Resursele naturale hidroenergetice. Vezi paginile în care este menționat termenul resurse hidroenergetice. Cea mai puternică centrală hidroelectrică din lume

La termocentrale, o sursă naturală de energie este folosită pentru a genera energie și este principala lor resursă: la centralele nucleare, resursa principală este combustibilul nuclear, pentru hidrocentrale, resursa principală este resursele hidroenergetice.

Principalele resurse ale centralelor termice

Să dăm o descriere a principalelor tipuri de combustibil natural.

Turba este un combustibil fosil tânăr din punct de vedere geologic. S-a format din acumulări de plante de mlaștină în condiții de umiditate ridicată și aerare insuficientă. Turba este o substanță foarte hidrofilă. În timpul procesului de uscare, contracția volumetrică atinge 50% din volumul inițial. Dar apa din turbă nu numai că umple capilarele, ci este parțial legată de aceasta. Acest lucru interferează cu uscarea și împiedică îndepărtarea mecanică a umezelii. Conținutul de carbon din turbă crește odată cu creșterea gradului de descompunere a plantelor. Cenușa de turbă constă în principal din Ca, Fe2O3, Ad2O3 și SiO2.

Cărbunele brun este un amestec de rămășițe diverse transformate de plante terestre superioare, alge și organisme plancton. Conținutul de impurități minerale (conținutul de cenușă) de cărbune brun este mai mare de 30%, conținutul de umiditate este de aproximativ 20%. De turba din care s-a format, se deosebește prin uniformitate mai mare și absența resturilor vegetale care nu s-au descompus. Principalele bazine de cărbune brun ale Ucrainei sunt Lvov-Volyn și Nipru.

Cărbunele tare - în ceea ce privește rezervele de energie termică conținute în acesta (împreună cu antracitul apropiat), ocupă locul principal printre combustibilii fosili. Cărbunele este unul dintre membrii seriei genetice a combustibililor fosili solizi: turbă - cărbune brun - cărbune - antracit. Conținutul de umiditate higroscopică din cărbune scade odată cu creșterea metamorfismului său de la 7-9% la 0,2-0,4%.

Dacă conținutul de cenușă al cărbunelui este mai mare de 40%, atunci un astfel de cărbune se numește șist combustibil. Principalele componente ale cenușii de cărbune sunt oxizii de siliciu, Fe, Al, unele elemente rare se găsesc - germaniu, vanadiu, wolfram, titan și metale prețioase - Au, Ag.

Principalele bazine carbonifere ale Ucrainei sunt Donețk, Donbasul de Vest și Donbasul de Sud.

Petrolul este un combustibil fosil, un amestec de hidrocarburi cu alți compuși organici (sulf, azot, oxigen). Petrolul este cea mai importantă sursă de combustibili lichizi, precum și materii prime pentru industria chimică. Păcură este reziduul după distilarea benzinei și a kerosenului din ulei.

Gazele naturale sunt amestecuri naturale de hidrocarburi de diferite compoziții. În funcție de metoda de extracție, se împart în:

De fapt, gazele naturale, extrase din zăcăminte pur gazoase, practic nu conțin petrol;

Gazele asociate dizolvate în ulei produse odată cu acesta;

În gazele depozitelor de condens;

Combustibilii naturali sunt clasificați:

După starea de agregare (solid, lichid, gazos)

După origine (naturală și artificială, obținută în procesul de prelucrare naturală - cocs, combustibili pentru motoare, gaz de cocs etc.)

Cenușa de combustibil conține cantități minime de vanadiu (0,001%) și sodiu (0,0005%), care sunt principalii agenți corozivi. Pentru a compara diferite tipuri de combustibili, se adoptă o unitate convențională - combustibil standard - 1 t.pachet = 7 106 kcal - 2,93 104 MJ. Evident, cursul procesului de ardere depinde atât de proprietățile combustibililor, cât și de organizarea procesului de ardere în sine.

Proprietățile unui combustibil sunt determinate de compoziția sa chimică, masa combustibilului și balast. Compoziția chimică a combustibilului este scrisă de obicei cu simbolurile elementelor: C, H, O, N, S (Tabelul 2.2). Pentru conținutul de cenușă și umiditate se adoptă denumirile A și W. Indicii din dreapta sus arată la ce combustibil se referă datele: d - la combustibil de lucru, c - la uscat, d - la masa combustibilă, c - la masa organica. Masa combustibilului - principalele componente ale combustibilului: carbon (putere calorică 34,4 MJ/kg), hidrogen (143 MJ/kg), sulf (9,3 MJ/kg).

Tabelul 2.2

Caracteristicile combustibililor solizi și lichizi

Sulful este conținut în combustibil în 3 tipuri: organic (ca parte a compușilor complecși), pirita (în compuși cu Fe și alte metale) și sulfat.

Substanțele care nu ard, împreună cu umiditatea combustibilului, formează balast combustibil. Impurități minerale care caracterizează conținutul de cenușă, prezente sub formă de silicați (silice, alumină, argilă), sulfuri (Fe), carbonați (Ca, Mg, Fe), sulfați (Ca, Mg), oxizi metalici, fosfați, cloruri și alte săruri de metale alcaline în diverse combinații caracteristice diverselor depozite.

Cea mai importantă caracteristică a combustibilului este căldura de ardere. Puterea calorică brută a unui combustibil este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unui combustibil solid, lichid sau gazos, atunci când toată umiditatea din combustibil trece în produsele reacției de ardere. Puterea calorică inferioară este mai mică decât cea mai mare prin cantitatea de căldură cheltuită pentru evaporarea apei formate în timpul arderii combustibilului, precum și umiditatea conținută în acesta.

Principalele resurse ale centralelor nucleare

Reacţiile de fuziune a nucleelor ​​uşoare şi de fisiune a celor grei sunt favorabile energetic. În reacția de fuziune a nucleelor ​​de heliu din deuteriu

2H + 2H = 4 He

Se eliberează 17,6 MeV pentru fiecare eveniment de fuziune, dă o energie de 23,6 MW/m de deuteriu ars. Conținutul de deuteriu din apa naturală este de 0,015% și 4 1013 tone în hidrosfera Pământului. Rezervele sunt nelimitate, dar nu există fuziune controlată, este o reacție explozivă într-o bombă termonucleară (hidrogen) cu inițierea reacției printr-o explozie nucleară (T ~ 10th K). Cercetările privind fuziunea termonucleară controlată au fost efectuate în instalațiile „tokomak”.

Nucleele grele fisionabile includ izotopi naturali 235U 232Th și artificiali 233U 239Pu și 241Pu. Singurul izotop natural 235U, care este împărțit sub acțiunea neutronilor de orice energie, se numește combustibil nuclear primar, alți izotopi sunt combustibil nuclear secundar. Fisiunea nucleelor ​​de uraniu este însoțită de eliberarea a aproximativ 200 MeV ca urmare a unei reacții sau 20 MW/h de combustibil.

Prima centrală nucleară a fost construită și lansată în URSS în orașul Obninsk cu o capacitate de 5 MW în 1954. Aceasta este o centrală nucleară pe neutroni termici (lenti). Acțiunea sa se bazează pe reacție

În procesul de fisiune, se formează neutroni secundari, intră în noi reacții, susținând reacția în lanț a fisiunii nucleare. Fragmentele formate sunt instabile și se divid pentru a forma un nucleu stabil. Astfel de reactoare folosesc aproximativ 1,5% din energia combustibilului. În procesul de interacțiune a combustibilului nuclear cu neutronii rapizi, se utilizează până la 50% din energia combustibilului, iar combustibilul nuclear artificial este creat simultan. Prima centrală nucleară cu neutroni rapidi a fost construită în 1973 în M. Shevchenko pe Mangyshlak. Într-un astfel de reactor, combustibilul este utilizat mai lent decât se produce combustibil nou (239Py sau 233U) (un astfel de reactor se numește reactor de reproducere sau generatori):

Pentru funcționarea unei centrale electrice cu o capacitate de 1000 MW timp de 1 zi, sunt necesare 750 de tone de cărbune, 400 de tone de petrol sau 250 g de 235U.

Minereul de uraniu este format din trei izotopi: uraniu-233, -235 și -238; și numai uraniul-235 este potrivit ca combustibil pentru centralele nucleare. În procesul de producere a combustibilului energetic, la început, nu mai mult de 0,7% uraniu-235 este inclus în compoziția minereului. În procesul de îmbogățire cu minereu, concentrația acestui izotop crește la 90%.

Resursele hidroenergetice

resurse hidroenergetice - acestea sunt rezervele de energie potențială ale fluxurilor râurilor și rezervoarelor. Tehnic fezabil pentru utilizare pe teritoriul Ucrainei poate fi resursele hidroenergetice ale Niprului - 46%; Nistru și Tisa - 20% fiecare și toate celelalte râuri ale Ucrainei - 14%. CHE din cascada Niprului au o importanță deosebită pentru alimentarea cu apă a zonelor cu apă scăzută din Centrul și Sudul țării. În general, 35% din nevoile industriale și casnice ale țării sunt asigurate din resursele de stocare artificială a apei de pe Nipru.

Resursele hidroenergetice

Resursele hidroenergetice

resurse naturale regenerabile, resurse energetice ale apei curgătoare utilizate pentru a genera energie electrică la centralele hidroelectrice (HPP). Ponderea resurselor hidroenergetice în producția mondială de energie electrică ajunge la 15%. Potenţialele resurse hidroenergetice ale râurilor sunt estimate la 1000 MW. Resursele hidroenergetice economice totale, a căror utilizare este justificată în prezent, se ridică la 9800 miliarde kWh. Potrivit acestui indicator, Rusia, SUA, Republica Democrată sunt în frunte. Congo, Canada, Brazilia. Pe ter. Rusia este concentrată St. 8% din resursele hidroenergetice ale lumii. În funcție de gradul de utilizare a potențialului hidroeconomic, țările Europei, de Nord. America, Japonia. Avantajele resurselor hidroenergetice sunt costul scăzut al energiei electrice, flexibilitatea ridicată a CHE în ceea ce privește acoperirea vârfurilor de sarcină. Utilizarea resurselor hidroenergetice este mult mai puțin poluantă decât utilizarea altor tipuri de energie. În același timp, structurile hidraulice, Ch. arr. barajele și rezervoarele de pe râuri provoacă adesea consecințe grave asupra mediului - modificări ale climei, topografiei, solului, florei și faunei din zonele adiacente. Barajele, care împiedică depunerea peștilor, provoacă daune pescuitului.

Geografie. Enciclopedie ilustrată modernă. - M.: Rosman. Sub redactia prof. A. P. Gorkina. 2006 .

Vedeți ce sunt „resursele hidroenergetice” în alte dicționare:

resursele hidroenergetice- Potențialul energetic al debitului râului (față de nivelul mării), mareele mării. [SO 34.21.308 2005] Subiecte în inginerie hidraulică EN resurse de apă… Manualul Traducătorului Tehnic

resursele hidroenergetice- Volumul total de resurse hidroenergetice care poate fi dezvoltat la un anumit nivel de dezvoltare tehnico-economică a țării. Sin.: potenţial hidroenergetic; resurse hidroenergetice… Dicţionar de geografie

resursele hidroenergetice- 3.7.2 resurse hidroenergetice: potențialul energetic al debitului râului (față de nivelul mării), mareele mării. Sursa: SO 34.21.308 2005: Inginerie hidraulica. Noțiuni de bază. Termeni și definiții … Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

Resursele hidroenergetice ale URSS - … Atlas geografic

Toate hărțile- Harta fizică a emisferelor Oceanului Atlantic. Harta fizică a Arcticii. Harta fizică a Oceanelor Pacific și Indian. Harta fizica... Atlas geografic

Europa- (Europa) Europa este o parte a lumii dens populată, foarte urbanizată, numită după zeița mitologică, formând împreună cu Asia continentul Eurasiei și având o suprafață de aproximativ 10,5 milioane km² (aproximativ 2% din totalul Pământului). zona) si... Enciclopedia investitorului

CARDURI TEMATICE- Atlasul cuprinde un grup de hărți de diverse subiecte, format din hărți ale fenomenelor naturale și socio-economice: lumea, continentele, țările străine, URSS și părțile ei. Utilizarea simultană a hărților geografice și tematice generale pe ... ... Atlas geografic

Secțiunea de energie legată de utilizarea energiei potențiale a resurselor de apă. Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii au acordat atenție râurilor ca o sursă accesibilă de energie. Pentru a folosi această energie, au învățat să construiască ...... Marea Enciclopedie Sovietică

Republica Austria, stat în Centru. Europa. În secolul al IX-lea la adm. s-a format dispozitivul landurilor de frontieră Frank, statul Carol cel Mare din regiunea Dunării, marca răsăriteană franc. Marchia Austriaca (marca de hotar, land de granita). La sfârșitul secolului al X-lea ...... Enciclopedia geografică

Acest termen are alte semnificații, vezi Congo. Congo Râul Congo lângă Maluku Caracteristică Lungime ... Wikipedia

HIDROENERGIA ŞI ALTE SURSE DE ENERGIE REGENERABLE

Puterea hidraulică este energie regenerabila.

Zona din care se varsă apa într-un râu se numește bazin de drenaj acest râu. linie - A, b, V, G, d, care trece prin locuri înalte și separă bazine învecinate unele de altele, se numește linia bazinului de apă sau separator de apă(Fig. 17.1).

Bazinul de drenaj al mării include bazinele de drenaj ale tuturor râurilor care se varsă în mare.

Cantitatea de apă care curge prin secțiunea transversală a unui curent în 1 s se numește debitul de apă Q(m 3 / s sau l / s).

Se numește o diagramă cronologică a modificărilor debitului de apă în timp hidrograf. Rezultatele măsurătorilor regulate ale debitului de apă în râu permit construirea unui hidrograf. Forma hidrografului depinde de tipul de alimentare a râului (zăpadă, ploaie, glaciară etc.). Pe fig. 17.2 prezintă un hidrograf tipic al unui râu cu o aprovizionare predominant cu zăpadă. Hidrograful este caracterizat maxim, minimȘi debitelor medii apă pentru perioada analizată.

Volumul total de apă care a trecut prin secțiunea transversală a cursului de apă din orice moment inițial t 0 la ceva final t to, se numește scurge W. Cu un hidrograf cunoscut, debitul este determinat de următoarele formule (m 3 sau km 3):

pentru o funcție continuă Q(t)

Unde Q i- consum mediu in i- al-lea interval de timp ( i Î ).

Scurgerea medie anuală a tuturor râurilor lumii este de 32 mii km 3; în tabel. 17.1 prezintă date despre scurgerea râurilor din diferite țări ale lumii.

Rezervele de scurgere de suprafață pe teritoriul Rusiei sunt distribuite inegal, ceea ce este foarte nefavorabil pentru economia națională, inclusiv pentru sectorul energetic. Peste 80% din scurgerea fluvială a râurilor rusești cade pe teritoriile încă puțin dezvoltate ale bazinelor Oceanului Arctic și Pacific.

O caracteristică a scurgerii râului este distribuția sa neuniformă atât de-a lungul anilor, cât și pe tot parcursul anului.

Scurgerea neuniformă pe termen lung este nefavorabilă pentru toate ramurile economiei naționale și, mai ales, pentru sectorul energetic. Distinge: apă adâncă, mijlocul apeiȘi ani secetoși. În anii secetoși, producția de energie este de obicei redusă semnificativ per centrale hidroelectrice.

Scurgerea neuniformă din timpul anului este nefavorabilă pentru sectorul energetic. Pentru majoritatea râurilor din Rusia, perioada scăzută a apei se observă iarna, când nevoia de energie electrică este cea mai mare.

Energia mecanică a curgerii râului (sau energia hidraulică) poate fi convertită în energie electrică prin intermediul hidroturbinelor și generatoarelor.

În condiții naturale, energia unui curs de apă este cheltuită pentru a depăși rezistența internă la mișcarea apei, rezistența la frecare pe pereții canalului, eroziunea fundului, malurilor etc. Valorile numerice pot fi determinate după cum urmează. Împărțim cursul de apă în mai multe secțiuni, începând de la izvor până la gura de vărsare. Determinăm energia totală a fluxului de fluid în inițială E 1 si finala E 2 aliniamente ale site-ului. Energia pierdută în secțiune va fi egală cu diferența E 2 și E 1

Pentru calcul, se ia r \u003d 1000 g / m 3, g\u003d 9,81 m/s 2. Înlocuind valorile calculate ale lui r, g, Q 1-2 (m 3 / s) și H 1-2 (m), obținem puterea cursului de apă, kW:

Formule ( 17.3 ) și (17.5) exprimă producția potențială (teoretică) de energie și putere în secțiunea considerată a cursului de apă.

Însumând resursele energetice potențiale pe secțiuni ale cursului de apă, obținem resursele energetice potențiale ale râului.

În mod similar, obținem rezerve teoretice de hidroenergie pentru o regiune, țară, continent, lume.

Resursele hidroenergetice sunt împărțite în potenţial (teoretic), tehnic și economic.

Resurse hidroenergetice potențiale sunt rezerve teoretice determinate de formula

Unde E- energie, kWh; Q i este debitul mediu anual al râului i-secțiunea luată în considerare, m 3/s; Bună- scăderea nivelului râului în zonă, m.

Acestea sunt calculate din ipoteza că întreaga scurgere va fi utilizată pentru a genera energie electrică fără pierderi la conversia energiei hidraulice în energie electrică, de exemplu. factor de eficiență h = 1.

Potențialele resurse hidroenergetice ale lumii sunt estimate la 35x103 miliarde kWh pe an și o capacitate medie anuală de 4.000 GW. Resursele potențiale ale Rusiei sunt de 2896 miliarde kWh, cu o capacitate medie anuală de 330 GW.

Resurse tehnice hidroenergeticeîntotdeauna mai puțin decât potențialul, deoarece iau în considerare pierderile:

· capete - hidraulice în conducte, bazine, în tronsoane neutilizate ale cursurilor de apă;

· costuri - evaporare din rezervoare, filtrare, evacuari in gol etc.;

energie în echipamente.

Ele caracterizează posibilitatea tehnică de obținere a energiei în stadiul actual.

Resursele tehnice hidroenergetice ale Rusiei se ridică la 1.670 miliarde kWh pe an, inclusiv 382 miliarde kWh pe an pentru CHE mici. În 2002, generarea de energie electrică la hidrocentralele aflate în exploatare în Rusia s-a ridicat la 170,4 miliarde kWh, inclusiv 2,2 miliarde kWh la centralele electrice mici.

Resursele hidroenergetice economice- aceasta este o parte a resurselor tehnice, care, conform ideilor moderne, ar trebui să fie utilizate în viitorul apropiat. Acestea depind în mod semnificativ de progresul în sectorul energetic, de distanța CHE de la locul de conectare la sistem de energie, asigurarea regiunii luate în considerare cu alte resurse energetice, costul, calitatea acestora etc. Resursele hidroenergetice economice sunt variabile în timp și depind de mulți factori în schimbare. În prezent, în lume există tendința de a crește evaluarea resurselor hidroenergetice economice.

Conținutul articolului

HIDROENERGIE, utilizarea energiei mișcării naturale, de ex. curenți, mase de apă din fluxurile de canal și mișcări ale mareelor. Cel mai adesea, se folosește energia apei în cădere. Până la mijlocul secolului al XIX-lea. pentru aceasta s-au folosit roți de apă, care transformă energia apei în mișcare în energia mecanică a unui arbore care se rotește. Mai târziu au apărut turbine hidraulice mai rapide și mai eficiente. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea. energia arborelui rotativ era folosită direct, de exemplu, pentru a măcina cereale sau pentru a antrena burduf și ciocane. Astăzi, aproape toată energia mecanică generată de turbinele hidraulice este transformată în energie electrică.

Aproape toată energia hidraulică este o formă de energie solară și, prin urmare, este clasificată ca o resursă de energie naturală regenerabilă. Sub razele soarelui, apa din lacuri, râuri și mări se evaporă. Se formează nori, plouă, iar apa se întoarce în cele din urmă în bazinele de apă, adică. până unde s-a stins. Cantități enorme de energie sunt asociate cu un astfel de ciclu al apei în natură. O zonă geografică temperată cu o altitudine de aproximativ 2500 m și o precipitație de aproximativ 1000 mm/an ar putea, teoretic, să producă în mod continuu mai mult de 750 kW pe kilometru pătrat de suprafață. De fapt, doar o mică parte din cantitatea totală de precipitații poate fi folosită și doar o mică parte din înălțimea de la care curg. În plus, eficiența hidroturbinelor și generatoarelor moderne nu depășește de obicei 86%. Cu toate acestea, capacitatea hidrocentralelor (HPP) din SUA este de aproximativ 75.000 MW și se pot obține cel puțin încă 50.000 MW.

Resurse hidroenergetice.

Nivelul de dezvoltare a hidroenergiei în diferite țări și pe diferite continente nu este același. Statele Unite ale Americii produc cea mai mare energie hidroelectrică, urmate de Rusia, Ucraina, Canada, Japonia, Brazilia, China și Norvegia.

Resursele hidroenergetice neexploatate din Africa, Asia și America de Sud deschid oportunități largi pentru construirea de noi hidrocentrale. America de Nord, care are doar aproximativ 13% din resursele hidroenergetice ale lumii, reprezintă aproximativ 35% din capacitatea totală a hidrocentralelor existente. În același timp, Africa (21% din resursele hidroenergetice ale lumii) și Asia (39%) contribuie cu doar 5% și, respectiv, 18% la producția mondială de hidroenergie. Dintre restul continentelor, Europa (21% din resurse) asigură 31% din producție, în timp ce America de Sud și Australia împreună, cu aproximativ 15% din resurse, asigură doar 11% din hidroelectricitatea mondială.

Baraje.

Apa care antrenează turbinele hidraulice este de obicei preluată din rezervoare artificiale create prin îndiguirea unui râu. Barajul crește presiunea apei care curge către turbine și, prin urmare, crește capacitatea centralei electrice. Debitul de apă din rezervor prin turbine poate fi controlat. Rezervorul, în plus, servește ca bazin pentru nisip, nămol și resturi aduse de cursurile de apă naturale. Prin construirea unui baraj cu un rezervor, este posibil să se prevină inundațiile, precum și să se creeze o alimentare fiabilă cu apă pentru alimentarea cu apă a populației și industriei.

Turbine hidraulice.

Turbina hidraulică transformă energia apei care curge sub presiune în energie mecanică de rotație a arborelui. Există diferite modele de turbine hidraulice, care corespund diferitelor debite și diferitelor presiuni ale apei, dar toate au doar două jante cu pale. (Turbinele cu abur și cu gaz au multe rânduri de pale.) Paletele primului rând includ coloane de stator profilate și palete de ghidare, acestea din urmă permițându-vă de obicei să controlați fluxul de apă prin turbină. A doua coroană este formată din paletele roții turbinei. Două jante cu lame consecutive (stator și roată) alcătuiesc treapta turbinei. Astfel, în hidroturbine există o singură etapă.

Axa de rotație a unei turbine concepute pentru debit mare și înălțime redusă este de obicei plasată orizontal. Astfel de turbine sunt numite axiale sau cu elice. În unitățile hidraulice ale unei centrale hidroelectrice mareoelectrice construite în Golful Fundy (Nova Scoția, Canada), rotorul generatorului este fixat la periferia rotorului, acoperind-o. Acest design al generatorului necesită mai puțin fier și cupru. Dar, mai des, turbina este plasată vertical și axul său este îndepărtat din canalul de apă în formă de S, înclinat ușor, prin etanșare la hidrogeneratorul extern.

La toate turbinele axiale mari, paletele rotorului pot fi rotite ca răspuns la modificările înălțimii, ceea ce este deosebit de valoros în cazul hidrocentralelor mareeoelectrice, care funcționează întotdeauna în condiții variabile de înălțime. Intervalul de înălțime calculat pentru turbinele axiale orizontale este de 3–15 m. Turbinele axiale verticale sunt utilizate la înălțimi de la 5 la 30 m. Proiectarea turbinelor Kaplan a fost propusă în 1910 de inginerul austriac V. Kaplan. Paletele aparatului lor de ghidare se rotesc pe axe paralele cu arborele, iar turbina este echipată cu o cameră de admisie, la care conducta este potrivită.

La înălțimi înalte (de la 12 la 300 m), sunt mai de preferat turbinele radial-axiale, în care apa, intrând de-a lungul razei, iese pe direcția axială. Astfel de turbine au fost îmbunătățite semnificativ de inginerul american J. Francis, care a început experimentele cu ele în canalele de lângă Lowell (Massachusetts, SUA) în 1851. Turbinele radial-axiale se disting de obicei prin pale de diametru mare fixate rigid de rotor, dar ghidare de același tip ca la turbinele cu pale rotative.

Turbinele pentru înălțimi mai mari de 300 m sunt complet diferite de cele descrise mai sus. Au de la una până la șase duze circulare care creează jeturi de apă care cad pe paletele rotorului. Debitul de apă este reglat prin suprapunerea zonei de curgere a duzelor. Rotorul nu funcționează sub apă, ca în turbinele axiale și radial-axiale, ci în aer. Un jet de apă liber de mare viteză lovește paleta rotorului, care are forma unei găleți duble. Proiectarea unei hidro-turbine cu găleată a fost propusă în 1878 și patentată în 1880 de inginerul american A. Pelton.

O turbină cu găleată se numește turbină activă (jet liber), deoarece presiunea scade la zero în duze, iar forța care acționează asupra palelor este creată de impactul jetului. Turbinele axiale și radial-axiale sunt reactive (jet de presiune), deoarece fluxul continuă să se accelereze în pasajele dintre paletele rotorului, iar cuplul este parțial creat de reacția responsabilă pentru accelerație.

Hidrogeneratoare.

Hidrogeneratoarele pentru hidrocentrale sunt special proiectate in functie de viteza si puterea hidroturbinelor pentru care sunt destinate. Hidrogeneratoarele pentru puterea unitară mare sunt instalate de obicei vertical pe rulmenți axiali cu rulmenți de ghidare corespunzători. Ele sunt de obicei trifazate și sunt proiectate pentru frecvența standard. Sistemul de racire cu aer este inchis, cu schimbatoare de caldura aer-apa. Activatorul este furnizat.

factor de încărcare.

Puține centrale hidroelectrice funcționează la capacitate maximă tot timpul. Uneori, acest lucru nu este posibil din cauza lipsei de apă, iar uneori nu are sens din cauza lipsei de încărcare. Factorul de sarcină al unei centrale electrice este raportul dintre cererea medie de putere într-o perioadă dată și puterea de vârf în aceeași perioadă. Atunci când se utilizează un rezervor de stocare, în care se acumulează apă în timpul orelor de vârf, o hidrocentrală pe un curs de apă care este adecvată pentru a genera numai 10 MW poate servi o sarcină de 15-20 MW dacă factorul de sarcină se află în intervalul 0,50 la 0,67. Acest lucru se aplică unui HPP separat care își servește în mod independent propria sarcină. Dacă este inclus în sistemul de alimentare, care include și alte centrale electrice, poate fi transferat într-un mod cu o putere de vârf care depășește semnificativ 20 MW, dar la un factor de sarcină mai mic.

Sistemele energetice, de regulă, includ nu numai centrale hidroelectrice. Dacă în sistem există și centrale termice (TPP), atunci centrala hidroelectrică poate funcționa după propriul program de încărcare, care este diferit de cel general. Se cere de la acesta să aducă cel mai mare beneficiu întregului sistem. Pentru a face acest lucru, o centrală hidroelectrică poate, de exemplu, să funcționeze la puterea maximă posibilă cu alimentarea cu apă disponibilă pentru a economisi combustibil, sau poate funcționa doar în orele de vârf ale sistemului pentru a reduce puterea necesară a centralelor termice. si, in consecinta, investitiile necesare construirii si functionarii acestora.

Centrale cu hidrostocare (PSPP).

În timpul orelor de sarcină mică, unitățile hidroelectrice HPP pompează apă din rezervorul din aval în cel din amonte, iar în orele de sarcină mare, folosesc apa stocată pentru a genera energie de vârf. Lucrarea în regimurile turbină și pompare este asigurată de unități hidraulice reversibile, formate dintr-o mașină electrică sincronă și o pompă-turbină hidraulică.

Uneori, pentru pomparea apei din rezervorul inferior, se cheltuiește de o ori și jumătate mai multă energie electrică decât este generată apoi din acesta. Dar acest lucru este justificat din punctul de vedere al economiei sistemului energetic. Cert este că energia cheltuită pentru pompare este generată de centralele termice ale sistemului energetic în orele de sarcină redusă, când costul acesteia scade. În acest fel, electricitatea ieftină de „noapte” este convertită în energie electrică valoroasă „de vârf”, ceea ce crește eficiența economică a sistemului în ansamblu.

Avantajele centralelor cu acumulare prin pompare sunt că pot avea o înălțime mai mare, le este mai ușor să aleagă un loc de construit și necesită mai puțină apă (deoarece apa circulă între rezervoarele de sus și de jos). Datorită presiunii crescute, pot fi utilizate hidrogeneratoare mai mari și mai eficiente. Dar există și CHE de tip mixt (HPP - PSPP), unde o parte din unitățile hidroelectrice funcționează atât în ​​regim de turbină, cât și de pompare, iar restul - doar în regim de turbină (datorită afluxului în rezervorul superior). Astfel de centrale electrice permit adesea să fie stocată mai multă apă și, prin urmare, să fie generată mai multă electricitate în perioadele de vârf mai lungi, oferind o flexibilitate operațională sporită.

Centrale mareomotrice (TPP).

Pentru a crea o centrală mareeomică economică, este necesar să combinați o diferență de nivel neobișnuit de mare la maree înaltă și joasă (6 m sau mai mult) cu caracteristici ale liniei de coastă care permit crearea unui baraj și a unui bazin de apă de dimensiunea adecvată. Nu sunt multe locuri pe Pământ unde aceste condiții sunt îndeplinite: coastele statului Maine (SUA) și provincia New Brunswick (Canada), unele golfuri din Marea Galbenă, Golful Persic, Alaska, unele locuri din Argentina. , sudul Angliei, nordul Franței, nordul Europei Rusiei și o serie de golfuri din Australia. Dar chiar și în locuri atât de potrivite precum Golful Passamaquoddy de la granița dintre Maine și New Brunswick, TPP-urile în prezent nu ar putea concura cu centralele termice moderne în ceea ce privește costul energiei electrice generate.

Proiectele TPP prevăd de obicei crearea a două bazine - în amonte și în aval - cu canale și porți. Bazinul din amonte este umplut la reflux și apoi golit în bazinul din aval, care se golește la reflux.

Dacă resursele naturale regenerabile, precum resursele hidroenergetice, sau terenurile agricole noi, încă neamenajate, sunt incluse în circulația economică imediat după apariția condițiilor de piață favorabile pentru utilizarea lor, atunci deținătorii potențialului de resurse vor beneficia cu siguranță atât în ​​cazul stabilizarea și chiar mai semnificativ dacă condițiile sunt îmbunătățite. Dimpotrivă, pierderea poate fi asociată în principal doar cu o scădere atât de rapidă, profundă și prelungită a acesteia, care ar reduce drastic profitabilitatea exploatării mijloacelor naturale de producție, nepermițând recuperarea costurilor dezvoltării acestora. Cu toate acestea, astfel de riscuri de investiții sunt inerente în diferite grade ale oricărei activități antreprenoriale. Pe lângă aceste riscuri, aproape că nu există alte stimulente pentru conservarea artificială a resurselor naturale regenerabile, cu excepția calculului că limitarea producției poate stimula în mod activ creșterile de preț și poate crește brusc rata și masa profitului de la vechile întreprinderi care funcționează la o valoare care depășește efectul de extindere a vânzărilor de produse noi.

Chiar mai devreme, a început și s-a extins mai activ participarea statului algerian la utilizarea materiilor prime de hidrocarburi la prelucrarea acesteia și, în special, la distribuția combustibililor lichizi și gazoși în țară. După ce a început dezvoltarea resurselor de petrol și gaze, acestea au ocupat foarte repede locul principal în consumul de energie al Algeriei, în cele din urmă au anulat utilizarea combustibililor solizi și au presat, de asemenea, în mod semnificativ resursele hidroenergetice. La mijlocul anilor 1960, produsele petroliere și gazele reprezentau mai mult de jumătate din purtătorii de energie finali utilizați, iar la începutul următorului deceniu, ponderea acestora era deja de la 2/3 la 3A. Mai mult, aproximativ 70% din produsele petroliere vândute pe piața internă au fost consumate în sectorul public al economiei algeriene.

Țările din Asia, Africa și America Latină au resurse hidroenergetice semnificative. În multe țări în curs de dezvoltare, nevoia de energie este foarte mare. Acest lucru determină dorința lor de a accelera utilizarea resurselor hidroenergetice (ARE, Nepal, India, Sudan, Pakistan, Indonezia etc.).

Resursele de combustibil și energie ale țărilor socialiste cresc rapid. Acest lucru se explică prin marele succes în căutarea și explorarea diverselor resurse minerale, în studiul resurselor hidroenergetice, dezvoltarea științei și tehnologiei în domeniul noilor surse de energie. Sistemul socialist mondial are o gamă completă de resurse de combustibil și energie și un potențial energetic enorm. Rezervele totale explorate și probabile de cărbune din țările socialiste, conform estimărilor general acceptate, depășesc în prezent 14,5 trilioane de tone, în plus, resursele de cărbune brun și lignit ajung la 3.600 de miliarde de tone.Cota țărilor socialiste în rezervele mondiale de cărbune este de 77%. Resursele de șisturi bituminoase, conform estimărilor provizorii, reprezintă cel puțin jumătate din rezervele cunoscute ale lumii, iar turba - mai mult de 75%.

Dezvoltarea în continuare a sectorului energetic în Republica Populară Democrată Coreea, în Republica Democratică Vietnam este asigurată de mari rezerve de cărbune și resurse hidroenergetice semnificative. Se poate prevedea că intensificarea lucrărilor de explorare în Republica Populară Mongolă, în special în legătură cu intrarea Republicii Populare Mongole în CMEA, va servi drept bază pentru creșterea gradului de aprovizionare a țării cu resurse proprii de combustibil.

Resursele de combustibil și energie ale țărilor sistemului socialist mondial cresc rapid. Acest lucru se explică prin succese uriașe în căutarea și explorarea diverselor resurse minerale, în studiul resurselor hidroenergetice, dezvoltarea științei și tehnologiei în domeniul noilor surse de energie.

Un rol uriaș în dezvoltarea bazei energetice este atribuit utilizării raționale a resurselor hidroenergetice ale țării noastre. V. I. Lenin, propunând ideea electrificării în primii ani ai puterii sovietice, a subliniat marea importanță a dezvoltării resurselor de apă în rezolvarea acestei probleme.

Schimbări serioase au avut loc și în industria japoneză a energiei electrice. În 1950, centralele hidroelectrice au stat la baza acesteia. Cu toate acestea, de la mijlocul anilor 1950, construcția lor a fost mutată în zone îndepărtate de principalele centre de consum de energie electrică. Problema găsirii unor teritorii unde ar putea fi create rezervoare a devenit din ce în ce mai acută. Dezvoltarea în continuare a resurselor hidroenergetice a fost asociată cu o creștere a costurilor de capital nu numai pentru construcția hidrocentralelor în sine, ci și pentru transportul energiei electrice către consumatori.

Resursele hidroenergetice 2. Numărul de cercetători

Curbele de sarcină ale sistemelor de putere regionale individuale pot varia semnificativ în configurație și caracteristici analitice. În primul rând, acest lucru se datorează structurii diferite a consumatorilor și condițiilor climatice din regiunile țării. Modalitățile de acoperire a încărcăturilor regionale diferă și ele, adică. structura capacităților de generare, care este determinată de condițiile de alimentare cu combustibil a centralelor electrice și de disponibilitatea resurselor hidroenergetice. Ca rezultat al acțiunii combinate a tuturor acestor factori, fiecare regiune (sistem energetic) își formează propriul cost al energiei.

Educație școlară, educație familială, educație pentru muncă, educație fizică forță de muncă, forțe democratice, forțe agresive mișcare în continuare, mișcare accelerată, mișcare progresivă, mișcare internațională în continuare, creștere sistematică, creștere economică condiții climatice, supuse condițiilor naturale, condiție decisivă instrument fizic , instrument acustic, instrument electronic, transport în fabrică de instrumente electrice, transport intra-fabrică, transport pe apă, transport aerian, mașină de numărat transport subteran, mașină de frant, resurse materiale mașini electronice, resurse hidroenergetice, resurse financiare industria ușoară, industrie grea, industria electronică, conferința sindicală a materialelor de construcții din industrie, conferința integrală rusească, conferința internațională, conferința fabricii.

Franța are resurse hidroelectrice bogate și variate. Cu toate acestea, geografic sunt distribuite inegal, în principal în regiunile muntoase situate în partea de sud a țării. Construcția hidrocentralelor a dus la apariția unor industrii consumatoare de energie (în special electrochimice) cu un program constant de consum. Ulterior, influența acestor factori istorici și geografici a fost oarecum slăbită de unificarea centralelor și rețelelor electrice și de crearea unui sistem energetic interconectat Nord-Sud. Cu toate acestea, unele caracteristici rămân până astăzi. Ele sunt ilustrate prin graficele de mai jos, care caracterizează regimul de încărcare al unei zile uscate, reci din decembrie 1965 (Fig. 1-4).

Prezența unor resurse hidroenergetice semnificative face sectorul energetic francez de două ori vulnerabil în anii secetoși. Este necesară o putere disponibilă suficientă pentru a acoperi sarcinile maxime. Dar, în plus, este necesar să se limiteze reducerea rezervoarelor, astfel încât acestea să nu devină complet goale mai devreme decât este permis - până la sfârșitul iernii. În caz contrar, poate exista o oprire forțată a hidrocentralelor nu din cauza capacității lor insuficiente, ci din cauza lipsei de apă suficientă pentru funcționarea lor după trecerea sarcinii maxime. Durata perioadei critice în care utilizarea hidrocentralelor cu rezervoare este absolut necesară este de 5 luni. (octombrie până în februarie) aproximativ 1.600 de ore

Disponibilitatea (rezervele) resurselor de apă este studiată prin statistică pe baza a două criterii ca rezerve de apă și ca rezerve de resurse hidroenergetice.

Energia mecanică a fluxului de apă poate fi transformată în energie electrică și poate forma resurse hidroenergetice. Mărimea lor potențială este determinată de puterea fluxurilor (cantitatea de apă care curge în flux în 1 s) și de înălțimea căderii apei. Această mărime potențială a resurselor energetice este determinată pe baza debitelor medii anuale și minime și este de obicei exprimată în kilowați.

În partea europeană a URSS, utilizarea integrată a resurselor hidroenergetice ale râurilor Volga, Kama și Nipru este de mare importanță.

În regiunile muntoase din Asia Centrală și Caucaz, utilizarea eficientă a resurselor hidroenergetice este facilitată de conținutul semnificativ de apă și de căderi mari ale cursurilor de apă, care fac posibilă construirea de instalații hidroelectrice cu o generație mare de energie electrică. În zonele de la poalele dealurilor, există posibilitatea de a combina eficient utilizarea resurselor de apă pentru energie și irigarea terenurilor.

Italia este săracă în resurse de combustibil și în multe tipuri de industrie. materii prime. Există rezerve de zinc, plumb, sulf, mercur, pirite, bauxite, marmură. Resurse hidroenergetice semnificative. Cele mai dezvoltate industrii sunt inginerie mecanică (auto, construcții navale, inginerie de precizie, inginerie electrică, instrumente), industria alimentară, chimică, textilă și metalurgică. Producția de calculatoare, roboți și echipamente electronice a primit o dezvoltare semnificativă. În 1986, 23 de milioane de tone de oțel, 12 milioane de tone de fontă, 40 de milioane de tone de ciment, 192 de miliarde de kWh de energie electrică, 1.830.000 de mașini, dintre care s-au produs 1.650.000 de mașini, 2,3 milioane de tone de petrol au fost produse, 14 miliarde m. gaz.

Bhutanul aparține țărilor cel mai puțin dezvoltate din lume. Are resurse hidroenergetice mari (până la 20 mii MW, estimare ONU), minerale semnificative, încă neexplorate pe deplin (calcar, cărbune, dolomit, gips, cupru, zinc, plumb etc.).

Baza economiei țării este satul. economie şi industria minieră. Guyana ocupă o poziție de lider în lume în extracția de bauxită (1,1 milioane de tone au fost extrase în 1987). Există rezerve de minereuri de mangan și fier, aur, diamante etc. Guyana are resurse hidroenergetice semnificative. Industria prelucrătoare este slab dezvoltată, specializată în principal în prelucrarea produselor industriale. materii prime si pagina - x. produse.

URSS este o țară imensă care acoperă o suprafață de 22,4 milioane de metri pătrați. km distanta de la est la vest 10 mii km si de la nord la sud 5 mii km. Resursele naturale (cărbune, petrol, gaze, minerale, lemn, energie hidroelectrică, apă etc.) ale țării noastre sunt vaste și variate, dar sunt distribuite geografic neuniform. Condițiile de apariție a multor minerale și eficiența economică a extracției și utilizării lor sunt puternic diferite. Din Rusia prerevoluționară am moștenit distribuția irațională a forțelor productive. Peste s/4 din întreaga producție industrială în 1913 a fost produsă în regiunile Moscova, Petersburg și Ivanovo ale țării și în Ucraina. Regiunile estice ale țării, cu materiile prime excepțional de bogate, resursele de combustibil și hidroenergie au rămas în afara dezvoltării industriale. Este suficient să spunem că ponderea Uralilor, Siberiei, Teritoriului Orientului Îndepărtat și Asiei Centrale a reprezentat doar 8,3% din producția industrială a Rusiei. Dar în regiunile de est ale țării există 75% din toate rezervele de cărbune disponibile în URSS, până la 80% din resursele hidroenergetice, resursele forestiere 4D, principalele rezerve de metale neferoase și rare, resurse uriașe de materii prime chimice. , minereuri de fier și materiale de construcție, rezerve uriașe de petrol și gaze. În același timp, condițiile de apariție a resurselor naturale în regiunile de est ale țării sunt de așa natură încât asigură o eficiență economică ridicată a extragerii acestora. Costul cărbunelui și al hidroenergiei aici este de 2 ori mai mic decât în ​​alte regiuni ale țării. Exploatarea cărbunelui se desfășoară, de regulă, într-un mod deschis, în urma căruia investițiile de capital sunt reduse și productivitatea muncii crește brusc.

În statisticile bogăției de apă se disting statisticile resurselor de apă, care se completează prin construirea bilanțului de apă al țării și teritoriilor individuale; statistica resurselor hidroenergetice; bogate în substanțe minerale și energie termică în scopuri medicale și tehnice.

Cei mai importanți indicatori care caracterizează resursele hidroenergetice sunt zona bazinului (mii km2), numărul râurilor înregistrate, lungimea totală a râurilor înregistrate (km), puterea potențială totală (medie anuală și minimă (mii kW)) puterea specifică (kW). /km2).

Construcția de hidrocentrale are un impact semnificativ asupra dezvoltării și amplasării industriei din țară. În anii de dinainte de război, pe baza energiei electrice de la hidrocentrala Niprului a fost construit un complex de instalații de producție industrială consumatoare de energie pentru aluminiu și magneziu, oțeluri speciale și feroaliaje, numită după V.I. Lenin. În anii postbelici, a început dezvoltarea pe scară largă a celor mai eficiente resurse hidroenergetice din Siberia. Centralele hidroelectrice Irkutsk, Krasnoyarsk și Bratsk construite au stat la baza dezvoltării pe scară largă a industriei în partea de sud a Siberiei de Est. Principalele direcții de dezvoltare a economiei naționale a URSS pentru anii 1976-1980 prevăd construirea de noi mari hidrocentrale.

Nu există o metodologie unică pentru determinarea potențialului hidroenergetic. La recomandarea Comisiei Economice pentru Europa a Națiunilor Unite, la calcularea resurselor hidroenergetice se adoptă următorii coeficienți de calcul: potențialul teoretic, care determină resursele hidroenergetice la un randament egal cu o unitate tehnică, luând în considerare pierderile de apă și presiunea economică. , ținând cont de posibilitatea utilizării hidroresurselor. Conform datelor Hydroproject și Hydroenergoproekt, factorul posibil din punct de vedere tehnic pentru utilizarea resurselor hidroenergetice prognozate în URSS este de 0,57 și variază de la 0,4 la 0,76.

Statul sovietic, începând să creeze o bază energetică puternică, avea date extrem de limitate despre resursele efective de hidroenergie din țară. Capacitatea totală medie anuală a resurselor hidroenergetice a fost determinată la 20 de milioane de kW, ceea ce, după cum se știe acum, este de 20 de ori mai mică decât resursele hidroenergetice calculate efectiv.

Voznesensky A. N. Resursele hidroenergetice ale URSS. Energia lumii. MIREC, Viena, 1956.