Малая гидроэнергетика россии и в мире. развитие малой гидроэнергетики

Малая гидроэнергетика в России

В России к малой гидроэнергетике относят бесплотинные гидроэлектростанции (ГЭС), мощность которых не превышает 30 МВт, а мощность единичного гидроагрегата составляет менее 10 МВт. Такие ГЭС, в свою очередь, делятся на:

• микро-ГЭС (мощностью от 1.5 до 100 кВт);
• малые ГЭС (мощньстью от 100 кВт до 30 МВт).

Примеры малых ГЭС в России: Республика Тыва – МГЭС установленной мощностью 168 кВт; Республика Алтай – МГЭС мощностью 400 кВт; Камчатская область — ГЭС-1 мощностью 1.7 МВт на реке Быстрая, каскад Толмачевских ГЭС.

Микро- и малые ГЭС играют большую роль в энергоснабжении отдаленных районов, являющихся энергодефицитными и занимающих до 40% территории России. Развитие малой гидроэнергетики в регионах обеспечивает:

• создание собственных региональных генерирующих мощностей и снижение дефицита электроэнергии в регионе;
• надежное электроснабжение качественной электроэнергией населенных пунктов в удаленных районах и на концевых участках магистральных линий электропередачи;
• достижение экономической и социальной стабильности в населенных пунктах, которые до настоящего времени не подключены к единой энергетической системе;
• снижение дотационности регионов, связанной с закупкой и завозом топлива в труднодоступные районы.

Одним из главных преимуществ малых гидроэлектростанций (МГЭС) эксперты называют общественное отношение к подобным проектам. Такие станции наносят экологии гораздо меньше вреда, чем большие ГЭС. Среди других преимуществ выделяется также благоприятное влияние МГЭС на региональное развитие и стимулирование бизнеса за счет рынка малой гидроэнергетики.

В настоящее время действующие на территории России малые ГЭС обеспечивают около 2.2 млрд. кВт·ч/год, а их технических потенциал оценивается в 382 млрд. кВт·ч/год.

Природные условия, характерные для европейской части России, могут обеспечить выработку электроэнергии на малых ГЭС, полностью удовлетворяющую потребности районов, экономика которых ориентирована на сельхозпроизводство. Строительство малых ГЭС позволит также эффективно использовать водные ресурсы рек в целях водоснабжения, рыболовства, транспорта и пр.

Перечень потенциальных источников энергии для малой гидроэнергетики необычайно широк. Это небольшие реки, ручьи, естественные перепады высот на озерных водосбросах и на оросительных каналах ирригационных систем.

Кроме того, установка небольших гидроэнергоагрегатов возможна на технологических водотоках, таких как промышленные и канализационные сбросы.

Подсчитано, что энергетический потенциал малой гидроэнергетики в России превышает потенциал таких возобновляемых источников энергии, как ветер, солнце и биомасса вместе взятых. Однако Россия, обладая таким громадным потенциалом, в настоящее время в силу ряда причин значительно отстаёт от других стран в использовании этого ресурса.

Таблица 1. Потенциал МГЭС в РФ (млрд. кВт·ч/год)

Федеральный округ	Теоретический потенциал	Технический потенциал
Северо-Западный	48.6	15.1
Центральный	7.6	2.9
Приволжский	35	11,4
Южный	50.1	15.5
Уральский	42.6	13.2
Сибирский	469.7	153
Дальневосточный	452	146
Итого по России	1105.6	357.1

Источник: www.ne-fund.ru

В качестве основных факторов ускорения развития малой гидроэнергетики в России можно назвать:

• аварии, участившиеся в энергосистеме страны (гидроагрегаты могут быть источниками автономного питания);
• требования экологичности вырабатываемой энергии, которые стали особенно актуальными в связи с введением в действие Киотского протокола.

Первоочередными объектами рассмотрения для сооружения МГЭС являются существующие и незадействованные гидроузлы. По предварительным оценкам, 58% средних и 90% небольших водохранилищ страны (это 20 и 1 млн. м3 соответственно) не используются для выработки электроэнергии.

Энергоэкологической нишей для малых ГЭС может стать водоснабжение промышленности городов и пр. В системах водоснабжения на участках трассы с большой разницей отметок поверхности вместо различного рода шахтных сопряжений, энергогасителей и других сооружений могут быть построены микро-ГЭС. При расходах воды в пределах от 5 до 100 л/с их мощность может достигать от 20 до 200 кВт.

Рентабельность малых ГЭС обеспечивается упрощением схемы их управления (например, за счет балластной нагрузки) и работы без обслуживающего персонала. Эффективность МГЭС может быть повышена также за счет многоцелевого использования ее сооружений, а также при выдаче мощности в местную сеть (без длинных ЛЭП).

Программа развития малой гидроэнергетики

В настоящее время ОАО «ГидроОГК» (www.gidroogk.

ru, крупнейшая федеральная гидроэлектрогенерирующая компания) разрабатывает комплексный план развития малой гидроэнергетики на 2008–2010 годы и на перспективу до 2020 года, предусматривающий ввод до 2010 года более 300 МВт установленной мощности. Основные створы сосредоточены в Центральной части, на Северо-западе России, в Поволжье, на Урале и на Кавказе (более 290 створов).

Таблица 2. План ввода мощностей

Год	МВт
2007	5
2008	20
2009	125
2010	150
2011–2020	не менее 700
Итого к 2020 г.	не менее 1000

Источник: www.ne-fund.ru

Целью данной программы является реализация экономически эффективных проектов в области строительства и реконструкции МГЭС суммарной (общей) установленной мощностью не менее 1000 МВт в период до 2020 года, а также привлечение частных инвестиций в реализацию проектов.

Таблица 3. Проекты строительства малых ГЭС

Регион	Название МГЭС	Установ-ленная мощность, МВт	Средне-годовая выработка, млн. кВт·ч	Объем инвестиций* (вкл. НДС), млн. руб.	Период окупа-емости*, лет	Этап реализации проекта
Кабардино-Балкарская Республика	Адыр-Су МГЭС	24.5	92.5	1 112**	9	Разработка обоснованияинвестиций
Зарагижская МГЭС	15.0	65.5	921**	8	Разработка обоснованияинвестиций
Верхнебалкарская МГЭС	14.7	76.0	546	7	Разработка обоснованияинвестиций
Адыл-Су МГЭС-1 и МГЭС-2 (двухступенчатый каскад)	14.4	60.3	714**	10	Разработка ТЭО
Республика Дагестан	Курминская МГЭС	15.0	57.5	624	9	Разработка ТЭО
Проект строительства трех МГЭС в Южном Дагестане	Шиназская МГЭС	1.4	7.0	171	8	Строительно-монтажные работы
Аракульская МГЭС	1.4	6.0
Амсарская МГЭС	1.0	4.0
Республика Северная Осетия-Алания	Фиагдонская МГЭС	4.0	22.0	150	6	Разработка ТЭО
Всего	91.4	390.8	4 238

 * Расчеты являются предварительными и подлежат уточнению.

** В том числе 205 млн. рублей за счет средств ФЦП «Юг России». 

Источник: www.ne-fund.ru

Однако специалисты компании МНТО «ИНСЭТ» (www.inset.ru, разработка, производство, поставка и монтаж оборудования для МГЭС1), участвующей в программе, считают, что существует вероятность ее провала.

До сих пор не ясно, кто будет участвовать в разработке рабочей документации, поставках оборудования, строительстве, что ставит под угрозу выполнение всей программы и ее реализацию в обозначенные сроки.

По оценке МНТО «ИНСЭТ», планы этого года находятся под угрозой срыва, выполнение объемов работ следующего года тоже под вопросом.

В среднем стоимость строительства МГЭС составляет от 36 до 60 тыс. руб. за кВт установленной мощности.

Кроме того, специалистами компании разработаны концепции развития и схемы размещения объектов малой гидроэнергетики четырех регионов России: Республика Алтай – 35 гидроузлов на 105 МВт; Республика Тыва – 18 МГЭС на 20 МВт; Прибайкальская зона Бурятии – 13 гидроузлов мощностью 35 МВт; Северная Осетия – МГЭС суммарной мощностью 220 МВт.

Таким образом, в настоящее время при реализации программы отсутствует системность, последовательность принятия решений, четкая организация и координация действий потенциальных участников.

Стоит также сказать о том, что это не первая программа в нашей стране, касающаяся малой гидроэнергетики. Не так давно существовала федеральная целевая программа «Энергоэффективная экономика на 2002–2005 гг. и на перспективу до 2010 г. », по которой намечалось строительство более 100 малых ГЭС с вводом их в эксплуатацию до 2010 года. Однако она так и не была реализована.

Государственная поддержка

В настоящее время в России поддержке МГЭС уделяется недостаточно внимания. Для решения проблемы, по мнению экспертов, необходимо законодательно закрепить стандарты для развития российской малой гидроэнергетики.

На заседании круглого стола «Аспекты развития малой гидроэнергетики», проходившем 20 июня 2007 года в Представительстве Европейской Комиссии в РФ, советник председателя ОАО «ГидроОГК» Анатолий Копылов представил проект закона «О поддержке возобновляемых источников энергии». А.

Копылов также подчеркнул, что государством должны быть предусмотрены средства для реализации проектов МГЭС.

Однако в долгосрочной перспективе ОАО «ГидроОГК» предполагает снижение госучастия в гидроэнергетике за счет привлечения в отдельные проекты по строительству МГЭС частных инвесторов (до 75% капитала).

Источник: https://www.Cleandex.ru/articles/2016/01/18/hydropower8

Малая гидроэнергетика

Последнее время нетрадиционной энергетике уделяется пристальное внимание всего мира.

Заинтересованность в применении возобновляемых источников энергии – солнца, ветра, речной воды и морского прилива, – легко объяснима: не нужно закупать дорогое топливо, есть возможность использовать небольшие станции с целью обеспечения труднодоступных районов электроэнергией. Данное обстоятельство важно особенно для стран, где есть горные массивы или малонаселенные районы, где прокладывать электросети нецелесообразно экономически.

Две трети территории России не имеет подключения к энергетической системе

В России области децентрализованного энергоснабжения распространяются на 70% территории страны. У нас до сих пор есть населенные пункты, где никогда не было электричества. И это не всегда поселения Сибири или Крайнего Севера.

Электрификация не дошла, например, до некоторых поселков Урала – это края, которые нельзя назвать неблагополучными для энергетики. Кроме того, электрификация труднодоступных и отдаленных населенных пунктов – не такое уж сложное дело.

В любом уголке страны найдется ручей или речка, где можно обустроить микро ГЭС.

Микро и малые ГЭС

В мире малая энергетика стала развиваться в последние десятилетия, это в основном связано со стремлением избежать экологического ущерба, который наносится водохранилищами крупных ГЭС, с возможностью гарантировать энергоснабжение в изолированных и труднодоступных районах, а также с небольшими затратами капитала при строительстве станций и скорого возврата инвестиций (до 5 лет).

Где можно установить объекты малой гидроэнергетики?

Гидроагрегат малой ГЭС (МГЭС) включает в себя генератор, турбины и системы автоматического управления.

По типу используемых гидроресурсов МГЭС делят на категории: новые русловые или приплотинные станции с водохранилищами небольших размеров; станции, работающие за счет скоростной энергии свободного течения рек; станции, применяющие существующие перепады уровней воды в разливных объектах водного хозяйства – от водоочистных комплексов до судоходных сооружений (сегодня есть опыт применения питьевых водоводов, канализационных и промышленных стоков).

Микро ГЭС (мощность до 100 кВт) устанавливают практически в любом месте. Гидроагрегат включает водозаборное устройство, энергоблок и устройство автоматического регулирования. Микро ГЭС применяются в качестве источников электроэнергии для фермерских хозяйств, дачных поселков, хуторов и небольших производств в труднодоступных районах – там, где невыгодно прокладывать сети.

Малая гидроэнергетика востребована только на 1%

Технико-экономические возможности малой гидроэнергетики в нашей стране превышают возможности следующих возобновляемых источников: солнце, ветер, биомасса, а также все они вместе взятые. Сегодня он оценивается в размере 60 млрд. кВт/ч в год.

Но этот потенциал применяется слабо: лишь на 1%. В 1950-60-х годах функционировало несколько тысяч МГЭС.

Сегодня – только несколько сотен – отразились последствия перекосов в ценовой политике и слабое внимание к повышению качества и профессионализма конструкций оборудования, к использованию совершенных технологий и материалов.

К вопросу об экологии

Основным достоинством малой гидроэнергетики является безопасность с экологической точки зрения. В ходе сооружения объектов данной отрасли и дальнейшей их эксплуатации нет вредных воздействий на качество и свойства воды.

Водоемы можно применять и для рыбохозяйственной деятельности, и как источники снабжения населения водой. Но и кроме этого у малых и микро ГЭС много достоинств. Современные станции имеют простые конструкции и автоматизированы полностью, т.е.

при эксплуатации они не требуют присутствия человека.

Электрический ток, вырабатываемый ими, соответствует требованиям ГОСТа по напряжению и частоте, причем станции способны работать автономно, т.е. вне электрической сети энергосистемы области или края, и в составе данной электросети.

Общий ресурс работы станции более 40 лет (не меньше 5 лет до капремонта).

А основное достоинство – объекты малой гидроэнергетики не требуют организации крупных водохранилищ с соответствующим огромным материальным ущербом и затоплением территории.

О компаниях-производителях оборудования

В 1990-х годах в связи со снижением объемов крупного строительства в отечественной гидроэнергетике наша страна частично переориентировала производственные предприятия на нужды малой гидроэнергетики, вот некоторые из них: АО «Тяжмаш» (город Сызрань), АО «ЛМЗ» и АО «НПО ЦКТИ» (город Санкт-Петербург) и др.

Среди поставщиков оборудования отметим и региональные организации, которые когда-то входили во Всесоюзный институт «Гидропроект».

Сегодня на отечественном рынке представлены комплектные гидроагрегаты с системами автоматического регулирования и управления для автономных и сетевых МГЭС на напоры от 1 до 250 метров, а также подъемное, нестандартное гидромеханическое оборудование, напорные трубопроводы, трансформаторные подстанции, предтурбинные затворы, распределительные устройства и иные компоненты, которые нужны для строительства объектов малой гидроэнергетики. Для МГЭС с применением стратегического напора используются гидроагрегаты с радиально-осевыми, ковшовыми, пропеллерными, поперечно- и наклонно-струйными, фронтальными гидротурбинами, имеющими упрощенную конструкцию. Для МГЭС с применением скоростного напора используются гидротурбины типа «Уэллс», «Дарье», «Савониус» и другие. Генераторы для малых ГЭС выпускают АО «Привод» (Лысьва), АО «Электросила» (Санкт-Петербург), АО «СЭГПО» (Сарапул),  АО «Урал-электротяжмаш», АО «СЭЗ» (Сафоново) и др.

Природа предоставила нам самый неприхотливый метод получения энергии. Увы, мы им практически не пользуемся. Остается надеяться, что в будущем с развитием малого производства, все-таки возникнет необходимость в использовании энергии огромного количества естественных водоемов России.

Малая ГЭС «Чала»

В Санкт-Петербурге введена в эксплуатацию грузинская МГЭС «Чала», мощность которой 1500 кВт (три гидроагрегата по 500 кВт). Эта станция строилась с 1994 года, а первые гидроагрегаты отгрузили еще в 1995-1996 году.

Но завершить строительство вовремя помешало отсутствие финансовых средств у заказчика – завода-производителя спиртных напитков (раньше это был завод «Слезы Лозы», известный на отечественном рынке).

Но станция нужна была не только заводу: рядом с МГЭС находится поселок, где до последнего времени не было электричества.

Особенность станции состоит в том, что на ней функционируют гидроагрегаты с ковшовыми турбинами, которые в России не выпускались уже около 30 лет.

На МГЭС «Чала» (напор 200 метров) достаточно 300 литров воды, чтобы обеспечить мощность 500 кВт.

Для производства ковшей турбин на станции применялась технология точного литья. Они выпускались на заводе им. Климова в Санкт-Петербурге.

Источник: https://zeleneet.com/malaya-gidroenergetika/1810/

Немалые перспективы малой гидроэнергетики

Белогорская ГЭС в Ленинградской области

Все больше мирового внимания в последние годы привлекает нетрадиционная энергетика.

Это совершенно правомерно и объяснимо: применение солнечной, речной, морской, ветряной  энергии замещает использование дорого топлива, а небольшие станции могут обслуживать труднодоступные районы.

Этот факт актуален для стран с горными массивами или малонаселенными пунктами, где прокладка электросетей экономически нецелесообразна.

В России же почти 70% территории относятся к зоне децентрализованного электроснабжения. Даже сегодня у нас можно найти населенные регионы, которые не обеспечены электричеством. И это не всегда Сибирь или Крайний Север.

Некоторые поселки Урала весьма неблагополучны для энергетики. Но если разобраться, электрификация «трудных» районов может оказаться не таким уж трудным делом.

Ведь даже в самых отдаленных уголках можно отыскать речку или ручей, где с легкостью разместиться микро-ГЭС.

Тем более, что в нашей стране для повсеместного развития гидроэнергетики есть все условия. Российский потенциал гидроресурсов сопоставим с объемом вырабатываемой электроэнергии  всеми существующими электростанциями.

Хотя именно с ней многие эксперты связывают развитие энергетической отрасли в обозримом будущем.

Каратальская ГЭС в Казахстане (фото с mint.gov.kz)

Гидроэнергетика – это выработка электрической энергии с помощью гидротурбин различных мощностей, которые установлены на постоянных водотоках.

В большинстве случаев при создании гидроэлектростанции требуется возведение плотины с установкой гидротурбин, но не исключается возможность создания бесплотинных станций.

К объектам малой гидроэнергетики относятся  малые ГЭС (гидроагрегаты мощностью от 100 кВт до 30 МВт) и микро-ГЭС (мощность до 100 кВт).

Малые ГЭС (МГЭС) представляют собой турбину с генератором и системой автоматического управления. А в соответствии с характером использования гидроресурсов они подразделяются на русловые  — станции с маленькими водохранилищами; станции, в использовании которых находится скоростная энергия свободного течения реки; станции с источником энергии в виде перепада уровня воды.

Спектр источников энергии для МГЭС очень обширен. Это небольшие речушки и ручьи, также используется перепад высоты озерных водосборов и оросительных каналов ирригационных систем. Турбины малых электростанций могут быть гасителем энергии на перепаде высоты различных трубопроводов, которые перекачивают жидкие продукты.

Установить небольшие гидроагрегаты возможно на технологических водотоках, таких как промышленный или канализационный сбор. С микро-ГЭС ситуация еще проще – они устанавливаются почти в любых местах и могут использоваться в качестве источника энергии в дачных поселках, фермерских хозяйствах, хуторах, небольших производствах.

Процесс сооружения и эксплуатации не имеет вредного воздействия на водоем, атмосферу, растительный или животный мир, местный микроклимат. Помимо этого, современные МГЭС характеризуются простотой конструкции и полной автоматизацией.

Они могут осуществлять работу как самостоятельно, так и в качестве составной части электросети, причем эксплуатационный ресурс данных агрегатов – не менее 40 лет.

Немаловажен и тот факт, что для организации работы МГЭС большие водохранилища с огромными затопленными территориями не требуются.

Строительство таких станций не нуждается в крупных капиталовложениях, большом количестве энергоемкого строительного материала и существенных тудозатратах, окупается в относительно короткий период времени.

Минусы малой гидроэнергетики не так существенны, как в некоторых других видах получения энергии, но, тем не менее, они есть. Как и все локализированные источники, объекты МГЭС уязвимы в случае возможности выхода из строя, тогда потребители рискуют остаться без электричества. Решение проблемы – ввод резервной генерирующей мощности.

  Самыми распространенными авариями могут быть разрушения плотины при переливе через нее воды, при неожиданном подъеме. Иногда малые ГЭС становятся причиной заливания водохранилищ, а также могут оказывать влияние на процессы формирования русла. Выработка электроэнергии такими станциями неравномерна в силу зимних и летних спадов.

Поэтому многие районы используют малую гидроэнергетику, как резервный вариант.

Одна из малых ГЭС Карелии (Фото с urban3p.ru)

В последние десятилетия малые гидроэлектростанции находят широкое распространение во многих странах. В некоторых из них общая мощность МГЭС составляет более 1 млн. кВт. Такие результаты наблюдаются в США, Канаде, Швеции, Испании, Франции, Италии. Неоспоримый лидер в этой сфере КНР.

Здесь работает большое количество МГЭС составной мощностью 13 млн. кВт. В перечисленных  странах малые электростанции выступают в качестве местных экологически чистых источников энергии. Их работа экономит традиционные топлива, значительно сокращая вредные выбросы диоксида углерода.

Российская малая гидроэнергетика имеет огромный потенциал. Количество небольших рек у нас более 2,5 млн., в сумме их сток превышает 1000 км. кубических в год.

Специалисты оценивают, что сегодня мы в состоянии с помощью малых ГЭС генерировать более 500 млрд. кВтч в год.

Основной ресурс для развития МГЭС сосредоточен в районах Дальнего Востока, Архангельске, Мурманске, Калининграде, Карелии, Туве, Якутии, Тюменской области.

Свое развитие в нашей стране малая гидроэнергетика начала в первые годы 20 века. Исторические документы говорят о том, что в 1913 году в России работали 78 станций, общей мощностью 8,4 МВт, самая большая из них располагалась на реке Мургаб – 1,35 МВт.

После окончания ВОВ их общее количество составило 6500 единиц.

Но в 50-е годы произошел глобальный переход к строительству ГЭС больших мощностей и перевод сельских потребителей на централизованное энергоснабжение, что привело к полному упадку отрасли малых ГЭС. На момент распада СССР в стране осталось всего 55 действующих МГЭС.

В 2000-х правительство попыталось стимулировать развитие малой гидроэнергетики, но этому помешал кризис. До последнего момента процент энергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями медленно, но постоянно снижался: в 1995 году его доля составляла 21%, в 1996 – 18%, в 1997 – 16%.

Причина этого в износе оборудования и увеличении в энергобалансе страны роли другого энергоресурса, которым является природный газ.

Но, тем не менее, эксперты прогнозируют, что доля электроэнергии малых ГЭС в ближайшем будущем станет постепенно увеличиваться. Наиболее актуален этот процесс будет для зоны децентрализованного обеспечения, где с помощью МГЭС будут заменять старые неэкономичные дизель- электростанции.

Данная мера позволит сократить расходы федерального бюджета и повысить эффективность и энергетическую безопасность «трудных» районов. Так, в Дальневосточных регионах энергию до сих пор вырабатывают несколько тысяч дизельных электростанций, зависимость электроснабжения от поставок дизельного топлива почти 100%.

Стоимость и доставка дизтоплива для подобных целей очень высока, поэтому вопрос о введении тут других энергоресурсов стоит очень остро.

Работа по обеспечению таких районов альтернативными источниками энергии, в том числе и малыми ГЭС уже началась. Так, в Адыгее введены в действие 2 МГЭС, работа которых направлена на подачу питьевой воды. В Краснодарском крае установили несколько небольших гидроагрегатов мощностью в 350 кВт.

В Тыве и на Алтае работают 3 МГЭС – 10, 50 и 200 кВт. В Карелии и Ленинградской области действуют 4 мини ГЭС мощностью от 10 до 50 кВт., в Башкирии есть 4 МГЭС, оснащенные агрегатами от 10 до 50 кВт., и многие другие.

ГЭС Игнойла (Фото с regionavtica.ru)

Эксперты оценили, что условия, которые характерны европейским частям России, смогут обеспечить электроэнергией МГЭС все регионы экономически ориентированные на сельхозпроизводство.

В целом, развитие системы микро- и малых ГЭС в энергодефицитных районах позволит  здесь создать собственные региональные генерирующие мощности, обеспечит надежными поставками электроэнергии, образует экономическую и социальную стабильность, снизит дотационность, которая связана с закупками и завозом топлива.

Перспективы у малой гидроэнергетики России немалые и необходимость в ее развитии огромная, но пока данная отрасль испытывает проблемы, с которыми столкнулись все ВИЭ.

Хоть сколь-нибудь более значительные вливания в эту отрасль обеспечили бы нашей стране гораздо более оптимистичный взгляд в будущее.

Источник: https://novostienergetiki.ru/nemalye-perspektivy-maloj-gidroenergetiki/

Малая гидроэнергетика России

«Ваш Солнечный Дом» в настоящее время не продает оборудование для малых гидроэлектростанций. По теме малой и микрогидроэнергетики мы поддерживаем отдельный информационный сайт www.microhydro.ru

Нетрадиционной энергетике последнее время уделяется пристальное внимание во всем мире.

Заинтересованность в использовании возобновляемых источников энергии — ветра, солнца, морского прилива и речной воды, — легко объяснима: нет нужды закупать дорогостоящее топливо, имеется возможность использовать небольшие станции для обеспечения электроэнергией труднодоступных районов. Последнее обстоятельство особенно важно для стран, в которых имеются малонаселенные районы или горные массивы, где прокладка электросетей экономически нецелесообразна.

Две трети территории России не подключено к энергосистеме

В России зоны децентрализованного энергоснабжения составляют более 70% территории страны. До сих пор у нас можно встретить населенные пункты, в которых электричества не было никогда. Причем не всегда это поселения Крайнего Севера или Сибири.

Электрификация не затронула, например, некоторые уральские поселки — края, который вряд ли назовешь неблагополучным с точки зрения энергетики. Между тем, электрификация отдаленных и труднодоступных населенных селений — дело не такое уж и сложное.

Так, в любом уголке России найдется речка или ручей, где можно установить микроГЭС.

Малая энергетика получила развитие в мире в последние десятилетия, в основном из-за стремления избежать экологического ущерба, наносимого водохранилищами крупных ГЭС, из-за возможности обеспечить энергоснабжение в труднодоступных и изолированных районах, а также, из-за небольших капитальных затрат при строительстве станций и быстрого возврата вложенных средств (в пределах 5 лет).

Где можно установить небольшую гидроэлектростанцию?

Гидроагрегат малой ГЭС (МГЭС) состоит из турбины, генератора и системы автоматического управления.

По характеру используемых гидроресурсов МГЭС можно разделить на следующие категории: новые русловые или приплотинные станции с небольшими водохранилищами; станции, использующие скоростную энергию свободного течения рек; станции, использующие существующие перепады уровней воды в самых различных объектах водного хозяйства — от судоходных сооружений до водоочистных комплексов (а сейчас уже существует опыт использования питьевых водоводов, а также промышленных и канализационных стоков). Использование энергии небольших водотоков с помощью малых ГЭС является одним из наиболее эффективных направлений развития возобновляемых источников энергии и в нашей стране. Основные ресурсы малой гидроэнергетики в России сосредоточены на Северном Кавказе, на Дальнем Востоке, на Северо-Западе (Архангельск, Мурманск, Калининград, Карелия), на Алтае, в Туве, в Якутии и в Тюменской области.

МикроГЭС (мощностью до 100 кВт) можно установить практически в любом месте. Гидроагрегат состоит из энергоблока, водозаборного устройства и устройства автоматического регулирования. Используются микроГЭС как источники электроэнергии для дачных поселков, фермерских хозяйств, хуторов, а также для небольших производств в труднодоступных районах — там, где прокладывать сети невыгодно.

Малая энергетика востребована всего на 1%

Технико-экономический потенциал малой гидроэнергетики в России превышает потенциал таких возобновляемых источников энергии, как ветер, солнце и биомасса, вместе взятых. В настоящее время он определен в размере 60 млрд. кВт-ч в год.

Но используется этот потенциал крайне слабо: всего на 1%. Не так давно, в 1950-60-х годах, у нас действовало несколько тысяч МГЭС.

Сейчас — всего лишь несколько сотен — сказались результаты перекосов в ценовой политике и недостаточное внимание к совершенствованию конструкций оборудования, к применению более совершенных материалов и технологий.

К вопросу экологии

Одним из основных достоинств объектов малой гидроэнергетики является экологическая безопасность. В процессе их сооружения и последующей эксплуатации вредных воздействий на свойства и качество воды нет. Водоемы можно использовать и для рыбохозяйственной деятельности, и как источники водоснабжения населения.

Однако и помимо этого у микро и малых ГЭС немало достоинств. Современные станции просты в конструкции и полностью автоматизированы, т.е. не требуют присутствия человека при эксплуатации.

Вырабатываемый ими электрический ток соответствует требованиям ГОСТа по частоте и напряжению, причем станции могут работать как в автономном режиме, т.е. вне электросети энергосистемы края или области, так и в составе этой электросети. А полный ресурс работы станции — не менее 40 лет (не менее 5 лет до капитального ремонта).

Ну а главное — объекты малой энергетики не требуют организации больших водохранилищ с соответствующим затоплением территории и колоссальным материальным ущербом.

О производителях оборудования

В 1990-х годах в связи с сокращением объемов крупного гидроэнергетического строительства в России частично переориентировали свое производство на нужды малой гидроэнергетики такие предприятия, как АО ‘ЛМЗ’ и АО ‘НПО ЦКТИ’ (г. Санкт-Петербург), АО ‘Тяжмаш’ (г. Сызрань) и др.

Одновременно возникли, в том числе, в рамках конверсии, малые предприятия и акционерные компании, производящие оборудование для МГЭС. Среди них наиболее известны АО ‘МНТО Инсет’ и НПЦ ‘Ранд’ из Санкт-Петербурга, и АО ‘Напор’, АО ‘НИИЭС’, АО ‘Энергомаш’ из Москвы.

В числе поставщиков оборудования следует отметить также региональные организации, входившие когда-то во Всесоюзный институт ‘Гидропроект’.

В настоящее время на российском рынке имеются комплектные гидроагрегаты с системами автоматического управления и регулирования для сетевых и автономных МГЭС на напоры от 1 до 250 метров, а также нестандартное гидромеханическое, подъемное оборудование, напорные трубопроводы, предтурбинные затворы, трансформаторные подстанции, распределительные устройства и другие компоненты, необходимые для строительства объектов малой энергетики. Для МГЭС с использованием статического напора применяются гидроагрегаты с радиально-осевыми, пропеллерными, ковшовыми, наклонно- и поперечно-струйными, фронтальными гидротурбинами упрощенной конструкции. Для МГЭС с использованием скоростного напора применяются гидротурбины типа ‘Дарье’, ‘Уэллс’, ‘Савониус’ и др. Генераторы для малых ГЭС производят АО ‘Электросила’ (г. Санкт-Петербург), АО ‘Урал-электротяжмаш’, АО ‘Привод’ (г. Лысьва), АО ‘СЭГПО’ (г. Сарапул), АО ‘СЭЗ’ (г. Сафоново) и др.

Природа дает нам самый неприхотливый способ добычи энергии. Увы, мы им почти не пользуемся. Остается только надеяться, что в дальнейшем, при развитии малого производства, необходимость в использовании энергии бесчисленного количества естественных водоемов России все-таки возникнет.

Малая ГЭС ‘Чала’

Осенью прошлого года санкт-петербургское АОЗТ ‘МНТО Инсет’ завершило работы по вводу в эксплуатацию грузинской МГЭС ‘Чала’ мощностью 1500 кВт (три гидроагрегата по 500 кВт). Строительство этой станции началось давно, в 1994 году, а первые гидроагрегаты были отгружены еще в 1995-1996 гг.

Однако вовремя завершить строительство помешало отсутствие средств у заказчика — завода по производству спиртных напитков (бывший завод ‘Слезы Лозы’, хорошо известный на российском рынке).

Впрочем, станция была нужна не только заводу: в поселке, расположенном рядом с МГЭС, электричества до последнего времени не было.

Они рассчитаны на большие напоры сравнительно небольшого количества воды, их целесообразно устанавливать в высокогорных районах: республиках Закавказья, Кабардино-Балкарии, Дагестане, Чечне, Карачаево-Черкесии.

На МГЭС ‘Чала’ (напор в двести метров) для обеспечения мощности 500 кВт достаточно 300 литров воды.

При производстве ковшей турбин станции использовалась технология точного литья. Изготовлены они были на заводе им. Климова (г. Санкт-Петербург). Турбинные агрегаты были изготовлены в турбинном комплексе ЗАО ‘Киров-Энергомаш’ Кировского завода.

Руководил работами на станции — монтажом и пуском в эксплуатацию гидроагрегатов — М. В. Добрер, один из лучших специалистов Ленин-градского Металлического завода.

В ближайшее время фирма ‘Инсет’ планирует установить еще три такие же станции в Кабардино-Балкарии. На одну из них — ‘Адыл-су’, мощностью 1200 кВт уже поставлено оборудование.

Павел Пресняков

Источник ep.spb.ru

Источник: https://solarhome.bezseti.ru/basics/hydro/

Большое будущее малых ГЭС -2014

В последние годы в России растет интерес к строительству малых гидроэлектростанций. Они свободны от ряда недостатков крупных ГЭС и являются одним из наиболее экономичных и экологически безопасных источников получения электроэнергии.

Общепринятого определения того, что же такое малая ГЭС, сегодня в мире не существует. Чаще всего «мерилом» выступает ее установленная мощность. В большинстве стран эта планка ограничена 10МВт, но, например, в Китае к МГЭС относят все гидроэлектростанции мощностью до 50 МВт.

Именно Китай уже не первый год прочно застолбил за собой звание мирового лидера по совокупной мощности МГЭС — более 50 ГВт. Для сравнения: идущая на втором месте Япония отстает от Поднебесной более чем в 10 раз. Что касается важности МГЭС для энергетического баланса страны, то тут вне конкуренции Швейцария и Австрия.

В этих странах на долю МГЭС приходится 8,3% и 10% всей вырабатываемой энергии.

В настоящее время в России насчитывается примерно 300 МГЭС общей мощностью около 1,3 млн кВт. При этом программа развития малой гидроэнергетики предполагает создание до 2020 года на территории России 275 МГЭС общей мощностью 1,86 ГВт.

Альтернатива для глубинки. «Несмотря на высокие темпы развития «большой» гидроэнергетики, природные и инфраструктурные особенности России накладывают на этот процесс определенные рамки, — отмечает доцент Московского энергетического института Игорь Беспалов.

 — Например, основная часть гидроэнергетического потенциала нашей страны сконцентрирована в регионах Сибири и Дальнего Востока, достаточно далеко от основных потребителей электроэнергии».

Как отмечает эксперт, в этом случае выработка электроэнергии традиционным способом из-за огромных транспортных расходов получается настолько нерентабельной, что экономически целесообразно становится использовать потенциал малых рек и других возобновляемых источников энергии.

Для промышленных предприятий, научных станций и нефтяных платформ, расположенных в отдаленной местности, зачастую именно МГЭС служат одним из немногих возможных способов генерирования электроэнергии. Еще одной перспективной сферой использования МГЭС становится децентрализованное снабжение электроэнергией сельских районов.

В сравнении с «большой» энергетикой инвестиционные проекты малых ГЭС обладают рядом важных преимуществ, в том числе коротким сроком подготовки и осуществления строительства, отсутствием необходимости держать на станциях персонал.

Большинство МГЭС могут работать в полностью автоматическом режиме.

Кроме того, по сравнению с более крупными гидроэлектростанциями МГЭС не нуждаются в зоне затопления, а значит, сразу отпадает целый ворох сложных экологических и социальных проблем.

Надежда на государство

«Перспективы развития малой энергетики в РФ сильно зависят от наличия полноценной системы господдержки этого сектора, — обращает внимание специалист «РусГидро» Александра Горшкова.

 — Без базовых «правил игры», установленных государством, переход к масштабной реализации проектов ВИЭ невозможен, так как проекты эти в основном экономически неэффективны». Как отмечает эксперт, ВИЭ-генерация сегодня обеспечивает 8,2% мирового потребления электроэнергии.

В России же эта цифра составляет менее 1%, однако до 2020 года ее планируется увеличить до 4,5%.

В частности, правительством РФ был утвержден комплекс мер стимулирования производства электроэнергии объектами ВИЭ, а Минэнерго разработало поправки в законодательство по введению поддержки ВИЭ-генерации на оптовом рынке. Главным механизмом стимулирования стал договор поставки мощности, заключаемый по итогам конкурсных отборов инвестиционных проектов суммарной мощностью до 6 ГВт до 2020 года.

«В 2009 году принята новая Энергетическая стратегия России на период до 2030 года, в которой особый акцент сделан на перспективы развития альтернативной энергетики, — рассказал Александр Масеев, ведущий научный сотрудник Института энергетической стратегии.

 — Согласно документу, к 2030 году доля нетрадиционных ВИЭ в отечественном энергобалансе должна составить не менее 10%».

При этом, как отмечает эксперт, переход от пилотных проектов к реализации масштабной программы строительства будет невозможен без принятия всех необходимых нормативно-правовых актов.

Несмотря на ведущую роль государства, все больший интерес к развитию малой гидроэнергетики проявляют и частные компании. Так, в марте 2010 года в России была образована Ассоциация малой гидроэнергетики (АМЭ), которая объединила часть заинтересованных в развитии МГЭС российских компаний.

Ключевая задача АМЭ — разработка программ и механизмов привлечения российских и иностранных инвесторов. Во многом повышение интереса к малой энергетике связано со значительным техническим прогрессом в конструировании малых гидроагрегатов. Современные МГЭС полностью автоматизированы, просты в монтаже и эксплуатации. А срок их использования достигает 40 лет.

Еще пару десятилетий назад о таком невозможно было даже мечтать.

От Кавказа до Дальнего Востока

Сейчас в нашей стране строительство малых ГЭС разворачивается преимущественно на Северном Кавказе, где для этого имеются наиболее благоприятные природные условия. Все проекты по созданию сети МГЭС в этом регионе реализует «РусГидро».

«Развитие малой гидроэнергетики является одним из основных направлений нашей работы в области альтернативной энергетики, — подчеркнула Александра Горшкова.

 — В настоящее время компания проводит актуализацию карты потенциальных створов малых ГЭС и ведет переговоры с зарубежными партнерами по реализации программы строительства и локализации производства основного оборудования объектов ВИЭ».

«В июне 2014 года проекты Сенгилеевской, Барсучковской, Усть-Джегутинской ГЭС успешно прошли конкурсный отбор инвестиционных проектов по строительству генерирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии, — отметила Александра Горшкова.

 — Были заключены договоры, обеспечивающие инвесторам возмещение затрат в течение 15 лет с базовой доходностью до 14% годовых. Текущая же их доходность будет зависеть от доходности долгосрочных облигаций федерального займа».

Планируется, что эксплуатация Сенгилеевской МГЭС (10 МВт), Барсучковской МГЭС (5,04 МВт) и Усть-Джегутинской МГЭС (5,6 МВт) начнется в 2017 году.

Большую роль в развитии отечественной малой энергетики играет обмен опытом с зарубежными коллегами. Особенно это касается китайских партнеров.

В мае 2014 года в ходе визита президента РФ Владимира Путина в Шанхай между «Рус­Гидро» и PowerChina было подписано соглашение по сотрудничеству в области малой энергетики.

Технические и экономические специалисты PowerChina посетили пять МГЭС — Сенгилеевскую, Барсучковскую, Усть-Джегутинскую, Верхнебалкарскую и Адыр-Су, где осмотрели площадки будущих станций и ознакомились с техническими решениями. Сейчас стороны дорабатывают текущую структуру и схему создания совместного предприятия, а также возможные варианты его финансирования.

Источник: https://www.microhydro.ru/bolshoe-budushhee-malyh-ges/

Гидроэнергетика в России: отечественные гидростанции их типы и характеристики

Развитие гидроэнергетики в России началось только после Великой Октябрьской социалистической революции. По утвержденному в 1920 г. государственному плану электрификации (ГОЭЛРО), составленному по инициативе В.

И. Ленина, в течение 10—15 лет надлежало построить 30 электростанций общей мощностью 1 750 000 кет, в том числе 10 гидроэлектростанций мощностью 640 000 кет (Волховскую, Нижне- и Верхне-Свирские, Днепровскую и др.).

Первая крупная гидроэлектростанция — Волховская мощностью 66 000 кВт была введена в эксплуатацию з 1926 г., в 1932 г. начала работать Днепровская ГЭС имени В. И. Ленина мощностью 650 000 /сет, а к 1937 г. общая мощность гидроэлектростанций страны составляла уже 1 400 000 Квт.

Преимущества и развитие гидроэнергетики

Гидроэлектростанции, используя непрерывно возобновляющиеся энергетические ресурсы рек, являются высокорентабельным и долговечным источником электроснабжения народного хозяйства. Они отличаются надежностью в работе и низкой стоимостью вырабатываемой электроэнергии.

Высокая маневренность гидроэлектростанций и готовность их немедленно принимать нагрузку имеют особенно важное значение при работе гидроэлектростанции в энергосистеме для покрытия пиков электропотребления и .выравнивания графикоз нагрузки системы.

В связи с этим, а также учитывая достаточные запасы гидроэнергетических ресурсов, в ближайшие годы намечается продолжение роста общей мощности гидроэлектростанций.

Такое развитие отечественной гидроэнергетики может быть обеспечено только строительством в основном крупных многоагрегатных гидроэлектростанций с установкой на них мощных уникальных гидроагрегатов.

https://www.youtube.com/watch?v=enNGnu3tosA

Отечественное гидроэнергомашиностроение за послевоенный период достигло значительных успехов в конструировании и изготовлении основного технологического оборудования для строящихся гидроэлектростанций.

В связи со все увеличивающейся потребностью народного хозяйства страны в электроэнергии основной тенденцией развития современного гидроэнергомашиностроения является повышение единичной мощности гидроагрегатов, так как это дает возможность получения больших мощностей на одной гидроэлектростанции при уменьшении удельной металлоемкости и стоимости гидротурбин и генераторов. Так, агрегаты с поворотнолопастными турбинами Волжских ГЭС имени В. И. Ленина и XXII съезда КПСС, имеющие рабочие колеса диаметром 9,3 м мощностью 115 тыс. квт, и Саратовской ГЭС с рабочим колесом диаметром 10,3 м мощностью 60 тыс.квт по размерам и мощности значительно превосходят зарубежные агрегаты аналогичного типа. На Братской гидроэлектростанции имени 50-летия Великого Октября работают агрегаты мощностью по 250 тыс. квт. Для Нурекской ГЭС изготовляются агрегаты по 300 тыс. квт, уникальные гидроагрегаты Красноярской ГЭС имеют мощность 500 тыс. квт, а для Саянской ГЭС создаются гидроагрегаты мощностью по 640 тыс. квт с радиально-осевыми турбинами диаметром рабочего колеса 7,5 м.

Состав энерго гидроагрегатов

Энергетический агрегат гидроэлектростанции состоит из гидротурбины, непосредственно соединенного с ней гидрогенератора и вспомогательного оборудования, необходимого для обеспечения нормальной работы агрегата.

Гидротурбины и гидрогенераторы разрабатываются и изготовляются различными заводами, однако конструируются они как части единого гидроагрегата.

Только общая компоновка применительно к зданию ГЭС и наиболее целесообразное сочетание конструктивных и технологических решений, принятых совместно для турбины и генератора, дают возможность создать надежный энергетический агрегат с высокими энергетическими, эксплуатационными и экономическими показателями.

На средних и крупных современных гидроэлектростанциях устанавливаются, в основном вертикальные гидроагрегаты. Горизонтальные агрегаты ранее широко применялись для оборудования небольших преимущественно сельских гидроэлектростанций. Однако в последние годы горизонтальные гидроагрегаты начали устанавливаться и на более мощных гидроэлектростанциях.

На Дальнем Востоке и в Сибири сооружаются в основном мощные средне- и высоконапорные гидроэлектростанции с напорами до 200 м, а на Кавказе и в Средней Азии — высоконапорные гидроэлектростанции с напорами до 500 м.

Развитие гидроэнергетики этих районов потребовало создания крупных гидроагрегатов с радиально-осевыми турбинами.

Крупнейший в мире гидроагрегат Красноярской ГЭС с радиально-осевой турбиной диаметром рабочего колеса 7,5 м мощностью 500 тыс. квт.

Эти станции требуют применения специальных видов гидроэнергетического оборудования: обратимых машин (турбина — насос) и обратимых двигателей — генераторов. В настоящее время такие первые агрегаты и установлены на Киевской ГАЭС.

Дальнейшее совершенствование компоновок и конструкций вертикальных гидроагрегатов характеризуется стремлением к максимальному конструктивному и технологическому объединению деталей и узлов турбины и генератора.

Так, подпятники зонтичных генераторов опираются теперь обычно на крышку турбины, что дало возможность отказаться от нижней крестовины генератора. В некоторых конструкциях крупных гидроагрегатов генератор не имеет вала и втулка его ротора крепится непосредственно к верхнему концу вала турбины.

Особенности современного строительства гидроагрегатов

Характерной особенностью современного крупного гидроэнергомашиностроения является то, что турбины и генераторы из-за своих габаритов и весов, а также отсутствия на заводах необходимых энергетических ресурсов и невозможности создания специальных стендов не могуг быть полностью собраны, обкатаны и испытаны на заводах-изготовителях, и поэтому их вынуждены поставлять на гидроэлектростанции в.виде отдельных механизмов, узлов и деталей, иногда даже без заводской общей и поузловой контрольной сборки. Гидроагрегаты полностью собирают, испытывают и -пускают в работу впервые только на месте установки. Поэтому монтаж гидроэнергетического оборудования является по существу заключительным этапом в общем цикле создания гидроагрега-та, в процессе которого приходится выполнять не только монтажные операции по сборке, установке, выверке и креплению деталей и узлов гидроагрегата, но и производить чисто заводские технологические операции по контрольной сборке узлов и механизмов с доводкой и подгонкой деталей.

Одновременно монтаж гидроагрегатов — технологического оборудования гидроэлектростанции — является и составной частью единого, связанного организационно и технологически процесса строительно-монтажных работ по сооружению гидроэлектростанции.

Эти две особенности изготовления и установки крупных гидроагрегатов, требующие- сочетания и обеспечения их высококачественного монтажа и своевременного ввода гидроэлектростанции в эксплуатацию, обусловливают необходимость четких инженерно-технических методов организации и технологии монтажных работ.

Гидравлические двигатели, применявшиеся в промышленности России и за рубежом до XIX в., представляли собой различного типа водяные колеса, вращающиеся под действием только веса воды или скоростной энергии потока.

Водяные колеса как двигатели имели ряд существенных недостатков: громоздкость, малую скорость вращения и низкий к. п. д., а главное — с их помощью невозможно было получить большие мощности. Так, водяное колесо диаметром 9,15 м при напоре 5,2 м, работавшее на Кренгольмской мануфактуре в г.

Нарве до 1874 г., развивало мощность всего 330 квт при скорости вращения 4—4,5 об/мин.

В начале XIX в. была создана гидравлическая турбина, которая стала быстро вытеснять водяные колеса, особенно в промышленности, где требовались более значительные мощности.

Особенно важное значение получило гидротурбостроение в конце XIX и начале XX вв. в связи с широким развитием электротехнической промышленности и появлением возможности получения больших количеств электроэнергии на создаваемых для этой цели гидроэлектростанциях и ‘передачи ее на значительные расстояния.

Типы ГЭС:

Ещё одно интересное видео о работе Сибирских ГЭС и влиянии на них меняющейся экологической обстановки:

Источник: https://pue8.ru/gidroenergetika/33-gidroenergetika.html