Энергия и мощность ГЭС

Годовая выработка электроэнергии ГЭС не является постоян­ной величиной, а изменяется в зависимости от объема стока, поступившего в водохранилище, степени его регулирования и условий эксплуатации ГЭС. При годичном регулировании годовая выработка электроэнергии ГЭС, как правило, существенно ко­леблется в основном за счет энергоотдачи в паводковый период.

При многолетнем регулировании неравномерность выработки электроэнергии по годам бывает незначительной.

Очевидно, что электрическая мощность, подведенная к потребителю, меньше мощности, производимой гидроэлектростан­цией. Сумму всех потерь при передаче электрической мощности от ГЭС к потребителю и при многократных преобразованиях ее в повышающих и понижающих трансформаторах можно оце­нить с помощью КПД системы передачи и преобразований η_пер. Обычно η_пер = 0,92...0,93.

Установленная мощность ГЭС N_УСТ определяется как сумма но­минальных (паспортных) мощностей имеющихся на ней генера­торов. Она соответствует максимальной мощности, которую мо­жет развить гидроэлектростанция.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1) Перечислите основные типы ГЭС.

2) Какие параметры характеризуют водоток?

3) Какие виды гидротурбин используются на ГЭС?

 

 

Лекция 8. солнечные и ветровые электростанции

План лекции:

Общие сведения о ветроэнергетике

Ветроэнергетические установки

Солнечные электростанции

Типы солнечных коллекторов

 

Общие сведения о ветроэнергетике

Энергия ветра на земном шаре оценивается в 175...219тыс. ТВт-ч в год, при этом развиваемая им мощность достигает (20... 25)-10⁹ кВт. Это примерно в 2,7 раза больше суммарного расхода энергии на планете. Считают, однако, что полезно может быть использовано только 5 % этой энергии. В настоящее же время эта цифра значи­тельно меньше. Использовать ветер, т.е. энергию движения воздуха, человек начал еще в глубокой древности.

Постоянные воздушные течения к экватору со стороны север­ного и южного полушарий образуют систему пассатов. Общая цир­куляция атмосферы происходит главным образом из-за вращения Земли, при котором под действием центробежной силы воздушные массы отбрасываются в районе экватора в верхние слои ат­мосферы. На место ушедших масс воздуха с севера и юга приходят новые воздушные слои.

Помимо постоянных движений воздушных слоев существуют периодические движения воздуха с моря на сушу и обратно в те­чение суток (бризы) и в течение года (муссоны). Происхождение бризов и муссонов обусловлено различным нагревом воды и суши вследствие их разной теплоемкости.

При использовании энергии ветра в современных условиях стремятся учесть опыт тех стран, в которых ветряные двигатели издавна широко применялись, особенно в Дании и Голландии – класси­ческих странах ветряных мельниц.

Многие видные русские исследователи, такие как профессор Н.Е. Жуковский и академик С. А. Чаплыгин, внесли большой вклад в развитие ветряных двигателей.

Ветроэнергетика – отрасль науки и техники, разрабатывающая теоретические основы, методы и средства использования энергии ветра для получения механической, электрической и тепловой энергии (ветротехника) и определяющая области и масштабы целесообразного использования ветровой энергии в народном хозяйстве.

Использование энергии ветра осуществляется с помощью спе­циальных установок.

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) – это комплекс техни­ческих устройств для преобразования кинетической энергии ветро­вого потока в какой-либо другой вид энергии. Ветроэнергетическая установка состоит: из ветроагрегата (ветродвигатель в комплекте с одной или несколькими рабочими машинами); устройства, аккуму­лирующего энергию или резервирующего мощность; в ряде случаев дублирующего двигателя (чаще теплового); систем автоматического управления и регулирования режимов работы установки.

Различают ветросиловые установки и ветроэлектрические стан­ции.

Ветродвигателем называют двигатель, использующий кинети­ческую энергию ветра для выработки механической энергии. Раз­личают ветродвигатели крыльчатые (наиболее распространенные) с коэффициентом использования энергии ветра до 0,48, кару­сельные (роторные) с коэффициентом использования не более 0,15 и барабанные.

В основном ветродвигатели применяют в ветроэлектрических станциях.

В настоящее время ветроэнергетика – одна из самых бурно развивающихся отраслей мировой электроэнергетики. В 1960 – 1970-с гг. большинство эксплуатируемых в Европе ВЭУ имело мощ­ность до 20 кВт, затем – от 100 до 250 кВт; средняя мощность ВЭУ. выпущенных в 2002 г. в Германии, составила 1100 кВт. Тен­денция роста единичных мощностей ВЭУ, по-видимому, сохра­нится и далее. Так, фирма «De Wind» планирует создание агрега­тов мощностью 3... 5 МВт. По прогнозам общая мировая мощность ВЭУ к 2006 г. составит более 36 000 МВт.

Современные мощные ВЭУ более экономичны, у них ниже стоимость 1 кВт установленной мощности. Ветроколесо мощных ВЭУ находится на большой высоте, где скорость ветра выше. Выше у них и коэффициент удельной выработки элек­троэнергии являющийся обобщенной характеристикой ВЭУ.

Считается целесообразной установка ВЭУ в местах, где сред­негодовая скорость ветра составляет более 5 м/с.

Важным шагом в развитии ветроэнергетики в России, облада­ющей огромным потенциалом, можно считать сдачу в эксплуатацию в 2002 г. самого крупного ветропарка в стране мощностью 5,1 МВт (одна установка мощностью 600 кВт и 20 – по 225 кВт), построенного в Калининградской области. Кроме того, построена Анадырская ВЭС (Чукотка) мощностью 2,5 МВт (10 агрегатов по 250 кВт) и строится Элистинская ВЭС (Калмыкия) мощностью 22 МВт (22 агрегата по 1 МВт).