранд-Кули

Саяно-Шушенская ГЭС

Сая́но-Шу́шенская гидроэлектроста́нция им. П. С. Непорожнего — самая мощная электростанция Российской Федерации, шестая по мощности гидроэлектростанция (ГЭС) в мире. Расположена на реке Енисей, в посёлке Черёмушки (Хакасия), возле Саяногорска.

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.11. Саяно-Шушенская ГЭС

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.12. Саяно-Шушенская ГЭС

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.13. Саяно-Шушенская ГЭС

Является самой мощной электростанцией в Российской Федерации. До аварии 2009 года производила 15 процентов энергии, вырабатываемой на российских гидроэлектростанциях (ГЭС) и 2 процента общего объёма электричества. Состав сооружений ГЭС:

бетонная арочно-гравитационная плотина высотой 245 м, длиной 1 066 м, шириной в основании — 110 м, шириной по гребню 25 м. Плотина включает левобережную глухую часть длиной 246,1 м, станционную часть длиной 331,8 м, водосливную часть длиной 189,6 м и правобережную глухую часть длиной 298,5 м.

приплотинное здание ГЭС

строящийся береговой водосброс.

Мощность ГЭС — 6 400 МВт (вместе с Майнским гидроузлом — 6 721 МВт), среднегодовая выработка 24,5 млрд кВт·ч. В 2006 году из-за крупного летнего паводка электростанция выработала 26,8 млрд. кВт·ч электричества.

В здании ГЭС было размещено 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 640 МВт, работавших при расчётном напоре 194 м. Максимальный статический напор на плотину — 220 м. Плотина ГЭС уникальна, аналогичный тип плотины в Российской Федерации имеет ещё только одна ГЭС — Гергебильская, но она значительно меньше.

Пропускная способность водосброса плотины — 13600 м³/сек, максимальный зарегистрированный приток к створу — 24400 м³/сек, строящийся водосброс должен увеличить наибольший сбрасываемый затрата на 8000 м³/сек.

Ниже Саяно-Шушенской ГЭС расположен её контррегулятор — Майнская ГЭС мощностью 321 МВт, организационно входящая в состав Саяно-Шушенского гидроэнергетического комплекса.

Плотина ГЭС образует крупное Саяно-Шушенское водохранилище полным объёмом 31,34 куб. км (полезный объём — 15,34 куб. км) и площадью 621 кв. км. Вода водохранилища отличается высоким качеством, что позволило организовать в нижнем бьефе ГЭС рыбоводные хозяйства, специализирующиеся на выращивании форели[2]. При создании водохранилища было затоплено 35,6 тыс. га сельхозугодий и перенесено 2717 строений. В районе водохранилища расположен Саяно-Шушенский биосферный заповедник.

Саяно-Шушенская ГЭС спроектирована институтом Ленгидропроект.

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.14. Саяно-Шушенская ГЭС в 2007 году. Вид со смотровой площадки

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.15. Машинный зал Саяно-Шушенской ГЭС (июнь 2009)

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.16. Памятник строителям ГЭС на смотровой площадке. Открыт в 2008 году

Красноярская ГЭС

Красноя́рская гидроэлектроста́нция — на реке Енисей, в сорока километрах от Красноярска, вблизи города Дивногорска Красноярского края. Вторая по мощности ГЭС в Российской Федерации. Входит в Енисейский каскад ГЭС.

Красноярская ГЭС спроектирована институтом Ленгидропроект.

Строительство ГЭС началось в 1956 году, закончилось в 1972 году. Первый блок Красноярской ГЭС был пущен 3 ноября 1967 года.

Состав сооружений ГЭС:

гравитационная бетонная плотина длиной 1 065 м и высотой 124 м, состоит из левобережной глухой плотины длиной 187,5 м, водосливной — 225 м, глухой русловой — 60 м, станционной — 360 м и правобережной глухой — 232,5 м. Всего при строительстве тела плотины было уложено 5,7 млн. M3 бетона.

приплотинное здание ГЭС длиной 430 м.

Установки приёма и распределения электричества — 220 кВ и 500 кВ.

Судоподъёмник.

Мощность ГЭС — 6000 МВт. Среднегодовая выработка электричества — 20,4 млрд кВт·ч. В здании ГЭС установлено 12 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 500 МВт, работающих при расчётном напоре 93 м. Для пропуска судов сооружён единственный в Российской Федерации судоподъёмник.

Плотина ГЭС образует крупное Красноярское водохранилище. Площадь водохранилища около 2000 км², полный и полезный объём 73,3 и 30,4 км³ соответственно. Водохранилищем было затоплено 120 тыс. га сельскохозяйственных земель, в ходе строительства было перенесено 13750 строений.

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.17. Красноярская гидроэлектростанция

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.18. Красноярская ГЭС

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.19. Красноярская ГЭС

Черчилл-Фолс (ГЭС)

Че́рчилл-Фолс — деривационная ГЭС на реке Черчилл в провинции Страны кленового листа Ньюфаундленд и Лабрадор, должна стать частью проектируемого каскада ГЭС на реке. Гидроэлектростанция (ГЭС) сооружена на месте водопада Черчилл высотой 75 м, который после отвода реки в 1970 осушен, то есть не существует как водопад большее время года. Река, водопад и ГЭС названы в честь британского премьер-министра У. Черчилля.

На 2009 ГЭС Черчилл-Фолс имеет второй по величине подземный машинный зал в мире после ГЭС Робер-Бурасса в северном Квебеке, является первой в Северной Америке гидроэлектростанцией (ГЭС) по среднегодовой выработке (35 ТВт·ч) и второй в Стране кленового листа по установленной мощности (5 428 МВт).

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.20. Черчилл-Фолс в 2008, через 40 лет после отвода реки

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.21. Водопад Черчилл до отвода реки в 1970

Cооружение гидроэлектростанции (ГЭС) было начато 17 июля 1967 после нескольких лет планирования, завершено 6 декабря 1971. Водохранилище — общей площадью 6 988 км2 и объемом 28 км3 — сформировано не одной дамбой, а 88 деривационными дамбами общей длиной более 64 км, при сооружении которых было использовано 20 млн. M3 грунта. Самая длинная из дамб имеет длину 6,1 км. Данная схема позволила увеличить площадь водосбора с 60 000 км2 до 71 700 км2 и довести среднегодовой сток в районе гидроузла до 52 км3 (1 651 м³/с).

Гидроэлектростанция (ГЭС) выполнена по деривационному принципу с отводом реки в районе водопада. Снабжена водосбросом с пропускной способностью 1 390 M3/сек. Машинный зал ГЭС, по проекту подземный, выполнен в скальной выработке на глубине 310 м. Размеры машинного зала составляют 296 м в длину, 25 м в ширину и 47 м в высоту. Всего в нем установлено 11 гидроагрегатов с общей мощностью 5 428 МВт. Каждая из радиально-осевых турбин, работающих при расчётном напоре 312,4 м, имеет массу 73 т и рабочую частоту 200 об/мин. Мощность генераторов 493,5 МВ. Водоводы агрегатов выполнены в виде подводящих туннелей длиной 427 м и диаметром 6,1 м и водосбросных шахт к генераторам высотой 263 м и диаметром 2,13 м.

Станция принадлежит «Churchill Falls (Labrador) corporation Ltd», контрольный пакет (65,8%) акций которой принадлежит «Nalcor», 34,2% принадлежит «Hydro-Québec». Существует проект развития станции, который включает в себя строительство новых дамб и дополнительных гидроэлектростанций (ГЭС), что должно обеспечить увеличение площади вобосбора и довести общую установленную мощность до 9 252 МВт.

Плотина Гувера

Плоти́на Гу́вера, дамба Гувера, дамба Хувера (англ. Hoover Dam, также известна как Boulder Dam) — уникальное гидротехническое сооружение в США, бетонная плотина высотой 221 м и гидроэлектростанция (ГЭС), сооружённая в нижнем течении реки Колорадо. Расположена в Чёрном каньоне, на границе штатов Аризона и Невада, в 48 км к юго-востоку от Лас-Вегаса; образует озеро (водохранилище) Мид. Названа в честь 31-ого президента США Герберта Гувера, 31-го президента США, сыгравшего важную роль в её строительстве. Строительство дамбы началось в 1931 и закончилось в 1936, на два года раньше запланированного срока.

Плотина находится под управлением Бюро мелиорации США, подразделения Департамента внутренних дел США. В 1981 плотина была включена в Национальный регистр исторических мест США. Плотина Гувера является одной из известнейших достопримечательностей в окрестности Лас-Вегаса.

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.22. Плотина Гувера

До возведения плотины река Колорадо нередко показывала свой бурный нрав, зачастую во время таяния снегов в Скалистых горах затопляя фермерские угодья, лежащие ниже по течению. Проектировщики плотины планировали, что её возведение поможет сгладить колебания уровня реки. Помимо этого, ожидалось, что водохранилище даст толчок развитию орошаемого земледелия, а также станет источником водопровода Лос-Анджелеса и других районов Южной Калифорнии.

В то же время, одним из препятствий для осуществления проекта стали сомнения штатов, лежащих в бассейне реки Колорадо, в справедливом распределении водных ресурсов между потребителями. Существовали опасения, что Калифорния, с её влиянием, финансовыми ресурсами и недостатком воды предъявит права на большую часть водных ресурсов водохранилища.

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.23. Герберт Гувер

В итоге в 1922 была создана комиссия, включавшая по одному представителю от каждого из заинтересованных штатов и одного — от федерального правительства (им стал 31-й президент США Герберт Гувер, в то время министр торговли в правительстве президента Уоррена Гардинга). Результатом деятельности этой комиссии стала подписанная 24 ноября 1922 Конвенция реки Колорадо, в которой были закреплены методики раздела водных ресурсов. Подписание этого документа, получившего название «Компромисс Гувера», открыло путь к осуществлению строительства плотины.

Постройка такого масштабного гидротехнического сооружения требовала привлечения значительных средств из государственного бюджета. Законопроект о выделении финансирования не сразу получил одобрение Сената США и резиденции президента США (White House). Лишь 21 декабря 1928 президент Джон Калвин Кулидж подписал билль, одобряющий осуществление проекта. Первоначальные ассигнования же на постройку плотины были выделены только в июле 1930, когда президентом был уже Герберт Кларк Гувер.

Первоначальный план предусматривал возведение плотины в каньоне Боулдер (англ. Boulder Canyon). Поэтому, несмотря на то, что окончательно было решено строить плотину в Чёрном каньоне, проект получил название Boulder Canyon Project.

Подряд на строительство плотины был получен консорциумом Six Companies, Inc., совместным предприятием компаний Morrison-Knudsen Company (Бойсе, штат Айдахо); Utah Construction Company (Огден, штат Юта); Pacific Bridge Company (Портленд, штат Орегон); Henry J. Kaiser & W. A. Bechtel Company (Окленд, штат Калифорния); MacDonald & Kahn Ltd. (Лос-Анджелес) и J. F. Shea Company (Портленд, штат Орегон).

Планировалось, что для строителей рядом с плотиной будет возведён целый городок — Боулдер-Сити, однако график строительства был скорректирован в пользу ускорения и увеличения количества рабочих мест (это было сделано для снижения массовой безработицы, ставшей результатом Великой депрессии). В связи с этим в момент появления первых рабочих город был ещё не готов, и первое лето строители дамбы провели во временных лагерях. Задержка со сдачей жилья и опасные условия работы повлекли за собой забастовку, состоявшуюся 8 августа 1931. Выступление рабочих было разогнано оружием и дубинками, но темпы строительства Боулдер-сити были увеличены, и к весне 1932 рабочие переселились в постоянные жилища.

Строительство плотины велось в тяжелых условиях. Часть работ проводилась в тоннелях, где рабочие страдали от избытка угарного газа (некоторые работники стали инвалидами или даже погибли вследствие этого). Работодатель же объявил, что данные заболевания — последствия обычной пневмонии, и он не несёт ответственность за это.

Разработка котлована для сооружений гидроэлектростанции (ГЭС) была проведена одновременно с рытьём котлована для основания плотины. Земляные работы для «U»-образного сооружения, лежащего у подножия плотины, были закончены в конце 1933, а первый бетон в здание электростанции залит в ноябре этого года.

Первое электричество было выработано генераторами станции 26 октября 1936. В 1961 в ходе модернизации станции были пущены дополнительные генераторы. На сегодняшний день электричество на станции вырабатывают 17 генераторов максимальной мощностью 2074 МВт.

Электростанция играет важнейшую роль в поддержании баланса энергопотребления на Западе США. Корректировка нагрузки на генераторы зависит от энергопотребления, регулируемого распределительной станцией в Финиксе (Аризона, в 500 км от Плотины Гувера) и осуществляется каждые две секунды. До 1991 использовалась система с ручным управлением; впоследствии была проведена компьютеризация системы.

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.24. Плотина Гувера ночью

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.25. Плотина Гувера

Асуанские плотины

Асуанские плотины — крупнейшие комплексные гидротехнические сооружения в Египте на реке Нил, близ Асуана — города на первом пороге Нила.

Две дамбы преграждают реку в этом месте: новая «Асуанская Верхняя Дамба» (араб. السد العالي‎‎) и старая «Асуанская Дамба» или «Асуанская Нижняя Дамба».

Без водохранилища Нил выходил из берегов каждый год в течение лета, переполняясь потоком вод востока Африки. Эти наводнения несли плодородный ил и минералы, которые сделали почву вокруг Нила плодородной и идеальной для сельского хозяйства. Поскольку население по берегам реки росло, то возникла потребность управлять потоками воды, чтобы защитить сельхозугодья и хлопковые поля. В многоводном году целые поля могли быть полностью смыты, в то время как в низководном году был широко распространен голод вследствие засухи. Цель этого водного проекта состояла в том, чтобы предотвратить наводнения, обеспечить Египет электроэнергией и создать сеть оросительных каналов для сельского хозяйства.

Британцы начали строительство первой дамбы в 1899 году, закончив его в 1902. Проект был разработан сэром Уильямом Виллкоксом и вовлек несколько выдающихся инженеров, включая сэра Бенджамина Бейкра и сэра Джона Эрда, чья фирма, Джон Эрд и Компания, была главным подрядчиком. Дамба представляла собой внушительное сооружение 1 900 м длиной и 54 м высотой. Начальный проект, как скоро было выяснено, был неадекватным, и высота дамбы была поднята в два этапа, 1907—1912 и 1929—1933 гг.

Когда в 1946 году вода поднялась почти до уровня дамбы, было принято решение о строительстве второй плотины в 6 км вверх по реке. Работы по ее проектированию начались в 1952 году, сразу же после революции. Сначала предполагалось, что США и Англия помогут финансировать строительство, предоставив ссуду в 270 миллионов долларов в обмен на участие Насера в разрешении Арабо-израильского конфликта. Однако в июле 1956 года обе страны аннулировали свое предложение. В качестве возможных причин этого шага называют секретное соглашение по поставкам стрелкового оружия с Чехословакией, входившей в восточный блок, и признание Египтом КНР.

После того, как Насер национализировал Суэцкий канал, намереваясь использовать пошлины с проходящих судов для субсидирования проекта Верхней Дамбы, Британия, Франция и Израиль спровоцировали военный конфликт, заняв в ходе Суэцкого кризиса канал войсками. Но под давлением ООН, США и СССР они были вынуждены уйти и оставить канал в египетских руках. В разгар холодной войны в борьбе за страны третьего мира Союз Советских Социалистических Республик (CCCP) в 1958 году предложил техническую помощь при строительстве дамбы, причем треть стоимости проекта списывалась за счет лояльности режима Насера к СССР. Огромная дамба была спроектирована советским институтом «Гидропроект».

Строительство началось в 1960 году. Верхняя Дамба была закончена на 21 июля 1970 года, однако водохранилище начало заполняться уже с 1964 года, когда был завершен первый этап постройки дамбы. Водохранилище поставило под угрозу исчезновения многие памятники археологии, поэтому была предпринята спасательная операция под эгидой ЮНЕСКО, в результате которой 24 основных памятника были перемещены в более безопасные места или переданы странам, которые помогли с работами (храм Debod в Мадриде и Храм Dendur в Нью-Йорке).

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.26. Панорама Асуанских плотин

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.27. Асуанская верхняя плотина

Гидроэнергетика в мире - student2.ru

5.28. Асуанская нижняя плотина

Асуанская Верхняя Дамба имеет 3600 м в длину, 980 м в ширину по основанию, 40 м в ширину по гребню и 111 м в высоту, она состоит из 43 млн м³ грунтовых материалов. Максимальный издержка воды через все водопропускные сооружения плотины — 16000 м³/с.

Канал Тошка связывает водохранилище с озером Тошка. Водохранилище, названное озером Насера, имеет 550 км длины и 35 км максимальной ширины; площадь его поверхности составляет 5250 км², а полный объем — 132 км³.

Мощность двенадцати генераторов (каждый по 175 МВт) — 2,1 ГВт электричества. Когда к 1967 году выработка ГЭС достигла проектной, она давала около половины всей вырабатываемой в Египте энергии.

После строительства Асуанского гидроузла были предотвращены негативные последствия наводнений 1964 и 1973 годов, а также засух 1972—1973 и 1983—1984 годов. Вокруг озера Насера образовалось значительное количество рыбных хозяйств.

Наши рекомендации