Посреди озера — солнечная электростанция на воде (фото) | Кадр дня | DW
Ренхен • Эта плавучая солнечная электростанция находится посреди карьерного озера около баден-вюртембергского города Ренхен. Большая часть вырабатываемой энергии идет на обеспечение работы здешнего предприятия по добыче песка и гравия. Мощность — 800 тысяч киловатт-часов в год. В выходные дни, когда карьер закрыт, электричество поступает отсюда в общую энергетическую сеть региона.
Понтоны, на которых установлены солнечные батареи, занимают всего два процента площади озера, то есть здесь достаточно места для расширения станции. Однако для этого нужно изменить порядок согласования и разные бюрократические процедуры на федеральном уровне, что сейчас и предлагают сделать здешние политики.
В одном только Бадене насчитывается около полутора сотен карьерных озер, на которых можно разместить такие станции. Обычно эти водоемы на месте бывших карьеров закрыты для свободного доступа по соображениям безопасности, то есть купаться и отдыхать здесь все равно нельзя.
Смотрите также:
Возобновляемые источники энергии в Германии
Альтернативные ландшафты Германии
Дисен-ам-Аммерзе (Бавария) • На прошлой июльской неделе мы опубликовали этот снимок из Баварии в нашей рубрике «Кадр за кадром» — причем, руководствуясь чисто эстетическими соображениями: не смогли пройти мимо столь живописного ландшафта. Публикация этого пейзажа с солнечными батареями вызвала оживленное обсуждение в соцсетях — о пользе и вреде возобновляемых источников энергии.
Альтернативные ландшафты Германии
Лемвердер (Нижней Саксония) • Поэтому сегодня продолжим тему солнечных панелей и ветряков на немецких просторах.
На возобновляемые источники в Германии уже приходится более 40 процентов всего объема вырабатываемой электроэнергии.Альтернативные ландшафты Германии
Ульм (Баден-Вюртемберг) • При этом официальная немецкая статистика в этих данных учитывает энергию ветра, солнца, воды, а также получаемую разными путями из биомассы и органической части домашних отходов.
Альтернативные ландшафты Германии
Якобсдорф (Бранденбург) • В 2018 году на наземные (оншорные) и морские (офшорные) ветроэнергетические установки и парки в Германии пришлась почти половина всего объема произведенной возобновляемой энергии — 41 % и 8 % соответственно.
Альтернативные ландшафты Германии
Пайц (Бранденбург) • Доля солнечных электростанций в этом возобновляемом энергетическом «коктейле» достигла 20 %.
Альтернативные ландшафты Германии
Юнде (Нижняя Саксония) • Ровно столько же, то есть 20 % пришлось на использование биомассы в качестве альтернативного источника электрической энергии.
Еще три процента дает использование органической части домашних отходов.Альтернативные ландшафты Германии
Хаймбах (Северный Рейн — Вестфалия) • Оставшиеся семь процентов возобновляемой энергии приходятся на ГЭС. Возможности для строительства гидроэлектростанций в Германии ограничены, но используются эти ресурсы уже очень давно. Эту электростанцию в регионе Айфель построили в 1905 году. Оснащенная современными турбинами, она исправно работает до сих пор.
Альтернативные ландшафты Германии
Халлиг Хооге (Шлезвиг-Гольштейн) • Для полноты картины приведем расклад по всем источникам в Германии за 2018 год: АЭС — 13,3 %, бурый уголь — 24,1 %, каменный уголь — 14,0 %, природный газ — 7,4 %, ГЭС — 3,2 %, ветер — 20,2%, солнце — 8,5 %, биомасса — 8,3 %.
Альтернативные ландшафты Германии
Гарцвайлер (Северный Рейн — Вестфалия) • В 2038 году в Германии намерены полностью отказаться от сжигания бурого угля для получения электроэнергии.
Последний атомный реактор, согласно решению федерального правительства, должны вывести из эксплуатации в 2022 году. В прошлом году на АЭС и бурый уголь пришлось более 37 %, которые необходимо будет чем-то замещать.Альтернативные ландшафты Германии
Сиверсдорф (Бранденбург) • По данным на конец 2018 года в Германии насчитывалось более 29 тысяч наземных ветроэнергетических турбин. В прибрежных морских водах Германии расположено еще около 1350 ветряков, однако более четырех десятков из них еще не были подключены в энергетическую сеть.
Альтернативные ландшафты Германии
Северное море (Шлезвиг-Гольштейн) • Серьезную проблему представляет необходимость строительства новых энергетических трасс для транспортировки энергии из северных регионов, где ветер дует чаще и сильнее (здесь много таких турбин), к потребителям в западные и южные части Германии.
Альтернативные ландшафты Германии
Лебус (Бранденбург) • Эти планы вызывают протесты жителей в тех густонаселенных регионах, по которым линии электропередач должны проходить.
В некоторых местах люди требуют убирать высоковольтные ЛЭП под землю.Альтернативные ландшафты Германии
Рюген (Мекленбург — Передняя Померания) • Планы установки новых ветроэнергетических турбин в разных регионах все чаще наталкиваются в Германии на сопротивление со стороны населения. Соответствующие судебные иски часто имеют успех, что уже заметно сказывается на годовых показателях роста отрасли — тем более, что подходящие места становится находить все труднее.
Альтернативные ландшафты Германии
Вормс (Рейнланд-Пфальц) • Согласно данным службы Deutsche WindGuard, в 2018 году в Германии было введено в эксплуатацию всего 743 новых ветряка. При этом предыдущий 2017 год оказался рекордным в истории развития этого вида возобновляемой энергии в ФРГ: почти 1849 новых установок.
Альтернативные ландшафты Германии
Дассов (Мекленбург — Передняя Померания) • Всего в Германии сейчас насчитывается около тысячи гражданских инициатив, выступающих против строительства новых ветряков.
Их сторонники считают, что эти установки разрушают жизненное пространство птиц и летучих мышей, уродуют ландшафты, а инфразвук и прочий постоянный шум этих установок вредит здоровью людей, живущих по соседству.Альтернативные ландшафты Германии
Восточная Фризия (Нижняя Саксония) • Эти инициативы требуют, в частности, в качестве альтернативы рассматривать газовые и паровые электростанции, повышать эффективность угольных станций, а также пересмотреть решение парламента и правительства Германии об отказе от атомной энергии.
Альтернативные ландшафты Германии
Зауэрланд (Северный Рейн — Вестфалия) • Представители отрасли обычно указывают на недоказанность негативного влияния инфразвука на здоровье. Что касается гибели птиц из-за ветровых установок, специалисты называют разные цифры, максимум — до 200 тысяч в год в целом по Германии. Для сравнения: в результате столкновений со стеклами окон и фасадов погибает около 18 миллионов птиц в год.
Альтернативные ландшафты Германии
Сиверсдорф (Бранденбург) • Летучих мышей гибнет более 100 тысяч в год (по некоторым оценкам, втрое больше) — не только от столкновений с лопастями, но и из-за травм, получаемых в результате завихрений воздуха, когда они пролетают рядом. Много гибнет во время сезонной миграции. Эксперты требуют учитывать эти факторы — в частности, отключать ветряки в часы особой активности летучих мышей.
Альтернативные ландшафты Германии
Бедбург-Хау (Северный Рейн — Вестфалия) • Правила выбора мест для ветряков регулируются земельными законами. Например, в Северном Рейне — Вестфалии минимальное расстояние до жилых построек составляет 1500 метров, в Тюрингии — 750 метров. В Баварии это расстояние вычисляется по формуле «Высота установки х 10», то есть, например, два километра между жилыми зданиями и двухсотметровым ветряком.
Альтернативные ландшафты Германии
Ренцов (Мекленбург — Передняя Померания) • Дискуссии о развитии возобновляемых источников энергии часто ведутся в Германии эмоционально и будут продолжаться в обозримом будущем.
Автор: Максим Нелюбин
На возобновляемые источники в Германии уже приходится более 40 процентов всего объема вырабатываемой электроэнергии.
Еще три процента дает использование органической части домашних отходов.
Последний атомный реактор, согласно решению федерального правительства, должны вывести из эксплуатации в 2022 году. В прошлом году на АЭС и бурый уголь пришлось более 37 %, которые необходимо будет чем-то замещать.
В некоторых местах люди требуют убирать высоковольтные ЛЭП под землю.
Их сторонники считают, что эти установки разрушают жизненное пространство птиц и летучих мышей, уродуют ландшафты, а инфразвук и прочий постоянный шум этих установок вредит здоровью людей, живущих по соседству.
______________
Хотите читать нас регулярно? Подписывайтесь на наши VK-сообщества «DW на русском» и «DW Учеба и работа» и на Telegram-канал «Что там у немцев?»
Трекеры — системы ориентации солнечных батарей
Вода это неиссякаемый источник энергии наиболее подходящий для получения электрической энергии.
В настоящее время компания «Стройимпекс Плюс» осуществляет поставки электрических мини гидроэлектростанций (Микро ГРЭС) специально разработанных для людей, живущих в отдаленных районах с отсутствием качественного электроснабжения или вовсе его отсутствие.
Такого рода Мини-Генераторы состоят из наклонной турбины и альтернатора переменного тока (однофазного или трехфазного электрогенератора).
Такие устройства характеризуются малым весом, и небольшими размерами.Термин «Микро ГРЭС» обычно используется для гидроагрегатов мощностью до 100 КВт. Такой мощности бывает достаточно, чтобы дать свет в личное хозяйство или небольшой посёлок, а так же для электроснабжения небольших предприятий. Микро-ГРЭС использует энергию воды, и не требует строительства дорогостоящих плотинных сооружений.
Электрогенератор, приводимый в движение силой воды, позволяет получить абсолютно бесплатную энергию. Затраты на обслуживание такого гидрогенератора минимальны, как правило все они заключаются в периодической (один раз за несколько месяцев) смазке подшипников на валу турбины.
Миниатюрные гидроэлектростанции оказались настолько популярны, что теперь их используют тысячи семей и небольших предприятий по всему миру.
Основное развитие Микро-ГРЭС получили в горных районах развивающихся стран, таких как Непал (где эксплуатируется около 2000 систем), в Гималаях, в Южной Америке, в странах вдоль Анд, таких как Перу и Боливии.
Мелкие программы использования Микро ГРЭС внедрялись в холмистых районах Шри-Ланки, на Филиппинах, в Китае и в других странах мира.
В глобальном масштабе, гидроэнергетика во всем мире является самым крупным источником электроэнергии из возобновляемых источников, обеспечивающей около 16% мировой электроэнергии (3,040 ТВт*ч в 2006 году). В 1995 году, общая мощность Микро-ГРЭС в мире оценивается в 28 ГВТ, поставляя около 115 млрд. КВт электроэнергии, из которых 40% приходится на развивающиеся страны.
Микро ГРЭС не нарушают экологию, так как не требуют строительства крупных платин и затопления водой значительных площадей, что неизбежно связано с возведением крупных ГРЭС. В большинстве случаев установка такой генераторной установки вообще не требует создания плотины. Миниатюрные гидроэлектростанции выпускаются в однофазном исполнении 110В-220В.
, и трехфазном 380В.
Для эффективной работы такой турбины необходим очень малый поток воды (от 6 до 12 литров в секунду) при этом на выходе можно получать мощность для питаний небольшого предприятия. Мощность однофазных гидрогенераторов включает модели от 500 Вт до 10 кВт, трехфазных от 6 до 50 кВт. Устанавливаются такие генераторы, как правило, в районах, где протекают небольшие реки, или имеются водопады или плотины.
Для обеспечения привода генератора на горной реке необходимо обеспечить забор воды выше по течению с помощью трубопровода. Диаметр водопровода зависит от мощности гидротурбины, как правило, от 50 до 300 мм. Сама турбина устанавливается ниже водозабора. При таком варианте установки гидроэлектростанции вода собирается по течению, и, направляясь по трубе, вниз служит приводом для водяной турбины.
В турбину вода попадает через специальное сопло, где попадает на лопасти турбины связанной с генератором переменного тока.
Конструкция турбины имеет спиральный корпус, который направляет поток воды через лопасти на ротор.
Вес таких гидрогенератов в снаряженном состоянии составляет от 28 до 500 кг.
Установка подобных электростанций необычайно проста. Единственно важным критерием при установке является соблюдение перепада высот водяного гидропровода. После установки нет эксплуатационных затрат и затрат на техническое обслуживание.
Эксплуатация гидрогенератора вырабатывающего электричество не предусматривает необходимость использования в составе такой электростанции источников бесперебойного питания или аккумуляторных батарей. elsip.ru
Житель Северной Осетии построил ГЭС и попал под проверки — Российская газета
В Северной Осетии местный житель Эльбрус Налдикаев, который построил рядом со своим домом небольшую частную гидроэлектростанцию (ГЭС) и обеспечивает бесплатной энергией и себя, и весь поселок, не может ее узаконить.
Рядом с его жилищем протекает река Фиагдон — на нее он и установил мини-турбину собственного производства, а к ней подключил генератор. Однако гениальное в своей простоте новшество тут же оказалось вне закона: юридических документов, регламентирующих использование таких ГЭС, нет ни в стране, ни в республике.
Как только частная ГЭС начала работать, в гости к Эльбрусу пришли налоговые инспекторы
Эльбрус Налдикаев по специальности инженер-электрик и работает на одном из промышленных предприятий Владикавказа. До этого он несколько лет прожил в Китае, куда его пригласили работать в качестве специалиста с высокой квалификацией. Но когда контракт закончился, вернулся обратно в Осетию. Тогда у талантливого инженера и появилась идея использовать природные мощности реки Фиагдон для обеспечения бесплатной энергией себя и соседей.
— На реку я поставил обычную пропеллерную турбину, которую изготовил сам, — рассказывает Эльбрус Налдикаев. — Турбина соединена с редуктором, который вращает генератор и уже вырабатывает электричество.
Мощность зависит от объема воды, которая проходит через турбину. В том месте, где у меня дом — место относительно равнинное и поэтому перепады высот небольшие, — не более трех метров. Соответственно, через турбину проходит около 1 кубометра воды в секунду, что дает мощность всего в 12 кВт, но этого достаточно, чтобы обеспечивать электроэнергией дом, а излишки я отдаю в общую сеть и питаю поселок. Летом получается, что на свои нужды я трачу примерно 30 процентов сгенерированной энергии, а 70 отдаю в сеть. Зимой — наоборот.
По словам Эльбруса, на строительство этой мини-электростанции потребовалось полгода. Главные финансовые расходы составили вовсе не создание турбины или генератора, а гидротехнические сооружения — надо было провести от реки канал длинной 90 метров и шириной 2,5 метра, забетонировать его. Сама же электростанция занимает площадь всего в 10 квадратных метров. Как только частная ГЭС начала действовать, в гости к Налдикаеву пришли налоговые инспекторы. По их мнению, инженер-изобретатель должен был платить налоги, раз он использует природные ресурсы и вырабатывает электричество.
Однако спор быстро удалось уладить: нашелся федеральный закон, который гласит, что частные электростанции мощностью до 100 кВт не облагаются налогами. К тому же электроэнергию, которую генерирует ГЭС, Эльбрус Налдикаев использует только в личных целях для обеспечения дома, а излишки бесплатно отдает в сети поселка.
Заинтересовались изобретением Эльбруса и в МРСК Северного Кавказа. Специалисты электросетевой компании установили счетчики на частной ГЭС, чтобы регистрировать количество вырабатываемой энергии. По мнению инженера, подобные простейшие вещи, как частная ГЭС, в России не приживаются. Одна из главных причин — почти полное отсутствие каких-либо документов, регламентирующих статус человека, у которого есть свои генерирующие мощности, и его взаимоотношения с государственными электросетевыми компаниями.
Кстати
В начале февраля 2019 года Госдума приняла в первом чтении законопроект, разработанный Минэнерго России, «Об электроэнергетике» в части развития микрогенерации.
Принятие законопроекта упростит процедуру размещения объектов микрогенерации, предоставит их владельцам возможность продавать излишки вырабатываемой электроэнергии на розничных рынках. К объектам микрогенерации относятся солнечная, ветровая, водная энергия с максимальной мощностью до 15 кВт.
Речь в документе идет в том числе и о небольшой гидроэлектростанции. Как, например, в австрийских Альпах, где практически на каждом водотоке стоит мини-ГЭС. «Актуальной становится формула «сам себе производитель и сам себе потребитель», — пояснил «РГ» профессор кафедры возобновляемых источников энергии РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Константин Ильковский. — Но для обеспечения безопасного функционирования внутридомовых инженерных систем законопроект не предполагает возможности установки систем микрогенерации в многоквартирных жилых домах.
Директор Фонда энергетического развития Сергей Пикин считает, что этот законопроект про повышение эффективности, чтобы у владельцев частных домохозяйств возникло желание развивать новые источники микрогенерации.
Документ необходим, чтобы узаконить деятельность домохозяйств, увлекающихся ВИЭ. По мнению эксперта, инвестиция в покупку ветряка окупится никогда.
При реализации законопроекта может возникнуть ряд сложностей. Например, выдача в сети, которые не готовы к приему электроэнергии от потребителя/производителя электроэнергии. Ведь по сути они должны работать в реверсном режиме. Конфигурация распределительной электросети должна быть изменена очень серьезно.
Кроме того, не решена проблема хранения электроэнергии. Для этого необходимы большие помещения, где были бы установлены накопители.
Подготовила Ольга Бухарова
В Сингапуре введена в строй солнечная электростанция на воде
На первый взгляд, установка солнечных батарей на воду может показаться довольно странной.
В действительности плавучие фотоэлектрические фермы имеют ряд преимуществ, включая экономию земельных площадей, которые можно было бы использовать иначе.14 июля 2021 года информационное агентство Reuters сообщило об открытии новой гигантской солнечной установки в Сингапуре. Плавучая фотоэлектрическая ферма, построенная компанией Sembcorp, занимает внушительную площадь в 45 футбольных полей и будет выполнять весьма специфическую задачу: обеспечивать энергией все водоочистные сооружения в этом районе с населением 5,7 миллиона человек. В ближайшем будущем в Сингапуре планируется установить еще четыре таких завода.
Надо сказать, что эта технология интересна по нескольким причинам. Самое очевидное, что, устанавливая панели на воде, они не занимают места на суше. Однако солнечная энергия обычно требует больших затрат на сушу. Действительно, несмотря на то, что панели можно устанавливать на крышах домов, производительность намного выше, когда речь идет о больших площадях. Таким образом, в последние годы уже появились различные гигантские проекты наземных солнечных парков, например, в Австралии и Китае.
Для стран с довольно ограниченной территорией установка солнечных батарей может стать настоящей проблемой. Поэтому Сингапур сделал выбор в пользу плавучей установки и хочет продолжать двигаться в этом направлении. В Европе такие страны, как Германия и Нидерланды, также заинтересованы в этом типе солнечных ферм.
В то время как страны с ограниченной площадью суши — и доступом к морю или большому озеру — также могут извлечь выгоду из низкого воздействия на углерод и все более конкурентоспособной стоимости солнечной энергии, страны с большой площадью суши также могут найти выгоду в установке плавучих солнечных ферм. Цель состоит в том, чтобы избежать монополизации поверхностей, которые в противном случае могли бы быть использованы. Это могут быть, например, сельскохозяйственные земли или природные территории, подлежащие развитию и защите.
Другая причина может быть очень привлекательной: их доходность. В январе 2021 года ученые из Сингапура и Нидерландов опубликовали исследование, в котором утверждается, что плавучие солнечные фермы имеют более высокую доходность, чем их наземные аналоги. Следует отметить, что когда панели нагреваются, их производительность снижается. Однако близость воды обеспечивает лучшее охлаждение установки и, следовательно, поддерживает уровень ее производительности.
Тем не менее, к дизайну панелей и их будущему расположению не следует относиться легкомысленно. Ведь установки такого типа, в случае плохой калибровки, могут оказать значительное влияние на водную фауну и флору. Однако в британском исследовании, опубликованном в мае 2021 года, говорится, что если проекты ферм хорошо продуманы, они действительно могут оказывать положительное влияние на окружающую среду. Исследователи утверждают, что провели первоначальное моделирование, показавшее, что изменение температуры воды, вызванное этими установками, возможно, компенсирует изменения, вызванные глобальным потеплением.
Энергоблоки
Охлаждающая вода — это не просто любая вода. То же самое относится к котловой воде. Предприятия, занимающиеся производством электроэнергии, ставят исключительно высокие требования к воде обоих типов, ведь только надлежащим образом подготовленная вода позволяет защитить сложную технику от коррозии и отложений. Тем самым подготовка воды превращается в один из тех многочисленных важных элементов, которые обеспечивают работоспособность систем, у которых не должно возникать никаких крупных функциональных неисправностей.
Всегда новые требования.
Сегодня экономическую и повседневную жизнь современного общества трудно представить без по возможности бесперебойного энергоснабжения. А оно, в свою очередь, невозможно без подготовленной воды, поскольку подготовленная вода защищает чувствительную технику и таким образом способствует беспрепятственному протеканию процессов.
При подготовке воды на электростанциях группы специалистов Grünbeck всякий раз сталкиваются с разными условиями, поскольку разные воды часто сильно отличаются друг от друга: в частности по жесткости и по составу веществ, растворенных в воде.
Поэтому для каждого проекта они разрабатывают индивидуальные решения с целью эффективной подготовки воды, которые могут включать в себя элементы для фильтрации, удаления извести, опреснения, дегазации и кондиционирования воды для теплотехнического оборудования.
Мы обслуживаем небольшие электростанции. И огромные тоже.
Каждый год мы осуществляем многочисленные проекты в энергетическом секторе. Иногда сложности при реализации небольших проектов оказываются почти такими же большими, как и в крупных проектах. Мы охотно беремся за решение таких задач. И мастерски справляемся с ними. В частности, мы оказываем нашим клиентам, работающим в области энергоснабжения, поддержку при монтаже современного оборудования для электростанций.
При осуществлении проектов основное значение для нас имеет вовсе не размер. Подготовка воды для небольших блочных модулей точно так же входит в число наших задач, как и подготовка воды для крупных электростанций. Поэтому мы проектируем и сооружаем системы с расходом воды один кубометр в час и другие системы, у которых расход воды составляет несколько сот кубометров в час.
В Таиланде построят самый большой парк солнечных электростанций на воде
В Таиланде построят самый большой парк солнечных электростанций на воде
Государственная Электрогенерирующая компания Таиланда (EGAT) обещает к 2037 году запустить 16 платформ общей мощностью 2,7 ГВт. Их разместят в девяти водохранилищах.
Строительство плавучих солнечных электростанций ведется в рамках плана по переходу Таиланда на возобновляемые источники энергии. Согласно принятой правительством программе в 2037 доля ВИЭ в энергетике Таиланда должна быть не менее 27%.
«Как только цены на солнечное оборудование начали снижаться, многие разработчики обратили внимание на водохранилища, подключенные к энергосетям, — говорит Джении Чейз, глава аналитического отдела BloombergNEF в Лондоне. — Похоже, что это отличная комбинация долгосрочного и хорошо структурированного планирования, и отдельные проекты в этой области уже воплощаются».
Размещение станции на поверхности существующих резервуаров ГЭС означает, что компании EGAT не придется вкладывать большие средства в инфраструктуру. Плавучая солнечная ферма подключится к тем же сетям и улучшит производительность гидроэлектрической станции, сглаживая перепады напряжения в периоды засух и обмеления рек. В будущем ее оборудуют литий-ионными аккумуляторами для хранения излишков произведенной энергии.
Восемь из предложенных проектов более чем вдвое превышают по размеру самую крупную на сегодня плавучую солнечную электростанцию — китайский проект на 150 МВт в провинции Аньхой.
Самой крупной в Таиланде станет станция на плотине Сирикит, которая должна начать работу в 2035 году. Ее мощность составит 325 МВт.
Тендер на реализацию первого проекта откроется через два месяца. Участвовать смогут как тайские, так и иностранные компании. Государство выделит $63 млн на постройку плавучей солнечной фермы на 45 МВт на плотине Сириндхорн на севере страны. Начать работу первая станция должна уже в следующем году.
По данным Всемирного банка, плавучие станции дороже наземных примерно на 18% из-за необходимости сооружать платформы с креплениями и более высоких требований к безопасности электрики на воде. Но есть и преимущества: не надо вырубать леса или использовать сельскохозяйственные угодья, а вода, охлаждая панели, повышает их производительность на 10%.
Рекордный рост пророчат плавучим электростанциям аналитики Всемирного банка. Их суммарная мощность достигнет минимум 400 ГВт.
Напомним, что австрийская компания планирует построить на Мальдивах плавучие солнечные станции.
Также для поддержки строительства плавучих солнечных электростанции в Фламандском регионе правительство Бельгии выделило €6 млн., из которых €2 млн. уже получила компания Floating PV NV.
Ранее ЭлектроВести писали, что Lux Research прогнозирует, что к 2021 году глобальная установленная мощность солнечных электростанций удвоится и вырастет до 800 ГВт.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
Прибрежная (оффшорная) ветряная энергетика | Возобновляемая энергия и ресурсы
Во многих точках нашей планеты в прибрежной зоне континентов и островов дуют постоянные сильные ветра, чья энергия может быть использована человечеством для производства высокорентабельного, экологически чистого электричества. Ветряные электростанции, построенные в неглубокой зоне морей называют оффшорными (от английского «offshore» — «на некотором расстоянии от берега»), а также прибрежными, морскими, шельфовыми или водными (надводными). Это одна из наиболее перспективных областей возобновляемой энергетики, в частности ветряной энергетики, в которую уже осуществляются миллиардные вложения.
Плавающая прибрежная ветряная генерация
На данный момент наиболее распространены морские ветряные турбины, чье основание жестко крепится к морскому дну на небольшой глубине шельфовых зон морей, однако параллельно ведутся разработки в области строительство ветряных турбин на плавающем основании.
Мировой рынок прибрежной ветряной энергетики
Производство энергии из источников прибрежной ветряной генерации увеличилось в пять раз в 2010-2015 гг. Этот сегмент особенно интенсивно развивается в Европе, в странах с обширным выходом к морю таких как Великобритания (где, по оценкам, сосредоточено до 30% всех ветряных ресурсов ЕС), Дания, Бельгия, Германия. Наиболее плотно здесь конкурируют производители ветрооборудования Siemens Gamesa и MHI Vestas.
В 2018 году количество введенных новых мощностей прибрежной ветряной энергетики в мире составило 4,3 ГВт.
Большая часть инвестиций в возобновляемую энергетику — 25,7 млрд долл — пришлась в 2018 году на прибрежную ветряную генерацию, 14% рост по сравнению с предыдущим годом. Часть проектов располагается в Европе, в том числе Moray Firth East мощностью 950 МВт стоимостью 3,3 млрд долл, а также 13 оффшорных ветряных проекта в Китае совокупной мощностью 1,7 ГВт и стоимостью 11,4 млрд долл.
По данным доклада МЭА по оценке успехов в области внедрения технологий возобновляемой энергетики в мире Tracking Clean Energy Progress 2017, в 2016 году в области прибрежной ветряной энергетики рекордно низкие цены были достигнуты в Нидерландах (55-73 долл США за МВт/ч) и Дании (65 долл США за МВт/ч).
Перспективы прибрежной ветряной электроэнергетики в мире
По состоянию на конец 2010-х годов установленная мощность прибрежных ветряных электростанций в Европе находится на уровне около 15 ГВт, а глобальный потенциал составляет более 100 ГВт к 2030 году. Из этого числа плавающие морские ветроэлектростанции составят 10% рынка.
Затраты на производство энергии оффшорными ветряными электростанциями снизятся на 77% к 2040 году.
История прибрежной ветряной энергетики
Первая ветряная электростанция водного типа Vindeby была построена в 1991 году неподалеку от побережья Дании совместными усилиями датской компании DONG (нынешнее название — Ørsted) и немецкой Siemens.
Строительство надводной ветряной электростанции с фиксированным основанием
Установка монофундаментных столбов для ветряной турбины
Для установки ветряной турбины необходим прочно вкопанный в морское дно фундамент. Чаще всего для этого используются заранее произведенные полые монофундаментные столбы. Эти трубы диаметром около 5 метров, длиной до 72 метров и весом от 300 до 550 тонн настолько огромны, что доставить их на корабле — очень сложная задача, поэтому чаще всего их просто сплавляют до места установки, предварительно герметично закрыв оба отверстия. На строительной площадке каждая из труб-фундаментов врывается специальным плавающим краном в морское дно на глубину 35 метров, что занимает приблизительно три часа. Перед тем как вбивать монофундаментные столбы специальным звуком распугивают морских животных вокруг места строительства. После окончания установки конец трубы остается торчать из воды.
Установка базы для турбинной вышки
В верхней части каждого однофундаментного столба устанавливается переходной сегмент, который оснащен механизмом якорного крепления, 25-метровой лестницей, платформой, входной дверью и трубами для защиты силовых кабелей от воды. Переходные сегменты доставляются с берега и устанавливаются специальной подъемной платформой, которая затем корректирует точность их вертикальной установки с максимальной погрешностью 0,3 градуса.
Сборка и установка вышки и ротора ветряной турбины
Каждая из ветряных турбин вначале собираются на земле, поскольку осуществлять подобные работы в воде крайне затруднительно. Две части башни турбинного генератора, гондола (обтекатель) и головка винта скрепляются, после чего на суше же происходит энергетический тест установки. Затем собранная ветряная турбина транспортируется на платформе к месту строительства вместе с лопастями винта, башня устанавливается в гнездо переходного сегмента фундамента, затем к ней крепятся лопасти ротора. В благоприятных погодных условиях сбор одного ветряного турбинного генератора может занять около шести часов.
Соединение турбин между собой, надводная и наземная станции высокого напряжения
Между собой турбины соединяются в единую электросеть высоковольтными кабелями, которые затем надежно закапываются в морское дно. Эта сеть подсоединяется в надводной станции высокого напряжения, которая трансформирует напряжение в 150 кВт для избежания потерь при передаче на дальние расстояния. Станция высокого напряжения располагается примерно в середине ветряной электростанции, от нее до берега тянется многокилометровый кабель толщиной в несколько десятков сантиметров, по которому полученное электричество доставляется до наземной станции высокого напряжения, которая передает его в общую сеть.
Последние новости области прибрежной ветряной генерации
Организации, работающие в сфере надводной ветряной энергетики
Компании, работающие в сфере оффшорной ветряной энергетики
Проекты прибрежной ветряной энергетики по всему миру
- Ajos (Айос) — наземно-прибрежная ветряная электростанция — 42,4 МВт, Финляндия, 2017
- Anholt (Анхольт) — прибрежная ветряная электростанция — 400 МВт, Дания, 2013
- Arkona (Аркона) — прибрежная ветряная электростанция — 385 МВт, Германия, 2019
- Barrow (Бэрроу) — прибрежная ветряная электростанция — 90 МВт, Великобритания, 2006
- Belwind (Белвинд) — прибрежная ветряная электростанция — 165 МВт, Бельгия, 2010
- Block Island (Блок Айленд) — прибрежная ветряная электростанция — 30 МВт, США, 2016
- Borkum Riffgrund 1 (Боркум Риффгрунд 1) — прибрежная ветряная электростанция — 312 МВт, Германия, 2015
- Borkum Riffgrund 2 (Боркум Риффгрунд 2) — прибрежная ветряная электростанция — 450 МВт, Германия, 2019
- Borssele 1 и 2 (Борселе 1 и 2) — наземные ветряные электростанции — 752 МВт, Нидерланды, 2020
- Burbo Bank (Бурбо Бэнк) — прибрежная ветряная электростанция — 90 МВт, Великобритания, 2007
- Burbo Bank Extension (Бурбо Бэнк Экстеншен) — прибрежная ветряная электростанция — 258 МВт, Великобритания, 2017
- Choshi (Тоси) — прибрежная ветряная электростанция — Япония
- Coastal Virginia (Коустал Вирджиния) — прибрежная ветряная электростанция — 12 МВт, США, 2020
- DanTysk (ДанТыск) — прибрежная ветряная электростанция — 288 МВт, Германия, 2015
- Dogger Bank (Доггер-Бaнк) — прибрежные ветряные электростанции — 3.6 ГВт, Великобритания, 2023
- Dudgeon (Даджен) — прибрежная ветряная электростанция — 402 МВт, Великобритания, 2017
- Empire Wind (Эмпайр Винд) — прибрежная ветряная электростанция — 816 МВт, США, 2024
- Global Tech 1 (Глобал Тех 1) — прибрежная ветряная электростанция — 400 МВт, Германия, 2015
- Gode Wind 1, 2 (Годе Винд 1 и 2) — прибрежные ветряные электростанции — 582 МВт, Германия, 2016
- Greater Changhua (Большой Чжанхуа) — прибрежные ветряные электростанции — 900 МВт, Тайвань
- Gunfleet Sands 1 и 2 (Ганфлит Сэндс 1-2) — прибрежные ветряные электростанции — 173 МВт, Великобритания, 2010
- Horns Rev 2 (Хорнс Рев 2) — прибрежная ветряная электростанция — 209 МВт, Дания, 2009
- Hornsea (Хорнси) — прибрежные ветряные электростанции — 5 ГВт, Великобритания, 2020
- Lincs (Линкс) — прибрежная ветряная электростанция — 270 МВт, Великобритания, 2013
- London Array (Лондон Эррей) — прибрежная ветряная электростанция — 630 МВт, Великобритания, 2013
Гидроэлектроэнергия Водопользование
• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы водопользования •
Плотина Чодьер отводит воду из реки Оттава, Канада.
Кредит: Викимедиа
На протяжении всей истории люди использовали движущуюся воду для помощи в работе, а современные люди широко используют движущуюся воду для производства электроэнергии. Несомненно, пещерный человек Джек прикрепил к шесту несколько крепких листьев и бросил их в движущийся поток.Вода вращала шест, который измельчал зерно, чтобы приготовить вкуснейшие обезжиренные доисторические кексы с отрубями. На протяжении многих веков энергия воды использовалась для работы мельниц, перемалывающих зерно в муку. На протяжении всей истории люди использовали движущуюся воду для помощи в работе, а современные люди широко используют движущуюся воду для производства электроэнергии.
Гидроэнергетика для нации
Хотя большая часть энергии в Соединенных Штатах производится на ископаемом топливе и атомными электростанциями, гидроэлектроэнергия по-прежнему важна для нации.В настоящее время огромных электрогенераторов размещены внутри плотин . Вода, протекающая через плотины, вращает лопатки турбин (сделанные из металла вместо листьев), которые соединены с генераторами. Электроэнергия производится и отправляется в дома и на предприятия.
Мировое распределение гидроэнергетики
- Гидроэнергетика — самый важный и широко используемый возобновляемый источник энергии.
- Гидроэнергетика составляет около 17% (Международное энергетическое агентство) от общего производства электроэнергии.
- Китай является крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии, за ним следуют Канада, Бразилия и США (Источник: Управление энергетической информации).
- Примерно две трети экономически обоснованного потенциала еще предстоит освоить. Неиспользованные гидроресурсы по-прежнему в изобилии в Латинской Америке, Центральной Африке, Индии и Китае.
Производство электроэнергии с использованием гидроэлектроэнергии имеет некоторые преимущества перед другими методами производства энергии .Сделаем быстрое сравнение:
Преимущества гидроэнергетики
- Топливо не сжигается, поэтому загрязнение минимально
- Вода для работы электростанции предоставляется бесплатно по своей природе
- Гидроэнергетика играет важную роль в сокращении выбросов парниковых газов
- Сравнительно низкие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание
- Технология надежная и проверенная временем
- Возобновляемый — дождь обновляет воду в резервуаре , поэтому топливо почти всегда есть
Прочтите расширенный список преимуществ гидроэнергетики на конференции Top World Conference on Sustainable Development, Йоханнесбург, Южная Африка (2002)
Недостатки электростанций, использующих уголь, нефть и газовое топливо
- Они используют ценные и ограниченные природные ресурсы
- Они могут производить много загрязнений
- Компании должны выкопать землю или бурить скважины, чтобы добыть уголь, нефть и газ
- Для атомных электростанций существуют проблемы с удалением отходов
Гидроэнергетика не идеальна и имеет некоторые недостатки
- Высокие инвестиционные затраты
- Зависит от гидрологии ( осадков, )
- В некоторых случаях затопление земель и мест обитания диких животных
- В некоторых случаях потеря или изменение местообитаний рыб
- Захват рыбы или ограничение прохода
- В отдельных случаях изменения в водохранилище и потоке Качество воды
- В некоторых случаях перемещение местного населения
Гидроэнергетика и окружающая среда
Гидроэнергетика не загрязняет окружающую среду, но оказывает воздействие на окружающую среду
Гидроэнергетика не загрязняет воду и воздух.Однако гидроэнергетические объекты могут иметь большое воздействие на окружающую среду, изменяя окружающую среду и влияя на землепользование, дома и естественную среду обитания в районе плотины.
Большинство гидроэлектростанций имеют плотину и водохранилище. Эти структуры могут препятствовать миграции рыб и влиять на их популяции. Эксплуатация гидроэлектростанции может также изменить температуру воды и сток реки. Эти изменения могут нанести вред местным растениям и животным в реке и на суше.Водохранилища могут покрывать дома людей, важные природные территории, сельскохозяйственные угодья и места археологических раскопок. Таким образом, строительство плотин может потребовать переселения людей. Метан, сильный парниковый газ, также может образовываться в некоторых резервуарах и выбрасываться в атмосферу . (Источник: EPA Energy Kids)
Строительство водохранилища в США «иссякает»
Гоша, гидроэлектроэнергия звучит здорово — так почему бы нам не использовать ее для производства всей нашей энергии? В основном потому, что вам нужно много воды и много земли, где вы можете построить плотину и водохранилища , что требует ОЧЕНЬ много денег, времени и строительства.Фактически, большинство хороших мест для размещения гидроэлектростанций уже занято. В начале века гидроэлектростанции обеспечивали чуть меньше половины всей электроэнергии страны, но сегодня это число снизилось примерно до 10 процентов. Тенденцией на будущее, вероятно, будет строительство малых гидроэлектростанций, которые могут вырабатывать электроэнергию для одного сообщества.
Как видно из этого графика, строительство поверхностных водохранилищ в последние годы значительно замедлилось. В середине 20 века, когда урбанизация происходила быстрыми темпами, было построено множество водохранилищ, чтобы удовлетворить растущий спрос людей на воду и электроэнергию.Примерно с 1980 года темпы строительства водохранилищ значительно замедлились.
Типовая гидроэлектростанция
Гидроэнергия вырабатывается падающей водой. Способность производить эту энергию зависит как от имеющегося потока, так и от высоты, с которой он падает. Накапливаясь за высокой плотиной, вода аккумулирует потенциальную энергию. Это превращается в механическую энергию, когда вода устремляется вниз по шлюзу и ударяется о вращающиеся лопасти турбины.Вращение турбины вращает электромагниты, которые генерируют ток в неподвижных катушках проволоки. Наконец, ток пропускается через трансформатор, где напряжение увеличивается для передачи на большие расстояния по линиям электропередачи. (Источник:
)
Падающая вода производит гидроэлектроэнергию. Теория состоит в том, чтобы построить плотину на большой реке с большим перепадом высоты (в Канзасе или Флориде не так много гидроэлектростанций).Плотина хранит много воды позади себя в водохранилище. У подножия стены дамбы находится водозабор. Гравитация заставляет его проваливаться через напорный водовод внутри дамбы. В конце напорного водовода находится пропеллер турбины, который вращается движущейся водой. Вал турбины идет вверх в генератор, который производит мощность. К генератору подключены линии электропередач, по которым электричество доставляется в ваш дом и в мой. Вода проходит мимо гребного винта через отводной канал в реку мимо плотины.
Производство гидроэлектроэнергии в США и в мире
На этой диаграмме показано производство гидроэлектроэнергии в 2012 году в ведущих странах мира, производящих гидроэлектроэнергию. В последнее десятилетие Китай разработал крупные гидроэлектростанции и в настоящее время занимает лидирующие позиции в мире по использованию гидроэлектроэнергии. Но с севера на юг и с востока на запад страны всего мира используют гидроэлектроэнергию — главные составляющие — это большая река и перепад высот (конечно, вместе с деньгами).
Объяснение гидроэнергетики — Управление энергетической информации США (EIA)
Гидроэнергетика — это энергия движущейся воды
Люди давно используют силу воды, текущей в ручьях и реках, для производства механической энергии. Гидроэнергетика была одним из первых источников энергии, используемых для производства электроэнергии, и до 2019 года гидроэнергетика была крупнейшим источником общего годового производства электроэнергии из возобновляемых источников в США.
В 2020 году на гидроэлектроэнергию приходилось около 7.3% от общего объема производства электроэнергии в коммунальном масштабе США 1 и 37% от общего объема производства электроэнергии из возобновляемых источников. Доля гидроэлектроэнергии в общем объеме производства электроэнергии в США со временем снизилась, в основном из-за увеличения производства электроэнергии из других источников.
Гидроэнергетика зависит от круговорота воды
- Солнечная энергия нагревает воду на поверхности рек, озер и океанов, что приводит к ее испарению.
- Водяной пар конденсируется в облака и выпадает в виде осадков — дождя и снега.
- Осадки собираются в ручьях и реках, которые впадают в океаны и озера, где они испаряются и снова начинают цикл.
Количество осадков, которые стекают в реки и ручьи в географической области, определяет количество воды, доступной для производства гидроэлектроэнергии. Сезонные колебания количества осадков и долгосрочные изменения в структуре осадков, такие как засухи, могут иметь большое влияние на доступность производства гидроэлектроэнергии.
Источник: адаптировано из Национального проекта развития энергетического образования (общественное достояние)
Источник: Управление долины Теннесси (общественное достояние)
Гидроэлектроэнергия вырабатывается с помощью движущейся воды
Поскольку источником гидроэлектроэнергии является вода, гидроэлектростанции обычно располагаются на источнике воды или рядом с ним. Объем потока воды и изменение высоты — или падения, часто называемого напором — от одной точки к другой определяют количество доступной энергии в движущейся воде.Как правило, чем больше расход воды и чем выше напор, тем больше электроэнергии может производить гидроэлектростанция.
На гидроэлектростанциях вода течет по трубе или водопроводу , затем толкает лопасти турбины и вращает их, вращая генератор для выработки электроэнергии.
Обычные гидроэлектростанции включают:
- Русловые системы , где сила течения реки оказывает давление на турбину.Сооружения могут иметь водослив в водотоке для отвода потока воды к гидротурбинам.
- Системы хранения , где вода накапливается в резервуарах, созданных плотинами на ручьях и реках, и сбрасывается через гидротурбины по мере необходимости для выработки электроэнергии. Большинство гидроэнергетических объектов США имеют плотины и водохранилища.
Гидроэлектростанции с гидроаккумулятором — это тип гидроаккумулирующей системы, в которой вода перекачивается из источника воды в водохранилище, расположенное на более высоком уровне, и сбрасывается из верхнего водохранилища в силовые гидротурбины, расположенные ниже верхнего водохранилища.Электроэнергия для перекачки может поставляться гидротурбинами или другими типами электростанций, включая ископаемое топливо или атомные электростанции. Они обычно перекачивают воду в хранилище, когда спрос на электроэнергию и затраты на ее производство и / или когда оптовые цены на электроэнергию относительно низкие, и высвобождают накопленную воду для выработки электроэнергии в периоды пикового спроса на электроэнергию, когда оптовые цены на электроэнергию относительно высоки. Гидроэлектростанции с гидроаккумулятором обычно используют больше электроэнергии для перекачки воды в верхние водохранилища, чем они производят с накопленной водой.Таким образом, гидроаккумулирующие сооружения имеют чистый отрицательный баланс выработки электроэнергии. Управление энергетической информации США классифицирует выработку электроэнергии на гидроаккумулирующих гидроэлектростанциях как отрицательную.
История гидроэнергетики
Гидроэнергетика — один из старейших источников энергии для производства механической и электрической энергии, и до 2019 года она была крупнейшим источником общего годового производства электроэнергии из возобновляемых источников в США.Тысячи лет назад люди использовали гидроэнергетику, чтобы крутить гребные колеса на реках для измельчения зерна. До того, как в Соединенных Штатах стали доступны паровая энергия и электричество, зерновые и лесопильные заводы питались напрямую от гидроэлектроэнергии. Первое промышленное использование гидроэнергии для выработки электроэнергии в Соединенных Штатах было в 1880 году для питания 16 щеточно-дуговых ламп на фабрике стульев Росомахи в Гранд-Рапидс, штат Мичиган. Первая в США гидроэлектростанция для продажи электроэнергии открылась на реке Фокс недалеко от Аплтона, штат Висконсин, 30 сентября 1882 года.
В Соединенных Штатах работает около 1450 обычных и 40 гидроаккумулирующих гидроэлектростанций. Самая старая действующая гидроэлектростанция в США — это гидроэлектростанция Whiting в Уайтинге, штат Висконсин, которая была введена в эксплуатацию в 1891 году и имеет общую генерирующую мощность около 4 мегаватт (МВт). Большая часть гидроэлектроэнергии в США производится на крупных плотинах на крупных реках, и большинство из этих плотин гидроэлектростанций были построены до середины 1970-х годов федеральными правительственными агентствами. Самый крупный U.Гидроэнергетический объект Южной и крупнейшая электростанция США по генерирующей мощности — это гидроэлектростанция Гранд-Кули на реке Колумбия в Вашингтоне с общей генерирующей мощностью 6765 МВт.
1 Электростанции коммунального назначения имеют не менее 1 мегаватта общей мощности по выработке электроэнергии. Генерирующая мощность — это чистая летняя мощность.
Последнее обновление: 8 апреля 2021 г.
Факты и информация о гидроэнергетике
Люди веками использовали энергию речных течений, используя водяные колеса, вращаемые реками, первоначально для обработки зерна и ткани.Сегодня гидроэнергетика обеспечивает около 16 процентов мировой электроэнергии, вырабатывая электроэнергию во всех штатах США, кроме двух.
Гидроэнергетика стала источником электроэнергии в конце 19 века, через несколько десятилетий после того, как британско-американский инженер Джеймс Фрэнсис разработал первую современную водяную турбину. В 1882 году первая в мире гидроэлектростанция начала работать в Соединенных Штатах вдоль реки Фокс в Аплтоне, штат Висконсин.
Как работает гидроэнергетикаТипичная гидроэлектростанция — это система, состоящая из трех частей: электростанции, на которой вырабатывается электричество, плотины, которую можно открывать или закрывать для управления потоком воды, и резервуара, в котором хранится вода.Вода за плотиной проходит через водозабор и толкает лопасти турбины, заставляя их вращаться. Турбина вращает генератор для производства электроэнергии.
Количество электроэнергии, которое может быть произведено, зависит от того, как далеко падает вода и сколько воды проходит через систему. Электроэнергия может транспортироваться по дальним линиям электропередачи в дома, фабрики и предприятия. Другие типы гидроэлектростанций используют сток через водный путь без плотины.
Крупнейшие гидроэлектростанцииКитай, Бразилия, Канада, США и Россия входят в пятерку крупнейших производителей гидроэнергии. Самая большая в мире гидроэлектростанция с точки зрения установленной мощности — Три ущелья (Санся) на реке Янцзы в Китае, ширина которой 1,4 мили (2,3 километра), а высота 607 футов (185 метров). Объект, который фактически вырабатывает больше всего электроэнергии в год, — это завод Итайпу, расположенный на реке Парана между Бразилией и Парагваем.
Самая большая гидроэлектростанция в Соединенных Штатах находится на плотине Гранд-Кули на реке Колумбия в Вашингтоне, штате, который получает около двух третей электроэнергии за счет гидроэлектроэнергии.
Гидроэнергетика за и противГидроэнергетика имеет несколько преимуществ. После того, как плотина построена и оборудование установлено, источник энергии — проточная вода — становится бесплатным. Это чистый источник топлива, возобновляемый снегом и дождями. Гидроэлектростанции могут поставлять большие объемы электроэнергии, и их относительно легко настроить в соответствии с потребностями, контролируя поток воды через турбины.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
1/10
1/10
Река Хила извивается через национальный лес Нью-Мексико. Эта свободно текущая река высыхает из-за чрезмерного использования и изменения климата снежного покрова. Он сталкивается с потенциально масштабным проектом, который отвлечет воду от верхней части реки Нью-Мексико.
Река Хила извивается через национальный лес Гила в Нью-Мексико. Эта свободно текущая река высыхает из-за чрезмерного использования и изменения климата снежного покрова. Он сталкивается с потенциально масштабным проектом, который отвлечет воду от верхней части реки Нью-Мексико.
Фотография Майкла Мелфорда, Nat Geo Image CollectionНо проекты крупных плотин могут разрушить речные экосистемы и окружающие сообщества, нанося вред дикой природе и вытесняя жителей. Например, плотина «Три ущелья» сместила примерно 1.2 миллиона человек и затоплены сотни деревень.
Плотины также не позволяют рыбам, таким как лосось, плавать вверх по течению и нереститься. Хотя такое оборудование, как рыболовные лестницы, предназначено для того, чтобы лосось мог подниматься и преодолевать плотины и заходить в районы нереста вверх по течению, такие меры не всегда эффективны. В некоторых случаях рыбу собирают и возят на грузовиках вокруг препятствий. Тем не менее, наличие плотин гидроэлектростанций часто может изменить характер миграции и нанести ущерб популяциям рыб. Например, в бассейне реки Колумбия на северо-западе Тихого океана лосось и стальной лосось потеряли доступ к примерно 40 процентам своей исторической среды обитания из-за плотин.
Гидроэлектростанции также могут вызывать низкий уровень растворенного кислорода в воде, что вредно для речной среды обитания. Также могут пострадать и другие дикие животные: в Индонезии гидроэнергетический проект угрожает редким орангутанам тапанули, поскольку он может разрушить их среду обитания.
Изменение климата и повышенный риск засухи также влияют на гидроэлектростанции мира. Согласно исследованию 2018 года, в западной части США выбросы углекислого газа за 15-летний период были на 100 мегатонн выше, чем обычно, поскольку коммунальные предприятия обратились к углю и газу для замены гидроэнергетики, потерянной из-за засухи.
Даже перспектива получения безуглеродной электроэнергии от гидроэнергетики была подорвана открытиями о том, что разлагающийся органический материал в водохранилищах высвобождает метан, мощный парниковый газ, который способствует глобальному потеплению.
Однако некоторые утверждают, что воздействие гидроэнергетики на окружающую среду может быть смягчено и оставаться низким по сравнению со сжиганием ископаемого топлива. В некоторых местах проекты малых гидроэлектростанций могут использовать преимущества существующих водных потоков или инфраструктуры. Специальные водозаборники и турбины могут помочь обеспечить лучшую аэрацию воды, сбрасываемой из плотины, для решения проблемы низкого растворенного кислорода.Плотины можно планировать более стратегически, чтобы, например, пропустить рыбу, в то время как потоки воды у существующих плотин можно калибровать, чтобы дать экосистемам больше времени на восстановление после циклов наводнений. И продолжаются исследования способов сделать проекты гидроэнергетики более дружественными по отношению к окружающим их экосистемам.
Растущее движение также работает над сносом плотин, которые больше не функционируют или не нужны по всему миру, с целью восстановления большего количества естественных рек и многих благ, которые они приносят дикой природе и людям, включая отдых.
Как работает гидроэнергетика | Компания по благоустройству долины Висконсин
Гидроэлектростанции улавливают энергию падающей воды для производства электроэнергии. Турбина преобразует кинетическую энергию падающей воды в механическую. Затем генератор преобразует механическую энергию турбины в электрическую.
Гидравлические установки различаются по размеру от «микрогидро», питающих лишь несколько домов, до гигантских плотин, таких как плотина Гувера, которые обеспечивают электричеством миллионы людей.
На фотографии справа показана Александровская гидроэлектростанция на реке Висконсин, электростанция среднего размера, которая производит достаточно электроэнергии, чтобы обслуживать около 8000 человек.
Части гидроэлектростанции
Большинство традиционных гидроэлектростанций состоит из четырех основных компонентов (см. Рисунок ниже):
- Плотина. Повышает уровень воды в реке для создания падающей воды.Также контролирует поток воды. Образующийся резервуар — это, по сути, запасенная энергия.
- Турбина. Сила падающей воды, толкающей лопасти турбины, заставляет турбину вращаться. Водяная турбина очень похожа на ветряную мельницу, за исключением того, что энергия вырабатывается падающей водой, а не ветром. Турбина преобразует кинетическую энергию падающей воды в механическую.
- Генератор. Соединен с турбиной валами и, возможно, шестернями, поэтому, когда турбина вращается, она заставляет вращаться и генератор.Преобразует механическую энергию турбины в электрическую. Генераторы на гидроэлектростанциях работают так же, как генераторы на других типах электростанций.
- Линии передачи . Проведите электричество от гидроэлектростанции до домов и предприятий.
Сколько электроэнергии может производить гидроэлектростанция?
Количество электроэнергии, производимой гидроэлектростанцией, зависит от двух факторов:
- Как далеко падает вода. Чем дальше падает вода, тем больше у нее силы. Как правило, расстояние, на которое падает вода, зависит от размера плотины. Чем выше плотина, тем дальше падает вода и тем больше она имеет силы. Ученые сказали бы, что сила падающей воды «прямо пропорциональна» расстоянию, на которое она падает. Другими словами, вода, падающая вдвое дальше, имеет в два раза больше энергии.
- Количество падающей воды. Чем больше воды проходит через турбину, тем больше мощность.Количество доступной воды зависит от количества воды, текущей по реке. В больших реках больше проточной воды, и они могут производить больше энергии. Мощность также «прямо пропорциональна» расходу реки. Река с вдвое большим объемом проточной воды, чем другая река, может производить вдвое больше энергии.
Могу ли я определить, сколько энергии может производить плотина в моем районе?
Конечно. Это не так уж и сложно.
Допустим, в вашем районе есть небольшая плотина, которая не используется для производства электроэнергии.Возможно, плотина используется для обеспечения водой для орошения сельскохозяйственных угодий, а может быть, она была построена для создания озера для отдыха. Как мы объясняли выше, вам нужно знать две вещи:
- Как далеко падает вода. Из разговора с человеком, который управляет плотиной, мы узнаем, что высота плотины 10 футов, поэтому вода падает на 10 футов.
- Количество воды, протекающей в реке. Мы связываемся с Геологической службой США, агентством в США, которое измеряет речной сток, и узнаем, что средний объем воды, протекающей в нашей реке, составляет 500 кубических футов в секунду.
Теперь все, что нам нужно сделать, это немного математики. Инженеры выяснили, что мощность плотины можно рассчитать по следующей формуле:
Мощность = (высота плотины) x (сток реки) x (эффективность) / 11,8
| Мощность | Электрическая мощность в киловаттах (один киловатт равен 1000 ватт). |
| Высота плотины | Расстояние, на которое падает вода, измеряется в футах. |
| Речной сток | Количество воды, текущей в реке, измеряется в кубических футах в секунду. |
| КПД | Насколько хорошо турбина и генератор преобразуют энергию падающей воды в электроэнергию. Для старых, плохо обслуживаемых гидростанций этот показатель может составлять 60% (0,60), в то время как для более новых, хорошо эксплуатируемых заводов этот показатель может достигать 90% (0,90). |
| 11.8 | Преобразует футы и секунды в киловатты. |
Допустим, для плотины в нашем районе мы покупаем турбину и генератор с КПД 80%.
Тогда мощность для нашей плотины будет:
Мощность = (10 футов) x (500 кубических футов в секунду) x (0,80) / 11,8 = 339 киловатт
Чтобы понять, что такое 339 киловатт, давайте посмотрим, сколько электроэнергии мы можем произвести за год.
Поскольку электрическая энергия обычно измеряется в киловатт-часах, мы умножаем мощность нашей плотины на количество часов в году.
Электроэнергия = (339 киловатт) x (24 часа в сутки) x (365 дней в году) = 2 969 000 киловатт-часов.
Среднее годовое потребление энергии в жилищах в США составляет около 3000 киловатт-часов на каждого человека. Таким образом, мы можем вычислить, сколько людей могла бы обслуживать наша плотина, разделив годовое производство энергии на 3000.
Обслужено человек = 2 969 000 киловатт-часов / 3 000 киловатт-часов на человека) = 990 человек.
Таким образом, наша местная ирригационная или рекреационная плотина могла бы обеспечить достаточно возобновляемой энергии для удовлетворения жилищных потребностей 990 человек, если бы мы добавили турбину и генератор.
Примечание. Прежде чем вы решите добавить гидроэлектростанцию к плотине, попросите инженера-гидроэнергетика проверить ваши расчеты и проконсультироваться с местными агентствами ресурсов, чтобы убедиться, что вы можете получить все необходимые разрешения.
10 крупнейших гидроэлектростанций в мире
Какие самые большие гидроэлектростанции в мире?
Три ущелья, Китай — 22,5 ГВт
Гидроэлектростанция «Три ущелья» мощностью 22,5 ГВт в Ичане, провинция Хубэй, Китай, является крупнейшей в мире гидроэлектростанцией. Это обычное водохранилище, использующее водные ресурсы реки Янцзы.Проект принадлежит и управляется China Three Gorges Corporation (CTGC) через свою дочернюю компанию China Yangtze Power.
Строительство энергетического проекта стоимостью 203 млрд юаней (29 млрд долларов) было начато в 1993 году и завершено в 2012 году. В рамках проекта «Три ущелья» была построена гравитационная плотина высотой 181 м и длиной 2335 м. Электростанция состоит из 32 турбогенераторов мощностью 700 МВт каждая и двух генераторов мощностью 50 МВт. В поставке оборудования для проекта участвовали шесть иностранных групп, в том числе Alstom, поставившая 14 турбоагрегатов Francis.
Энергоблоки электростанции «Три ущелья» были введены в эксплуатацию в период с 2003 по 2012 год. Годовая выработка электроэнергии электростанцией оценивается в 85 ТВтч. Вырабатываемая электроэнергия поставляется в девять провинций и два города, включая Шанхай.
Итайпу, Бразилия и Парагвай — 14GW
ГЭС Итайпу мощностью 14 ГВт расположена на реке Парана, на границе Бразилии и Парагвая.Объект находится под управлением Itaipu Binacional.
Строительство завода стоимостью 19,6 млрд долларов началось в 1975 году и было завершено в 1982 году. Строительство осуществляли консорциум из американской IECO и итальянской ELC Electroconsult. Производство электроэнергии на Итайпу было начато в мае 1984 года.
Гидроэлектростанция Итайпу обеспечивала 15% потребления энергии в Бразилии и 90% энергии, потребляемой в Парагвае в 2018 году. Он состоит из 20 энергоблоков мощностью 700 МВт каждый.В 2016 году она произвела 103,1 миллиона МВтч, что сделало ее крупнейшей генерирующей гидроэлектростанцией в мире на тот момент.
Ксилуоду, Китай — 13,86 ГВт
Гидроэлектростанция Xiluodu, построенная на реке Цзиньша в центральной провинции Сычуань в Китае, имеет установленную мощность 13,86 ГВт. Разработанный CTGC, он был официально открыт в 2013 году и подключен к сети в июне 2014 года.
На электростанции установлена первая в мире сверхвысокая бетонная арочная плотина двойной кривизны на высоте 610 метров над уровнем моря.Максимальная высота плотины составляет 285,05 м, а площадь водохранилища — 454 400 км².
На гидроэлектростанции установлено 18 турбогенераторов Francis мощностью 770 МВт каждая. Вырабатываемая энергия передается потребителям через Государственную сеть и Южную электрическую сеть Китая. В настоящее время завод вырабатывает в среднем 57,07 ТВтч в год, который, как ожидается, вырастет до 616,2 ТВтч в долгосрочной перспективе.
Гури, Венесуэла — 10.2GW
Электростанция Гури, также известная как гидроэлектростанция Симон Боливар, расположена на реке Карони в штате Боливар на юго-востоке Венесуэлы. CVG Electrification del Caroni владеет и управляет заводом.
Строительство энергетического объекта началось в 1963 году. Оно проводилось в два этапа: первый этап был завершен в 1978 году, а второй этап — в 1986 году.Электростанция состоит из 20 энергоблоков различной мощности от 130 МВт до 770 МВт.
Alstom получила два контракта в 2007 и 2009 годах на реконструкцию четырех блоков мощностью 400 МВт и пяти блоков мощностью 630 МВт соответственно. Andritz получил контракт на поставку пяти турбин Фрэнсиса мощностью 770 МВт для электростанции II в Гури в 2007 году. Электростанция Гури обеспечивает Венесуэлу примерно 12 900 ГВт / ч энергии.
Белу-Монте, Бразилия — 9.39GW
На строящейся гидроэлектростанции Белу-Монте в нижнем течении реки Шингу, в Пара, Бразилия, было установлено 9 гидроэлектростанций.По состоянию на сентябрь 2019 года генерирующая мощность составляет 39 ГВт. Когда она будет полностью введена в эксплуатацию с запланированной мощностью 11,2 ГВт в 2020 году, она станет четвертой по величине гидроэлектростанцией в мире.
Электростанция Белу-Монте принадлежит и управляется Norte Energia, консорциумом, возглавляемым бразильской электроэнергетической компанией Eletrobas (49,98%). Строительство по проекту стоимостью 11,2 млрд долларов было начато в марте 2011 года, а эксплуатация началась с ввода в эксплуатацию первого турбогенератора в апреле 2016 года.
Проект включает две плотины и две электростанции, в том числе главную электростанцию, оборудованную 18 турбинами Фрэнсиса мощностью 611 МВт каждая, и дополнительную электростанцию с шестью турбинами Bulb мощностью 38,85 МВт. К сентябрю 2019 года 15 из 18 турбин главной электростанции и все шесть турбин Bulb дополнительной электростанции были введены в эксплуатацию.
Тукуруи, Бразилия — 8,37 ГВт
Гидроэнергетический комплекс Тукуруи, расположенный в нижнем течении реки Токантинс в Тукуруи, Пара, Бразилия, был построен в два этапа и работает с 1984 года.
Строительство гидроэлектростанции Тукуруи стоимостью 5,5 млрд долларов началось в 1975 году. Первая фаза была завершена в 1984 году. Он включал строительство бетонной гравитационной плотины высотой 78 м и длиной 12500 м, 12 энергоблоков мощностью 330 МВт каждый и два блока мощностью 25 МВт. вспомогательные агрегаты.
Строительство второй очереди новой электростанции было начато в 1998 году и завершено в конце 2010 года. Он предполагал установку 11 энергоблоков мощностью 370 МВт каждый. Консорциум Alstom, GE Hydro, Inepar-Fem и Odebrecht поставил оборудование для этого этапа.Электростанция поставляет электроэнергию в город Белен и его окрестности.
Гранд-Кули, США — 6,8 ГВт
Проект гидроэлектростанции Grand Coulee мощностью 6,8 ГВт, расположенный на реке Колумбия в Вашингтоне, США, был построен в три этапа. Принадлежащий и управляемый Бюро мелиорации США, он начал работу в 1941 году. Годовая генерирующая мощность станции составляет более 24 ТВтч.
Гидроэлектростанция Гранд-Кули состоит из трех электростанций и бетонной гравитационной плотины высотой 168 м и длиной 1592 м.Его строительство началось в 1933 году, и к 1950 году были введены в эксплуатацию левая и правая электростанции, состоящие из 18 турбин Фрэнсиса мощностью 125 МВт и трех дополнительных блоков мощностью 10 МВт.
Третья электростанция состоит из трех блоков по 805 МВт и трех блоков по 600 МВт. Его строительство началось в 1967 году, и все шесть блоков станции были введены в эксплуатацию в период с 1975 по 1980 год. Капитальный ремонт трех блоков мощностью 805 МВт на третьей станции начался в 2013 году. Два блока были капитально отремонтированы в апреле 2016 и марте 2019 года, а третий блок был отремонтирован. Ожидается, что капитальный ремонт будет завершен к концу 2020 года.Капитальный ремонт остальных трех блоков мощностью 600 МВт планируется начать в 2024 году.
Сянцзяба, Китай — 6,4 ГВт
Гидроэлектростанция Сянцзяба была третьей электростанцией, разработанной и эксплуатируемой CTGC. Он построен на выходе из каньона реки Цзиньша, в котором расположен город Ибинь провинции Сычуань и округ Шуйфу, провинция Юньнань, Китай.
Плотина Сянцзяба имеет высоту 162 метра и высоту гребня 384 метра. Площадь водохранилища составляет 458 800 км², объем водохранилища — 5,163 миллиарда кубометров.Электростанция состоит из восьми блоков по 800 МВт каждый и включает в себя различные конструкции для сброса паводков, отвода, выработки электроэнергии и судоподъемника.
Все восемь энергоблоков электростанции находились в эксплуатации в 2019 году. Годовая генерирующая мощность электростанции составляет 30,88 кВтч, которая, как ожидается, увеличится до 33,09 кВтч в будущем.
Саяно-Шушенская, Россия — 6.4ГВт
Саяно-Шушенская ГЭС, расположенная на реке Енисей в Саяногорске, Хакасия, Россия, находится в управлении РусГидро.
Строительство электростанции началось в 1963 году и завершилось в 1978 году. В рамках проекта была построена арочно-гравитационная плотина высотой 242 м и длиной 1066 м. Электростанция состоит из десяти энергоблоков Francis мощностью 640 МВт каждый. Он вырабатывает 23,5 ТВтч электроэнергии в год, из которых 70% поставляется на четыре алюминиевых завода в Сибири.
Завод был временно остановлен в 2009 году из-за аварии, в результате которой были повреждены турбины. Он вновь открылся в 2010 году, после того как проблемы были устранены.На заводе планируется установить десять новых агрегатов с КПД 96,6% ориентировочной стоимостью 1,4 млрд долларов.
Longtan, Китай — 6.3GW
Проект гидроэлектростанции Longtan, расположенный на реке Хуншуй в уезде Тяньэ, Гуанси, Китай, является шестым по величине в Азии.
Гидроэлектростанция состоит из девяти энергоблоков Francis 700 МВт. Плотина Longtan представляет собой гравитационную плотину из бетона, уплотненного роликами, высотой 216,5 м и шириной 832 м. Электростанция принадлежит и управляется Longtan Hydropower Development.Он был разработан Hydrochina Zhongnan Engineering и построен Sinohydro.
Строительство гидроэлектростанции в Лонгтане началось в мае 2007 года. Первый энергоблок был введен в эксплуатацию в мае 2007 года. Проект был полностью введен в эксплуатацию в 2009 году. Турбинные генераторы для электростанции были поставлены компаниями Voith, Dongfang, Харбин и Тяньцзинь. Годовая генерирующая мощность станции оценивается в 18,7 ТВтч.
Связанное содержаниеВ Индонезии расположены три из десяти крупнейших геотермальных электростанций в мире, за которыми следуют США и Филиппины, по две в каждой.
В Великобритании находятся семь крупнейших в мире оффшорных ветряных электростанций, а Дания и Бельгия замыкают первую десятку.
Связанные компании
Doosan Lentjes
Котлы с циркуляционным псевдоожиженным слоем, установки для получения энергии из отходов и системы очистки дымовых газов
28 августа 2020
Скриванек
Глобальный языковой перевод и локализация для энергетических компаний
28 августа 2020
Алимак
Реечные и шестеренные подъемники для энергетики
28 августа 2020