Су электр станциясы

Су электр станциясы — электр генераторын айналдыратын гидравликалық турбинамен су ағынының механикалық энергиясын электр энергиясына түрлендіретін электр станциясы.

Ресейдің су ағынының энергиясын электр энергиясына айналдыратын станцияларының бірі

Қазақстандағы ең алғашқы СЭС 1902 жылы Зырян кенішін энергиямен қамтамасыз ету мақсатында Тұрғысын өзенінде салынды. Оның қуаты 1 мың кВт болды. 1927 жылы Жоғары Хариузовск СЭС-і (қуаты 3,2 мың кВт), 1934 жылы Үлбі СЭС-і (қуаты 27,6 мың кВт) салынды. Үлкен Алматы өзенінде 10 каскадтан тұратын СЭС (жалпы қуаты 47 мың кВт) 1959 жылы салынып бітті. Соңғы жылдары кешенді мақсатта пайдаланылатын бірнеше ірі су-энергетикалық тораптар іске қосылды: Ертіс өзенінде Өскемен СЭС (куаты 331,2 мың кВт) және Бұқтырма СЭС (қуаты 675 мың кВт), Іле өзенінде Қапшағай СЭС (қуаты 434 мың кВт) және т.б. Елімізде су-энергетика құрылыс объектілерінен басқа 200-ден астам шағын және орташа Су электр станциясы салынған. Қазақстандағы ірі СЭС-тердің барлығы энергия жүйесі құрамындағы жылу станцияларымен үйлестіріле пайдаланылады. Бұл жағдайда олардың жоғары дәрежедегі кешенді үнемділігі, пайдаланудағы сенімділігі артады. Сондықтан СЭС салу өзеннің ағын суын су көлігі, ирригация және сумен қамтамасыз ету және т.б. мақсаттарда кешенді пайдалануға мүмкіндік береді.

Жұмыс принципі

Су электр станциясы

СЭС жұмысының принципі өте қарапайым. Гидроқұрылғылардың тізбегі электр қуатын өндіретін генераторларды шығаратын гидравликалық турбинаның қалақтарына ағатын судың қажетті қысымын қамтамасыз етеді. Судың қажетті қысымы дамбаның құрылысы нәтижесінде пайда болады, нәтижесінде өзеннің белгілі бір жерге шоғырлануы немесе туынды - табиғи су ағыны пайда болады. Кейбір жағдайларда судың қажетті қысымын алу үшін бөгет те, туынды да бірге қолданылады.

Тікелей гидроэлектростанция ғимаратында барлық электр жабдықтары орналасқан. Тағайындалған орынға байланысты оның өзіндік ерекше бөлімі бар. Гидравликалық қондырғылар су ағынының энергиясын электр энергиясына тікелей айналдыратын машина бөлмесінде орналасқан. Қосымша жабдықтардың барлық түрлері, гидроэлектростанцияларға арналған бақылау және бақылау құрылғылары, трансформаторлық станция, қосқыш құрылғылар және басқалары бар.

Ерекшеліктері

• СЭС-тегі электр энергиясының құны жылу электр станцияларына қарағанда екі есе төмен.
• СЭС турбиналары бірінші режимнен бастап максималды қуатқа дейін барлық режимде жұмыс істеуге мүмкіндік береді және қажет болған жағдайда электр қуатын өндіруді реттеуші рөлін атқарып, қуатты біртіндеп
• өзгертуге мүмкіндік береді.
• Гидроагрегат су беруден кейін қуатқа тез қол жеткізеді (нөлден толық қуатқа дейін - 30 секундтан 2 минутқа дейін), бұл гидроэлектростанцияларды маневрлік режимде пайдалануға мүмкіндік береді.
• Өзен ағысы - жаңартылатын энергия көзі.
• СЭС салу әдетте жылу электр станцияларына қарағанда капиталды көп қажет етеді.
• Тиімді гидроэнергетикалық қондырғылар жылу станцияларына қарағанда тұтынушылардан әлдеқайда алыс.
• Су қоймалары көбінесе үлкен аумақтарды алады, бірақ шамамен 1963 жылдан бастап резервуардың ауданын шектейтін қорғаныс құрылымдары қолданыла бастады, нәтижесінде су басқан жердің аумағы шектелді (өрістер,
• шалғындар, ауылдар).
• Бөгеттер жиі балық аулаудың табиғатын өзгертеді, өйткені олар қоныс аударатын балықтардың уылдырық шашатын жерлеріне жол салады, бірақ олар көбінесе су қоймасындағы және балық өсірумен айналысатын балық
• қорының көбеюін жақтайды.
• Гидроэлектрлік резервуарлар, бір жағынан, тасымалдауды жақсартады, ал екінші жағынан, кемелерді бір бассейннен екіншісіне ауыстыру үшін құлыптарды пайдалануды талап етеді.
• Су қоймалары климатты неғұрлым жұмсақ етеді.

Артықшылықтары мен кемшіліктері

Артықшылықтары:

• жаңартылатын энергияпайдалану;
• өте арзан электр энергиясы;
• жұмыс атмосфераға зиянды шығарындылармен бірге жүрмейді;
• станцияны қосқаннан кейін жұмыс қуатын беру режиміне жылдам (ЖЭО/ЖЭС-ке қатысты) шығу.
• қарапайым жұмыс
• ең төменгі еңбек шығындары

Кемшіліктер:

• егістік жерлерді су басу
• құрылыс су энергиясының үлкен қоры бар жерде ғана жүргізіледі
• таулы өзендер сейсмикалық аудандардың жоғары болуына байланысты қауіпті;
• экологиялық мәселелер: 10-15 күндік су қоймаларынан судың азаюы және реттелмеуі, бірегей жайылма экожүйелер өзендердің бойында қайта құрылуына әкеледі, нәтижесінде өзендердің ластануы, трофикалық тізбектер қысқарады, балықтардың азаюына әкеледі, омыртқасыздар су жануарлары санының азаюы, дернәсілдік кезеңдердегі дұрыс тамақтанбау салдарынан шыбындықтар компоненттерінің агрессивтілігінің жоғарылауы,, көптеген түрлердің ұя салу орындарының жойылуы , жайылма топырақтың жеткіліксіз ылғалдануы,фитомассаның азаю, мұхиттарға қоректік заттардың ағынын азайту.

Ерекшеліктер

Гидроэлектрлік станциялар өндірілетін қуатқа байланысты бөлінеді:

• қуатты — 25 МВт және одан жоғары;
• орташа — 25 МВт дейін;
• шағын су электр станциялары — 5 МВт дейін.

Су электр станциясының қуаты судың қысымы мен ағынына, сондай-ақ турбиналар мен генераторларға байланысты. Табиғи заңдарға сәйкес су деңгейі жыл мезгіліне байланысты үнемі өзгеріп отыратындығына байланысты, сонымен қатар бірқатар себептерге байланысты гидроэлектр станциясының қуатын білдіру ретінде циклдік қуат алу әдетке айналған. Мысалы, су электр станциясының жылдық, айлық, апталық немесе тәуліктік циклдерін ажыратыңыз.

Гидроэлектростанциялар сонымен қатар су қысымының максималды қолданылуына қарай бөлінеді:

• жоғары қысымды — 60 м-ден астам;
• орташа қысымды — 25 м бастап;
• төмен қысымды — 3-тен 25 м-ге дейін.

Судың қысымына байланысты гидроэлектростанцияларда әр түрлі турбина қолданылады. Жоғары қысымды үшін - ковштық және радиалды осьтік турбиналар металл спиральды камералары бар. Орташа қысымды ГЭС-те айналмалы қалақшалы және радиалды — осьтік турбиналар, ал төмен қысымды-темірбетон камераларындағы айналмалы қалақшалы турбиналар орнатылады.

Турбиналардың барлық түрлерінің жұмыс принципі ұқсас-су ағыны айнала бастайтын турбина қалақтарына түседі. Осылайша механикалық энергия гидрогенераторға беріледі, ол электр энергиясын өндіреді. Турбиналар кейбір техникалық сипаттамалармен, сондай — ақ болат немесе темірбетон камераларымен ерекшеленеді және әртүрлі су қысымына арналған.

Гидроэлектрлік станциялар " табиғи ресурстарды пайдалану принципіне "және сәйкесінше пайда болған су қысымына байланысты бөлінеді. Мұнда келесі су электр станцияларын ажыратуға болады:

• бөгет су электр станциялары(плотинные ГЭС). Бұл су электр станцияларының ең көп таралған түрлері. Олардағы судың қысымы өзенді толығымен бөгейтін бөгет орнату немесе ондағы су деңгейін қажетті белгіге көтеру арқылы жасалады. Мұндай гидроэлектростанциялар көп сулы жазық өзендерде, сондай-ақ таулы өзендерде, өзен арнасы тар, қысылған жерлерде салынуда.
• бөгет СЭС(приплотинные ГЭС). Олар судың жоғары қысымымен салынған. Бұл жағдайда өзен бөгетпен толығымен жабылады, ал ГЭС ғимаратының өзі бөгеттің артында, оның төменгі бөлігінде орналасқан. Бұл жағдайда су турбиналарға арналық ГЭС сияқты тікелей емес, арнайы қысым туннельдері арқылы жеткізіледі.
• деривационды су электр станциялары. Мұндай электр станциялары өзеннің еңісі биік жерлерде салынады. Осы типтегі су электр станциясындағы судың қажетті қысымы туынды құралдар арқылы жасалады. Су өзен арнасынан арнайы дренаждар арқылы шығарылады. Соңғысы түзетілген және олардың көлбеуі өзеннің орташа көлбеуінен әлдеқайда аз. Нәтижесінде су тікелей ГЭС ғимаратына жеткізіледі. Туынды су электр станциялары әр түрлі болуы мүмкін — қысымсыз немесе қысымды туынды. Қысымды туынды жағдайда су құбыры үлкен бойлық еңіспен салынады. Басқа жағдайда, туынды құралдардың басында өзенде жоғары бөгет пайда болады және су қоймасы құрылады — мұндай схема аралас туынды деп те аталады, өйткені судың қажетті қысымын құрудың екі әдісі де қолданылады.
• Гидроаккумуляциялық электр станциясы / гидроаккумуляциялық электр станциялары (ГАЭС). Мұндай станциялар өндірілетін электр энергиясын жинақтауға және оны ең жоғары жүктеме кезінде іске қосуға қабілетті. Жұмыс принципі келесідей: белгілі бір кезеңдерде (ең жоғары жүктеме емес), ГАЭС қондырғылары сыртқы энергия көздерінен сорғылар ретінде жұмыс істейді және суды арнайы жабдықталған жоғарғы бассейндерге айдайды. Қажеттілік туындаған кезде олардан су қысымды құбырға түседі және турбинаны іске қосады.

Гидроэлектрлік станциялардың құрамына олардың мақсатына байланысты шлюз немесе кеме көтергіштері сияқты қосымша құрылымдар және су айдынында навигацияға ықпал ететін балық өткізу, суару және тағы басқалар.

Су энергетика қорлары

Су энергетика қорлары — өзендер мен сарқырамалардың құлама суынан алуға болатын энергия қоры. Энергияның бұл көзінің артықшылығы — оның қоры сарқылмайды, үнемі қалпына келіп отырады. Бұл энергияның арзан, әрі гигиеналық түрғыдан таза түрі болып табылады. Су энергиясының қоры жөнінен Қытай, АҚШ, Канада дүние жүзіндегі алғашқы орындарды иеленеді.

Су энергетикасы

Су энергетикасы (Гидроэнергетика; грек, "һydor" — су, ылғал, energia — қызмет, әрекет) — 1) бөгет салу арқылы немесе бөгетсіз ағын судан энергия алу. Дүние жүзіндегі ең үлкен СЭС Венесуэлада (Гури бөгеті, 10 млн кВт) және Бразилияда Парана өзенінде (Итайпу СЭС-і, 12,6 млн кВт) салынған. Қазақстанда Бұқтырма СЭС-і, Қапшағай СЭС-і, Шардара СЭС-і, т.б. бар. Су энергетикасының энергия көздері сарқылмайтын (трубина арқылы өтетін су ағынының орны өзенге немесе көлге құятын өзен және бұлақ суымен толтырылады) болуы мүмкін. СЭС-тердің экологияға нұқсан келтіретін факторлары да бірталай. Мысалы, жазық жерлерде СЭС салу құнарлы жерлерді пайдалануға жарамсыз етіп қана қоймай, өзеннің экожүйесін толық бұзады. Су қойма түбінде мыңдаған тонна шөгінділер (өнеркәсіп және тұрмыстық ақаба суымен бірге өзенге түсетін улы заттектер) жиналады. Бұл су қойманы жойғанның өзінде аумақты пайдалануға жарамсыз етеді. Таулы жердегі өзендер СЭС-тер салуға қолайлы. Бірақ сейсмикалық қауіпті аудандарда алапат ықтималдығы жоғары болуы мүмкін. Жер сілкіністері орасан зор зиян келтіреді. Мысалы, Италиядағы Вайонда 1993 жылы бөгетті су жарып өткенде 2118 адам, ал Индияда Гуджерат бөгетін су жарып өткенде 16 мың адам қаза болды. Қазіргі уақытга үлкен СЭС-тер салудың келешегі жоқ, оларды бөгет салуды қажет етпейтін ағыны жылдам шағын немесе үлкен өзендерде салу ыңғайлы деп есептеледі. Кіші су энергетикасы дәстүрлі емес энергетикаға жатады; 2) бөгет салу арқылы не салмай, аққан судан энергия алу. Су энергиясының біршама арзандығына қарамастан, ресурстардың шектеулілігіне және энергия қондырғыларының көп аумақты алатынына байланысты болашақта ол дүние жүзіндегі энергетиканың 5%-ынан аспайтын болады.