Cлайд 1
Cлайд 2
Гидроэлектростанция (ГЭС) Около 23% электроэнергии во всем мире вырабатывают ГЭС. Они преобразуют кинетическую энергию падающей воды в механическую энергию вращения турбины, а турбина приводит во вращение электромашинный генератор тока. Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки.
Cлайд 3
Типы ГЭС Гидроэлектрические станции (ГЭС) Плотинные гидроэлектростанции Русловые гидроэлектростанции Приплотинные гидроэлектростанции Деривационные гидроэлектростанции Гидроаккумулирующие электростанции Приливные электростанции Волновые электростанции и на морских течениях
Cлайд 4
Схема ГЭС
Cлайд 5
Принцип работы ГЭС Плотина создает подпор воды в водохранилище, обеспечивающем постоянный подвод энергии. Вода истекает через водозабор, уровнем которого определяется скорость течения. Поток воды, вращая турбину, приводит во вращение электрогенератор. По высоковольтным ЛЭП электроэнергия передается на распределительные подстанции.
Cлайд 6
Крупнейшие гидроэлектростанции России Наименование Мощность, ГВт Среднегодовая выработка, млрд кВт·ч География Саяно-Шушенская ГЭС 6,40 23,50 р. Енисей, г. Саяногорск Красноярская ГЭС 6,00 20,40 р. Енисей, г. Дивногорск Братская ГЭС 4,50 22,60 р. Ангара, г. Братск Усть-Илимская ГЭС 4,32 21,70 р. Ангара, г. Усть-Илимск Богучанская ГЭС 3,00 17,60 р. Ангара, г. Кодинск
Cлайд 7
Cлайд 8
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) Гидроаккумулирующие электростанции используется для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки. В часы малых нагрузок ГАЭС, потребляя электроэнергию, перекачивает воду из низового водоема в верховой, а в часы повышенных нагрузок в энергосистеме использует запасенную воду для выработки пиковой энергии. Загорская ГАЭС
Cлайд 9
Приливная электростанция (ПЭС) Приливные электростанции используют энергию приливов. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 13 метров. Приливная электростанция Ля Ранс, Франция Приливные электростанции на видео
Cлайд 10
Кислогубская ПЭС экспериментальная ПЭС расположенна в губе Кислая Баренцева моря, вблизи поселка Ура-Губа Мурманской области. Первая и единственная приливная электростанция России. Состоит на государственном учёте как памятник науки и техники.
Cлайд 11
Русловая гидроэлектростанция (РусГЭС) Русловая гидроэлектростанция (РусГЭС) относится к бесплотинным гидроэлектростанциям, которые размещают на равнинных многоводных реках, в узких сжатых долинах, на горных реках, а также в быстрых течениях морей и океанов.
Cлайд 12
Деривационные гидроэлектростанции. Такие электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Вода подводится непосредственно к зданию ГЭС.
ученицы 9 класса Семенова Александра и Седова Дарья
ГЭС - комплекс гидротехнических сооружений и оборудования, энергия потока воды преобразуется в электрическую. Рассматривается физический смысл работы ГЭС, классификация, виды, преимущества и недостатки ГЭС.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
МОУ Синьковская СОШ № 1 ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Выполнили ученицы 9 «б» класса СЕМЁНОВА АЛЕКСАНДРА СЕДОВА ДАРЬЯ
Гидроэлектростанция (ГЭС) - это комплекс гидротехнических сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую. Физический смысл работы ГЭС прост: Потенциальная энергия воды Земляная и бетонная плотины создают напор, необходимый для максимальной концентрации потенциальной энергии. Кинетическая энергия воды При падении с высоты потока жидкости его потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию, достаточную для вращения гидротурбины Механическая энергия вращения турбины Далее гидротурбина приводит во вращение генератор тока
Перепад уровней верхнего и нижнего бьефов (напор) на плотине (Саяно-Шушенская ГЭС) Гидротурбина Угличской ГЭС (музей РусГидро, г. Углич) Машинный зал (Рыбинская ГЭС)
КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ По мощности ГЭС бывают: мощные - вырабатывают от 25 МВт и выше (в России 86); средние - до 25 МВт (в России 23); малые гидроэлектростанции - до 5 МВт (в России более 100) Саяно-Шушенская ГЭС, р. Енисей, г. Саяногорск Волжская ГЭС, р. Волга, г. Волгоград Богучанская ГЭС, р. Ангара, г. Богучаны Гизельдонская ГЭС, р. Гизельдон, Осетия Свистухинская ГЭС, Ставропольский край Юшкозерская ГЭС, Карелия
2. По максимальному напору ГЭС бывают: Высоконапорные – напор более 60 метров; Средненапорные - напор до 25 метров; Низконапорные - напор от 3 до 25 метров. Красноярская ГЭС, р. Енисей (93 м) Зейская ГЭС, р. ЗЕЯ (78,5 м) Вилюйская ГЭС, р. Вилюй (55 м) Иркутская ГЭС, р. Ангара (26 м) Угличская ГЭС, р. Волга (13,6 м) Рыбинская ГЭС, р. Волга (13 м)
3. В зависимости от принципа использования природных ресурсов и образующейся концентрации воды ГЭС бывают: плотинные и русловые. Н апор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие плотины строят на большинстве равнинных рек. (Например, Иваньковская ГЭС, Угличская ГЭС); приплотинные. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно, как в русловых ГЭС. (Например, Братская ГЭС); деривационные. На реках с большим уклоном. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы, имеющие меньший уклон, чем русло. (Например, Иркутская ГЭС, Усть-Илимская ГЭС); гидроаккумулирующие. Способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок.
Волновые электростанции. Для производства электроэнергии используются две основные характеристики волн: кинетической энергия, и энергии поверхностного качения. Приливные электростанции используют энергию приливов. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 13 метров (Например, Кислогубская ПЭС, Баренцево море). В особую группу гидроэлектростанций можно выделить, электростанции, использующие энергию морей и океанов, а именно:
Преимущества ГЭС перед другими электростанциями на традиционных * источниках Недостатки ГЭС 1. Использование возобновляемой энергии 1. Затопление пахотных земель 2. Очень дешевая электроэнергия 2. Опасность в горных районах (сейсмичность) 3. Работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу 3. Изменение в составе флоры и фауны в районе затопления, миграция животных. 4. Быстрый выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции Плюсы и минусы гидроэнергетики * - к традиционным источникам относятся тепловая энергия сжигаемого топлива и атомная энергетика
В настоящее время в России большинство крупных рек являются зарегулированными. Так, например, р. Волга является каскадом водохранилищ, и ее характеристики зависят от регулирующих сооружений (гидроузлов). Гидроэнергетика, являясь перспективной отраслью промышленности, набирает обороты. Так, например, в апреле 2012 началось наполнение водохранилища самой долго строящейся и самой молодой в России – Богучанской ГЭС на реке Ангаре.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
2
Гидроэлектростанция
(ГЭС)
-
электростанция,
в
качестве
источника энергии использующая
энергию
водного
потока.
Гидроэлектростанции обычно строят
на реках, сооружая плотины и
водохранилища.
Гидроэлектрические
станции
разделяются в зависимости от
вырабатываемой мощности:
мощные - вырабатывают от 25
МВт и выше;
средние - до 25 МВт;
малые гидроэлектростанции - до 5
МВт.
Саяно-Шушенская ГЭС.
Мощность ГЭС - 6400 МВт
Основная доля вырабатываемой гидроэлектростанциями
электроэнергии (54,2 %) в России приходится на
гидрогенераторы большой мощности (200-640 МВт). Из
120 ГЭС в мире мощностью 1000 МВт и более, российских
- 10, т.е. одна двенадцатая часть.
Средние ГЭС – это плотинные ГЭС мощностью до 25 МВт и отличаются от «мощных» только масштабом (в т.ч. объемом водохранилища)
3Средние ГЭС – это плотинные ГЭС мощностью до 25 МВт и отличаются от
«мощных» только масштабом (в т.ч. объемом водохранилища)
Список средних ГЭС России:
Пальеозерская ГЭС, Гизельдонская ГЭС,
Межшлюзовая ГЭС, Толмачевская ГЭС-3,
Юшкозерская ГЭС, Гергебильская ГЭС,
Головная
ГЭС,
Гунибская
ГЭС,
Сенгилевская ГЭС, Свистухинская ГЭС,
Кайтакоски ГЭС, Майкопская ГЭС,
Дзау
ГЭС,
Чирюртская
ГЭС-2,
Правдинская ГЭС-3, Верхотурская ГЭС
Пальозерская ГЭС. Мощность 25 МВт.
Верхотурская ГЭС. Мощность 7 МВт
Основные минусы плотинных ГЭС
4Большие водохранилища затопляют значительные участки земли;
Разрушение плотины большой ГЭС практически неминуемо
вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки;
Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство
электроэнергии ГЭС;
Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода,
поскольку нормальное течение реки практически останавливается;5
Основные минусы плотинных ГЭС
Кроме этого, электрическую энергию плотинных ГЭС сложно и
дорого передавать в труднодоступные районы, где в свою очередь,
протекает множество рек, относимых к разряду малых.
В этих районах необходимо использовать
альтернативные варианты, например,
бесплотинные ГЭС.
Нынешнее состояние и перспективы
6Нынешнее состояние и перспективы
В России к малой гидроэнергетике относят бесплотинные
гидроэлектростанции (ГЭС), мощность которых не превышает 25 МВт, а
мощность единичного гидроагрегата составляет менее 10 МВт. Такие
ГЭС, в свою очередь, делятся на:
малые ГЭС (мощностью от 100 кВт до 25 МВт)
микро-ГЭС (мощностью от 1.5кВт до 100 кВт)7
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
357.18
Напорные
Свободнопоточные
поперечная (гирляндная)
наплавные
рукавные
продольная (упругозамкнутая)
Гидроударные
Такое многообразие конструкций бесплотинных ГЭС
(БПГЭС) связано с рациональным использованием речного
потока и гидрологическим режимом местности.9
Классификация бесплотинных ГЭС
Напорные(наплавные)
напорная турбина
конфузор (h до 3 м)
генератор, который
производит электроэнергию
Краткая характеристика:
теч. реки 0,3 м / с;
h реки 1,5 м;
мобильность;
6 12 м;
5 10кВт ч;10
Классификация бесплотинных ГЭС
Напорные(рукавные)
Краткая характеристика:
достаточно ручья
с объемным расходом 50 л/с
и перепадом высоты в 5 м;
десятки кВт·ч;
мобильность;11
Классификация бесплотинных ГЭС
Поперечные(гирляндные)
вингротор
Краткая характеристика:
ʋтеч>1 м/с;
hрек>50 см;
P=0,15DLʋ3k
где P – мощность, кВт
D – диаметр вингротора, м
L – активная длина гирлянды, м
ʋ – скорость течения, м/с
k – число гирлянд
1 герлянда дает до 5 – 15 кВт·ч.
Схема установки
1. Подшипник;
2. Опора;
3. Металлический трос;
4. Гидроколесо (турбина) ;
5. Электрогенератор;
6. Уровень верхнего течения реки;
7. Русло реки.
Мини-ГЭС Н.И. Ленева.
12Мини-ГЭС Н.И. Ленева.
Конструкция основана на двух рядах
плоских, прямоугольных лопастей,
каждая разделена осью на неравные
друг к другу части, большая из
которых
выступает
обратно
направлению потока воды.
Гравитационная (водоворотная) микро-ГЭС.
13Гравитационная (водоворотная)
микро-ГЭС.
Отводится часть воды из ручья в
бетонный желоб, построенный вдоль
береговой линии. Канал завершается
бетонным
цилиндром,
внизу
которого
выполнено
выпускное
отверстие с желобом-отводом. Вода
поступает цилиндр по касательной и,
подчиняясь
силе
гравитации,
стремится вниз, закручиваясь по
спирали – в центре находится
турбина, ее то и раскручивает
водоворот14
Классификация бесплотинных ГЭС
Гидроударные
Схема установки
1. Малая плотина;
2. Подводящая труба;
3. Нагнетательный клапан;
4. Ударный клапан;
5. Воздушный клапан;
6. Обратный клапан;
7. Напорный трубопровод;
8. Напорный бак;
9. Турбинный водовод;
10. Сливная труба;
11. Генератор;15
Плюсы бесплотинных ГЭС
генерация электроэнергии происходит от возобновляемого
источника, более стабильного, чем солнечный свет и ветер;
близость к конечному потребителю, энергетические потери
на транспортировку при этом минимальны либо
отсутствуют;
низкая стоимость электроэнергии, с учетом нулевых затрат
на исходное топливо;
полное отсутствие каких-либо выбросов в атмосферу,
минимальное воздействие на водные бассейны;
выход на полную мощность у малых гидроэлектростанций
занимает меньше времени, чем у генераторов на
нефтепродуктах.16
Минусы бесплотинных ГЭС
русла небольших рек и ручьев часто пересыхают летом и
промерзают зимой;
производительность мини-ГЭС связана с напором воды и ее
количеством. Чтобы обеспечить свой дом электроэнергией в
полном объеме, может потребоваться создание запруды
выше по руслу водоема – но это нарушение
законодательства;
строительство полноценной, пусть даже и небольшой
гидроэлектростанции, способной исправно снабжать
загородный коттедж электрической энергией круглый год,
обходится недешево.
