Малая гэс: Малые ГЭС в контейнерном исполнении под «ключ»

Содержание

Малые ГЭС в контейнерном исполнении под «ключ»

Концерн «Русэлпром» осуществляет разработку, производство и поставку полностью готовых малых ГЭС в контейнерном исполнении.

Компактная система МГЭС установлена в специальном высококачественном контейнере, что позволяет провести поставку и подключение в кратчайшие сроки, без строительных работ и монтажа оборудования. Все компоненты установлены, подключены. Система готова к пусконаладочным работам и вводу в эксплуатацию.

В случае готового подводящего трубопровода и фундаментной плиты, пуско-наладка МГЭС возможна немедленно после доставки контейнера на площадку.

Указанная система может подавать электрическую энергию в общую сеть или в местную сеть в островном режиме, даже в комбинации с другими источниками энергии (дизельная электростанция, солнечные модули, и т.д.). Решение является идеальным для микро и мини ГЭС, именно в отдалённых районах.

Мощность контейнерных МГЭС от 5 до 300 кВт

Описание:

Внешние стены из профлистов (1,5мм) с теплоизоляцией (минеральная вата, 10мм).

Автоматическая вентиляция для удерживания стабильной температуры.

Внутренние стены из перфорированных металлических листов для оптимальной звуковой изоляции.

Фланец для подключения подводящего трубопровода.

Прочная стальная рама контейнера.

Впускной клапан со стальной опорой.

Противоскользящий пол из рифленых металлических листов (4мм) и стальных балок для переноса нагрузки гидротурбины.

Стальная рама турбины и генератора.

Турбина с гидравлической регуляцией.

Генератор.

Главная дверь с теплоизоляцией и замок с функцией Антипаника.

Всасывающее отверстие с противодождевыми жалюзи.

Шкаф управления.

Распределительный щит питания и освещения.

Внутреннее освещение.

Малая гидроэлектростанция — это… Что такое Малая гидроэлектростанция?

Малая гидроэлектростанция в Швейцарии

Малая гидроэлектростанция или малая ГЭС (МГЭС) — гидроэлектростанция, вырабатывающая сравнительно малое количество электроэнергии. Общепринятого для всех стран понятия малой гидроэлектростанции нет, в качестве основной характеристики таких ГЭС принята их установленная мощность.

Классификация МГЭС

Чаще к малым гидроэлектростанциям относят гидроэнергетические установки, установленная мощность которых не превышает 5 МВт (Австрия, Германия, Польша, Испания и др.). В Латвии и Швеции, малыми считают ГЭС с установленной мощностью до 2 МВт, в некоторых других странах — до 10 МВт (Греция, Ирландия, Португалия). Также в соответствии с определением Европейской Ассоциации Малой Гидроэнергетики считаются малыми ГЭС до 10 МВт. ^[1]

Время от времени происходят смены классификации: в США, где были принятые меры стимулирования развития малой гидроэнергетики (путём упрощения лицензионной процедуры оформления проектов здания малых ГЭС), изначально к ним относили ГЭС с установленной мощностью до 5 МВт, затем верхняя граница был увеличена до 15 МВт, а в 1980 их максимальная установленная мощность была ограничена 30 МВт. В СССР согласно СНиП 2.06.01-86 к малым относились ГЭС, с установленной мощностью до 30 МВт при диаметре рабочего колеса турбины до 3 м. Среди малых ГЭС условно выделяют микро-ГЭС, установленная мощность которых не превышает 0,1 МВт.

Малая гидроэнергетика по странам

В Белоруссии до создания единой Белорусской энергетической системы существовало 179 малых ГЭС, которые обеспечивали электроэнергией сельское хозяйство, после — большинство из них было заброшено, а сейчас делаются попытки воссоздать их. Согласно Постановлению СМ РБ от 24 апреля 1997 № 400 «О развитии малой и нетрадиционной энергетики», малыми электростанциями считаются электростанции с установленной мощностью до 6 МВт. Концерн «Белэнерго» должен рассчитываться с малыми электростанциями за поставленную электроэнергию по удвоенным тарифам. На 2010 год в стране действует 36 МГЭС общей мощностью 13,5 МВт и выработкой свыше 33 млн кВт·ч в год.

Аналогичные льготы действуют и в Латвии, исходя с «Закона об энергетике» от 3 сентября 1998 г. , государство гарантирует закупку электроэнергии от малых ГЭС по двойному тарифу в течение 8 лет после ввода в эксплуатацию.

В Швеции действует 1350 малых ГЭС, которые вырабатывают 10 % необходимой стране электроэнергии, в Китае действует около 83 тысяч малых ГЭС.

В России к малой гидроэнергетике относят ГЭС, мощность которых не превышает 30 МВт (ГОСТ Р51238-98). В стране действует около сотни ГЭС мощностью до 6 МВт, с суммарной мощностью 90 МВт и выработкой около 200 млн кВт·ч в год, большинство строящихся в стране малых станций находится на Северном Кавказе.

Мощность малой гидроэнергетики в странах Евросоюза на 2005 год: ^[1]

Страна	Количество агрегатов	Мощность МГЭС, МВт	Доля МГЭС в общей мощности в ЕС (%)	Доля МГЭС в общей мощности ГЭС (%)	Производство электроэнергии от МГЭС (ТВт*ч)	Доля МГЭС в генерации электроэнергии в ЕС (%)
Бельгия	82	96	0. 61	6.86	385	0.46
Дания	40	11	0.09	100.00	30	0.08
Германия	6200	1500	1.27	16.67	6500	1.14
Греция	40	69	0.63	2.30	350	0.65
Испания	1106	1607	3.06	9.08	4825	2.14
Франция	1730	2000	1.73	7.81	7500	1.39
Ирландия	45	23	0.48	4.51	96	0.40
Италия	1510	2229	3.12	10.98	8320	3.01
Люксембург	29	39	3.25	3.55	195	0.22
Нидерланды	3	2	0.01	2.22	1	8. 47
Австрия	1700	866	4.89	7.53	4246	6.87
Португалия	74	286	2.62	6.36	1100	2.51
Финляндия	204	320	1.96	11.03	1280	1.83
Швеция	1615	1050	3.20	6.40	4600	3.15
Великобритания	110	162	0.21	3.77	840	0.22

Потенциал в России

30 мая 2005 года в Москве прошел международный Круглый Стол организованный Российско-Европейским Технологическим Центром. На нем было отмечено, что технический потенциал малой гидроэнергетики России очень высок, и составляет около 360 млрд. кВт*ч в год это около трети потребляемой в России энергии. ^[1]

См. также

Примечания

опыт интеграции Archicad и инженерных САПР — GRAPHISOFT Россия, Украина, Грузия и СНГ

Наталия Рыбасенко – автор проектов зданий Зарагижской, Верхнебалкарской и Усть-Джегутинской МГЭС.

С 2005 по 2010 год – архитектор в проектных организациях, работала над проектами жилых, общественных и производственных зданий, с 2010 года по настоящее время – главный специалист АО «Институт Гидропроект». Исполняла обязанности главного архитектора на следующих объектах: Загорская ГАЭС-2 на р. Кунье, Зарагижская МГЭС на р. Черек, комплексная реконструкция Волжской ГЭС на р. Волге, технологический корпус и здание КРУЭ 500 и 220 кВ Рогунской ГЭС, Верхнебалкарская МГЭС на р. Черек Балкарский, Усть-Джегутинская МГЭС.

В институте и его филиалах работают 788 человек, среди них – семь докторов наук, 46 кандидатов наук. У 27 специалистов есть государственные награды.

Отдел архитектуры и строительных конструкций института (ОАСК) занимается проектированием верхних строений зданий ГЭС. При этом верхнее строение ГЭС – это, по сути, промышленное здание, особенностью которого является то, что основанием (фундаментом) служит гидротехническая часть. Кроме того, в отделе проектируются служебные корпуса, вспомогательные сооружения, то есть практически все негидротехнические сооружения.

Особенности проектирования ГЭС

Здание ГЭС состоит из машинного зала и блока служебно-производственных помещений или служебно-производственного корпуса. Кроме того, здание ГЭС разделяется на подземную и наземную части (верхнее строение). В блоке служебно-производственных помещений располагаются технические, бытовые и административные помещения.

Подземную часть компонуют инженеры-гидротехники с привлечением архитектора. Верхнее строение проектируют архитекторы совместно с конструкторами. Все здание проектируется по техническим заданиям инженеров-технологов: гидромехаников, электриков, инженеров по крановому оборудованию и др.

Проектируя блок служебно-производственных помещений, архитектор решает несколько сложных задач, а именно:

как увязать технические помещения между собой в соответствии с требованиями инженеров;
как разместить среди технических административные и бытовые помещения, не нарушив нормы и правила;
как вписать все эти помещения в заданный гидротехническими требованиями периметр (основанием для блока служебно-производственных помещений служит гидротехнический бетон).

На этапе компоновки здания рассматривается несколько вариантов расположения помещений.

Схема здания ГЭС на примере разреза по зданию Верхнебалкарской МГЭС

Выбор в пользу Archicad

Структурированная карта видов и отображение плана проекта здания Усть-Джегутинской МГЭС в Archicad

Архитекторы института работают в Archicad с 2011 года. Знакомство с программой сотрудники отдела, ранее не использовавшие это ПО, начали с эксперимента: попробовали разработать в программе рабочую и проектную документацию для Загорской ГАЭС-2. Результат показал, что применение Archicad значительно ускоряет подготовку документации. Трудность была только в конвертации чертежей из Archicad в формат DWG, но постепенно специалисты решили эту проблему с помощью гибкой настройки транслятора DWG.

На сегодняшний день для нас очевидны преимущества работы в Archicad. Как уже было сказано, мы рассматриваем много вариантов компоновки помещений, прежде чем сделать выбор. Программа позволяет оперативно создавать модель здания, одновременно разрабатывать планировочные и фасадные решения, а также быстро вносить в проект корректировки.

Архитектурные чертежи для рабочей документации включают различные планы этажа: кладочный план, планы отверстий, полов, потолка, конструкций усиления клади и др. Используя карту видов Archicad, архитектор создает все планы из одной модели, а не чертит их отдельно. И снова мы получаем сокращение времени на работу и внесение изменений в рабочую документацию.

Взаимодействие рабочих групп

Конструкторы института работают в AutoCAD. Расчеты строительных конструкций малых ГЭС инженеры выполняют в вычислительном комплексе SCAD. На основе этих расчетов они разрабатывают трехмерную модель несущих конструкций зданий, проводят прочностной анализ методом конечных элементов и устанавливают сечения всех несущих конструкций зданий.

Взаимодействие архитекторов и инженеров при проектировании зданий ГЭС строится следующим образом. Архитекторы получают от инженеров смежных отделов технологические схемы и на их основе разрабатывают планировочные решения здания. Исходя из требуемой компоновки здания проектируются строительные конструкции. Архитектурно-строительный отдел выдает технологическим отделам в качестве технического задания чертежи строительных конструкций, которые они дальше используют как подоснову для размещения инженерных систем.

Структурированная карта видов и отображение плана проекта здания Усть-Джегутинской МГЭС в Archicad

Для передачи планов в смежные отделы архитекторы сохраняют в Archicad два варианта чертежей в формате DWG: первый – чертежи со штампами, полностью оформленные в книге макетов, которые в AutoCAD открываются в листах с чертежами в виде блоков; второй – чертежи, сохраненные из видового экрана, открывающиеся в AutoCAD в пространстве модели. В первом варианте чертежи разбиты и, по мнению большинства инженеров, непригодны для работы. Тем не менее некоторым специалистам они подходят, так как полностью оформлены. Во втором варианте чертежи сохраняют свои свойства, с ними проще работать, и поэтому большинство смежников используют именно их в качестве подосновы.

Малые ГЭС: Зарагижская, Верхнебалкарская и Усть-Джегутинская

На сегодняшний день одно из ведущих направлений для АО «Институт Гидропроект» – проектирование малых гидроэлектростанций (МГЭС).
Архитекторы зданий МГЭС в своих решениях учитывают следующие важные обстоятельства:

технические, административные и бытовые помещения компонуются на небольшом участке застройки;
планировочное решение отвечает технологическим требованиям, действующим нормам и правилам, в том числе по пожарной безопасности;
используются конструкции и материалы, которые, среди прочего, позволяют возвести здание в сжатые сроки и с минимальными затратами.

Изначально предполагалось строительство здания из металлокаркаса с использованием навесных сборных железобетонных панелей, которые облицовываются плиткой и утепляются по системе навесного вентилируемого фасада (подобным образом было построено аналогичное здание МГЭС Кашхатау, введенное в эксплуатацию в 2010 году).

По желанию заказчика железобетонные панели заменили на сэндвич-панели, что упростило внешний вид здания. Из-за сжатых сроков строительства и ограниченного финансирования часть решений строители не смогли воплотить в жизнь. Изменения в проект вносились по ходу строительства, и это, безусловно, отразилось на архитектурном облике здания.

Зарагижская МГЭС на р.Черек

Объект: Зарагижская малая гидроэлектростанция на р. Черек

Период работы: 2013-2015 годы
Статус: проект реализован
Использованное программное обеспечение:
Archicad, AutoCAD, SCAD

ГИП: М.Ф. Уханов
Заместитель ГИПа: О.Л. Неговский
ГАП (автор проекта): Н.Е. Рыбасенко
Архитекторы:
П.С. Лобачев, И.Н. Смирнова, Д.М. Засядко

Отображение плана на отм. 492,500 проекта Зарагижской МГЭС в Archicad

Отображение разреза проекта Зарагижской МГЭС в Archicad

Визуализация интерьера машинного зала Зарагижской МГЭС на р. Черек

Фотография машинного зала Зарагижской МГЭС на р. Черек

Сейчас мы работаем над архитектурными решениями двух малых гидроэлектростанций – Верхнебалкарской МГЭС (Кабардино-Балкарская Республика) и Усть-Джегутинской МГЭС (Карачаево-Черкесская Республика). Оба проекта разрабатываем в Archicad.

Визуализация здания Вехнебалкарской МГЭС

Объект: Верхнебалкарская МГЭС на р. Черек Балкарский (Кабардино-Балкарская Республика)

Период работы: настоящее время
Статус: в процессе разработки
Используемое программное обеспечение:
Archicad, AutoCAD, SCAD

ГИП: М.Ф. Уханов
Заместитель ГИПа: А.С. ТерликовА.С.
ГАП (автор проекта): Н.Е. Рыбасенко
Архитекторы:
В.В. Башкатов, П.С. Лобачев, А.С. Усольцев, Е.С. Азарова

Визуализация здания Усть-Джегутинской МГЭС

Объект: Усть-Джегутинская МГЭС (Карачаево-Черкесская Республика)

ГИП: Д. В. Баранов
ГАП (автор проекта): Н.Е. Рыбасенко
Архитекторы:
В.В. Башкатов, П.С. Лобачев, А.С. Усольцев, Е.С. Азарова

Мы учли опыт проектирования и реализации Зарагижской МГЭС и в текущих проектах предусматриваем экономичные и простые решения. Изначально экономично спроектированное здание в конечном результате смотрится гармоничнее, чем здание, более сложный проект которого был упрощен в ходе строительства.

О GRAPHISOFT

Компания GRAPHISOFT® в 1984 году совершила BIM революцию, разработав Arcjicad® — первое в индустрии САПР BIM-решение для архитекторов. GRAPHISOFT продолжает лидировать на рынке архитектурного программного обеспечения, создавая такие инновационные продукты, как BIMcloud™ — первое в мире решение, направленное на организацию совместного BIM-проектирования в режиме реального времени, EcoDesigner™ — первое в мире полностью интегрированное приложение, предназначенное для энергетического моделирования и оценки энергоэффективности зданий, и BIMx® — лидирующее мобильное приложение для демонстрации и презентации BIM-моделей. С 2007 года компания GRAPHISOFT входит в состав концерна Nemetschek Group.

2.4. Малая гидроэнергетика — Энергетика: история, настоящее и будущее

2.4. Малая гидроэнергетика

Малая гидроэнергетика, являющаяся наиболее освоенным из нетрадиционных возобновляемых источников электроэнергии, позволяет использовать большой гидроэнергетический потенциал малых рек и притоков, систем водоснабжения, ирригации с выдачей электроэнергии в энергосистему, а во многих случаях обеспечить локальное электроснабжение отдаленных районов или населенных пунктов, особенно в слаборазвитых и развивающихся странах с ограниченной системой централизованного электроснабжения. К преимуществам малых ГЭС относятся относительно небольшой объем инвестиций и короткий срок строительства, что позволяет ускорить получение прибыли, минимальное воздействие на окружающую среду, надежность электроснабжения и близость к потребителю.

К объектам малой гидроэнергетики относятся малые ГЭС согласно международной классификации мощностью до 30 МВт (в Швейцарии, Украине не более 10 МВт), мини-ГЭС – от 0,1 до 1,0 МВт, микро-ГЭС – не более 0,1 МВт.

Рис. 2.24. Общий вид малой Ладыженской ГЭС мощностью 7,5 МВт на р. Южный Буг в Украине

Корсунь-Шевченковская малая ГЭС

В зависимости от условий создания напора ГЭС используются основные схемы: плотинная, деривационная, смешанная (см. часть 1 данного тома).

Машинный зал Корсунь7Шевченковской ГЭС

В большинстве развитых стран достигнут высокий уровень освоения ресурсов малой гидроэнергетики. Так, мощность эксплуатируемых малых ГЭС (2007 г.) составляет: в Австрии – 1,1 млн. кВт, во Франции – 2,1 млн. кВт, в Германии – 1,6 млн.кВт, в Норвегии – 1,4 млн. кВт, в Испании – 1,8 млн. кВт, в Швейцарии – 0,8 млн. кВт, в Японии – 3,5 млн. кВт, в Канаде – 2 млн. кВт.

Их широкое освоение наблюдается в развивающихся странах. Мировым лидером в использовании малой гидроэнергетики является Китай, где мощность малых ГЭС составляет около 35 млн. кВт с выработкой 110 млрд.кВт·ч (2007 г.) и ведется их развернутое строительство.

В Индии, где потенциал малой гидроэнергетики оценивается в 15 млн. кВт, эксплуатируются 420 малых ГЭС суммарной мощностью более 2 млн. кВт, строятся мощностью более 0,5 млн.кВт и планируется строительство более 4000 малых ГЭС.

В Бразилии мощность малых ГЭС – более 1,9 млн. кВт, строятся – мощностью 1,0 млн.кВт и планируется строительство малых ГЭС мощностью 6,9 млн. кВт.

В Украине общая мощность эксплуатируемых малых ГЭС составляет более 100 МВт, более 100 малых и мини-ГЭС требуют восстановления и реконструкции.

Ряд малых ГЭС построен на р. Южный Буг, в частности одна из них – в районе г. Ладыжин Винницкой области (рис. 2.24).

Общий экономически эффективный потенциал малых ГЭС Украины оценивается в более чем 3,0 млрд. кВт·ч. Большая часть неосвоенного потенциала находится в Карпатском регионе, где предусматривается строительство малых ГЭС с водохранилищами комплексного назначения. Строится каскад малых ГЭС на р. Тересве мощностью 16 МВт.

В соответствии со стратегией развития малой гидроэнергетики планируется довести мощность малых ГЭС к 2020 г. до 700 МВт, а к 2030 г. до 1040 МВт. Принятые законодательные акты (законы «Об альтернативных источниках энергии», «О зеленом тарифе») создают благоприятный инвестиционный климат для строительства малых ГЭС.

Аналитика. Барсучковская малая ГЭС будет ежегодно вырабатывать более 24 млн кВт·ч

22.12.20 15:50

Сегодня в Ставропольском крае состоялась приуроченная к Дню энергетика торжественная церемония пуска Барсучковской малой ГЭС. Новая станция мощностью 5,25 МВт к 30 ноября успешно прошла все комплексные испытания и получила с 1 декабря разрешение на работу на оптовом рынке электроэнергии и мощности.

Ежегодно малая ГЭС будет вырабатывать более 24 млн кВт·ч экологически чистой, возобновляемой электроэнергии.

В церемонии пуска, состоявшейся в формате видеоконференции, приняли участие исполняющий обязанности генерального директора – председателя правления РусГидро Виктор Хмарин и губернатор Ставропольского края Владимир Владимиров.

«Это уже третья малая ГЭС, которую РусГидро построило в рамках государственной программы по поддержке ВИЭ-генерации – ДПМ ВИЭ. В июне мы ввели в эксплуатацию Верхнебалкарскую МГЭС, в ноябре – Усть-Джегутинскую. В ближайшие два года планируем завершить строительство Красногорских МГЭС-1 и МГЭС-2, – заявил в ходе церемонии Виктор Хмарин. – В среднесрочной перспективе РусГидро реализует на Северном Кавказе еще два проекта строительства малых ГЭС – Башенная и Псыгансу – как раз в декабре эти объекты ВИЭ-генерации РусГидро успешно прошли конкурсный отбор на строительство по договорам на поставку мощности».

Виктор Хмарин поблагодарил всех участников строительства Барсучковской МГЭС и пожелал эксплуатационному персоналу успешной дальнейшей работы.

Барсучковская МГЭС расположена вблизи города Невинномысска, на Большом Ставропольском канале. Для создания напора воды на турбинах станция использует плотину выравнивающего водохранилища Кубанской ГЭС-4, обеспечивающего водоснабжение Невинномысской ГРЭС. Такое конструктивное решение позволило снизить затраты на строительство станции и повысить эффективность использования водных ресурсов – для своей работы Барсучковская МГЭС использует воду, которая раньше просто пропускалась через водосброс гидроузла. Генеральным проектировщиком строительства станции выступил «Институт Гидропроект», строительство велось компаниями «Гидроремонт-ВКК» и «ЧиркейГЭСстрой». Все они входят в Группу РусГидро.

На Барсучковской МГЭС установлено три гидроагрегата мощностью по 1,75 МВт каждый, с поворотно-лопастными турбинами, работающими на расчетном напоре 12,7 метров. Электроэнергия выдается в энергосистему по линии электропередачи напряжением 35 кВ.

«Мы активно развиваем в нашем крае возобновляемую энергетику. На Ставрополье уже появились первые солнечная, ветровая электростанции. А к завершению года мы подходим с новым выполненным проектом в области малой гидроэнергетики — Барсучковской МГЭС, – сказал Владимир Владимиров. – Мы приветствуем новых партнеров в энергетической сфере и рассчитываем на развитие сотрудничества с теми, кто уже работает в крае. В их числе компания РусГидро, которая активно ведет модернизацию ставропольских гидроэлектростанций и помогает повысить надежность энергоснабжения и эффективность использования водных ресурсов». Глава Ставропольского края поблагодарил весь коллектив РусГидро за сотрудничество в развитии электроэнергетического комплекса Ставрополья.

Барсучковская МГЭС – одна из семи малых гидроэлектростанций, проекты строительства которых РусГидро реализует или запланировало к реализации на территории Северо-Кавказского федерального округа. Здесь существуют наиболее благоприятные природные условия для малой гидроэнергетики. Все проекты прошли конкурсный отбор инвестпроектов по строительству генерирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии с заключением договоров о предоставлении мощности на оптовый рынок, что обеспечивает их окупаемость.

Общая мощность электростанций расположенного в Ставропольском крае филиала РусГидро – каскад Кубанских ГЭС теперь составляет 481,79 МВт. В состав филиала входят 10 гидроэлектростанций, а также первая в России гидроаккумулирующая электростанция – Кубанская ГАЭС.

Малые гидроэлектростанции могут стать решением на пути к низкоуглеродному будущему

Сегодня в Карачаево-Черкессии (КЧР) прошла церемония перекрытия русла реки Кубань, обозначившая начало основного этапа строительства двух малых гидроэлектростанций (МГЭС) «РусГидро» – Красногорских МГЭС-1 и МГЭС-2.

Мощность каждой из двух ГЭС составит 24,9 мегаватт (МВт). Для сравнения: в начале 2019 года установленная мощность электростанций на территории КЧР составляла 329 МВт, согласно данным регионального Минпромторга; из них 300 МВт приходилось на Зеленчукскую гидро- и гидроаккумулирующую электростанцию (ГЭС-ГАЭС), чьи гидроагрегаты были введены в строй в 1999, 2002 и 2016 гг. В 2017 году к плотине ее водозаборного сооружения была пристроена МГЭС «Большой Зеленчук» мощностью в 1,26 МВт.

«Малые гидроэлектростанции могут стать жизнеспособным решением на пути к низкоуглеродному будущему», – полагает Юджин Русу, профессор Галацкого университета (Румыния), эксперт ассоциации «Глобальная энергия». Будучи не более капиталоемкими, нежели крупные ветровые турбины, малые ГЭС оставляют меньший экологический и визуальный след, констатирует Русу. С ним соглашается Надия Эшра из Национального исследовательского центра водных ресурсов (Египет): по ее мнению, благодаря сравнительно низким капзатратам, малые ГЭС могут стать оптимальным решением в условиях спада мировой экономики.

С этим, по всей видимости, связан постепенный рост глобальной популярности малых ГЭС. В 2013 году, по данным Организации ООН по промышленному развитию (ЮНИДО), их глобальная установленная мощность составляла 71 ГВт – к 2016 году она увеличилась до 75 ГВт, а к 2019 году – до 78 ГВт. В общемировой структуре гидроэнергетических мощностей на долю МГЭС приходится 7,5%, следует из подсчетов ЮНИДО, а в структуре мощностей всех типов ВИЭ – 4,5%.

Установленная мощность малых ГЭС постепенно растет и в Карачаево-Черкессии. В 2020 году «РусГидро» ввело в строй еще одну малую гидростанцию на территории КЧР – Усть-Джегутинскую МГЭС (мощностью 5,6 МВт), а в 2021-2022 гг. наступит черед двух Красногорских МГЭС: помимо выработки электроэнергии, они будут выравнивать колебания уровня воды, возникающие при изменении режима работы Зеленчукской ГЭС-ГАЭС – это позволит снять сезонные ограничения ее мощности, которые, по оценке «РусГидро», составляют около 70 МВт.

Среди активов «Русгидро» – малые ГЭС в других северокавказских регионах: Барсучковская (мощностью 5,25 МВт) – в Старополье и Верхнебалкарская (мощностью 10 МВт) – в Кабардинро-Балкарии, где до 2024 года компания собирается также ввести в эксплуатацию МГЭС Псыгансу мощностью 19,1 МВт. В этот же срок «РусГидро» намерена реализовать в Чечне проект МГЭС «Башенная» (мощностью 10 МВт), прошедший в прошлом году отбор в рамках программы ДПМ ВИЭ – строительства генерирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии.

Фото предоставлено пресс-службой ассоциации «Глобальная энергия».

Малые ГЭС урезаются делением – Газета Коммерсантъ № 122 (6602) от 15.07.2019

Правительство может в этом году провести дополнительный отбор проектов по первой программе поддержки зеленой генерации в 2013–2024 годах. Речь идет о распределении 220 МВт невыбранной квоты по проектам строительства малых ГЭС, вопрос будет обсуждаться в понедельник у вице-премьера Дмитрия Козака. Игроки солнечной и ветрогенерации, которых в целом поддерживают Минэкономики и Минэнерго, хотят забрать эти объемы себе, тогда как их конкуренты из гидрогенерации просят сохранить объемы за сектором и перенести их на будущее.

Вице-премьер Дмитрий Козак в понедельник рассмотрит спор инвесторов в зеленую генерацию о возможности проведения дополнительного отбора проектов. Речь идет о перераспределении между игроками рынка невыбранной квоты малых ГЭС (до 25 МВт) в размере до 221,9 МВт в пользу солнечных (СЭС) и ветряных (ВЭС) электростанций.

Правительство поддерживает развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ), гарантируя доходность таких проектов через механизм договоров на поставку мощности (ДПМ ВИЭ). Затраты по ним возвращаются в течение 15 лет из повышенных платежей энергорынка. Вся квота по проектам до 2024 года — 5,42 ГВт — уже разобрана, сейчас обсуждается продление поддержки в 2025–2035 годах.

Малые ГЭС слабо интересовали инвесторов в предыдущие годы, из квоты 390 МВт выбрано лишь 168,1 МВт. Дмитрий Козак в октябре 2018 года дал поручение проработать возможность перераспределения оставшихся объемов. Тогда глава Ассоциации развития возобновляемой энергетики (АРВЭ) Анатолий Чубайс предложил Минэнерго отдать эти объемы СЭС и ВЭС.

В Минэнерго “Ъ” подтвердили, что рассматривают возможность изменения квоты мини-ГЭС: «При принятии положительного решения конкурс может пройти уже в этом году». Министерство предлагает из оставшейся квоты 50 МВт оставить мини-ГЭС, 117 МВт отдать СЭС, 62,8 МВт — ВЭС. Минэкономики предлагает оставить мини-ГЭС 100 МВт, но остальной объем увеличить в 1,7 раза и отдать СЭС (132 МВт) и ВЭС (89,5 МВт), поскольку их САPEX и OPEX оказались существенно ниже, чем у ГЭС. В АРВЭ такой подход называют более чем обоснованным, поскольку CAPEX солнечных и ветряных проектов в ходе первых отборов снизился в 2,5 раза, а CAPEX мини-ГЭС возрос на 20%. «Учитывая сроки проектирования и строительства ГЭС, реализовать проекты мощностью 220 МВт за оставшиеся четыре года практически нереально»,— считают в ассоциации.

Участники рынка гидрогенерации с таким подходом не согласны. В «РусГидро» (выбрала 70,64 МВт мини-ГЭС) и «Норд Гидро» (50 МВт) предлагают перенести невыбранные объемы «на более поздний срок». В «Норд Гидро» считают, что эта квота в будущем «точно будет востребована», поскольку сейчас на рынке есть проекты «в продвинутой стадии проработки». Низкий спрос на программу договоров поставки мощности (ДПМ) участники рынка объясняют «искусственным ограничением» мощности станций в 25 МВт — «это сильно сужает количество потенциальных вариантов размещения», пояснили в «Норд Гидро». В «РусГидро» добавляют, что в отличие от солнечной и ветровой генерации, мини-ГЭС требуют «тщательного и продолжительного изучения потенциальных створов». При появлении непредвиденных обстоятельств на стадии реализации «проект уже невозможно перенести на другую площадку», добавляют в En+ (на последнем отборе входящая в группу «Евросибэнерго» забрала 8,1 МВт по ДПМ ВИЭ). В компании низкую востребованность мини-ГЭС связывают с длительным прединвестиционным циклом — один–три года. Но другие участники рынка отмечают, что в мировой практике ГЭС мощностью свыше 25 МВт уже не относятся к ВИЭ, так как «их строительство предполагает организацию водохранилищ, что резко меняет гидрологический режим рек и приводит к изменениям экосистем».

Отделение малых ГЭС от ГЭС в целом достаточно искусственно, если целью является создание низкоуглеродных источников энергии, отмечает Владимир Скляр из «ВТБ Капитала». Но если цель — в создании промышленного кластера энергооборудования, то производители оборудования для ГЭС в РФ и сейчас достаточно конкурентоспособны. «Поэтому предложение по перераспределению квот логично — эти объемы не нашли своего спроса на первых аукционах и не решают каких-либо стратегических задач в секторе»,— считает аналитик.

Татьяна Дятел

Почему Россия отстает в развитии систем накопления

Малая гидроэнергетика — Национальная ассоциация гидроэнергетики

Малая гидроэнергетика — это легкодоступная технология, которая включает в себя широкий спектр проектов, распространенных по всей территории США. мощность менее 30 МВт.

Эти небольшие проекты могут улавливать энергию из низконапорных потоков или с использованием существующей плотины или ирригационной инфраструктуры. Установка небольших турбин на оросительных каналах, водостоках водоочистных сооружений и существующих гидроэлектростанциях означает, что проекты зачастую практически не оказывают воздействия на окружающую среду.

Государственная поддержка, имеющая решающее значение для развития этих малых гидроресурсов, включает исследования и разработки, постоянные налоговые льготы в поддержку развития возобновляемых источников энергии и усиление межправительственного сотрудничества в процессе федерального лицензирования. Эта среда будет поддерживать доставку более чистой и недорогой энергии к потребителям. Узнайте больше о политике и стимулах, поддерживающих малые гидроэлектростанции.

Основные моменты проекта: Южный проект расширения Natel Buckeye

Калифорнийская компания Natel Energy Inc.завершила монтаж своего первого коммерческого проекта малой гидроэлектростанции в прошлом году. В рамках проекта, расположенного в Бакай, штат Аризона, компания Natel в партнерстве с Buckeye Water Conservation and Drainage District установила двигатель SLH на одном из каналов округа. низконапорные плотины и существующие оросительные каналы. «Мы решили сосредоточиться на рынке с низким напором, потому что в U.S., где существующая инфраструктура низкого давления может быть модернизирована для улавливания энергии, которая в настоящее время расходуется впустую », — заявила соучредитель Natel, председатель и главный исполнительный директор Гиа Шнайдер на слушаниях в комитете по природным ресурсам Палаты представителей в июле 2010 года. — ударная технология, — сказал Шнайдер, — «мы считаем, что существует потенциал для реализации проектов, которые одновременно обеспечивают возобновляемую энергию и создают положительные сопутствующие выгоды для окружающей среды».

Проект Buckeye в настоящее время проходит испытания и будет подключен к сети после достижения соглашения с государственной службой штата Аризона.

Подробнее свидетельства Шнайдера можно найти здесь.

Основные моменты проекта: Проект расширения Bowersock Mills & Power Company

На протяжении почти 100 лет Bowersock Mills & Power Company вырабатывает электроэнергию из реки Кау (Канзас). Единственная действующая гидроэлектростанция в Канзасе, Бауэрсок не только обеспечивает очень важный речной сток и коммунальные услуги водоснабжения в городе Лоуренс, штат Канзас, но и вырабатывает 2,35 МВт электроэнергии в год. Чистая возобновляемая электроэнергия, вырабатываемая семью генераторами станции, поступает в электрическую сеть и закупается Kansas Power Pool, обеспечивая электроэнергией примерно 1800 домов.
Признавая преимущества этого небольшого гидроэнергетического объекта для окружающих сообществ и штата Канзас, Бауэрсок находится в процессе строительства крупной пристройки на 20 миллионов долларов для снабжения электроэнергией Совета по коммунальным предприятиям Канзас-Сити (KS) в течение 25 лет. договор. В результате расширения будут добавлены четыре более крупных энергоблока, которые будут вырабатывать дополнительно 5 МВт электроэнергии. Ожидается, что когда проект будет полностью введен в эксплуатацию, он будет производить достаточно электроэнергии для снабжения 3 300 домов, избегая выбросов углекислого газа 44 000 тонн

Bowersock Mills & Power Company остается в частной собственности той же семьи, которая основала компанию в 1874 году.Стивен Хилл, который руководит компанией с 1972 года, и его дочь Сара Хилл-Нельсон, которая присоединилась к ней в 2002 году, являются бизнес-лидерами Канзаса, продолжающими давнюю традицию предоставления возобновляемой гидроэнергетики местному сообществу. Благодаря твердой приверженности делу защиты окружающей среды и экономики Канзаса, Bowersock уже более века добивается небольшого успеха в гидроэнергетике.

Неожиданно большие воздействия малой гидроэнергетики

UNIDO

В 2008 году Швейцария ввела зеленый тариф, чтобы способствовать расширению использования возобновляемых источников энергии.Хотя закон стимулировал такие источники, как ветер и солнечная энергия, наибольшую выгоду получили разработчики проектов малой гидроэнергетики: после принятия льготного тарифа 116 плотин малых гидроэлектростанций были построены через ручьи по всей Швейцарии.

Хотя эти небольшие плотины не затопляют целые долины, как это часто бывает с большими плотинами гидроэлектростанций, они по-прежнему фрагментируют потоки, не позволяют рыбе двигаться вверх по течению и, отводя большую часть воды из канала в сторону электростанции, оставляют длинные участки воды. поток с резко уменьшенным расходом в течение большей части года.В большинстве случаев они также ухудшают эстетическую красоту свободного ручья в сельской долине.

А что выиграла Швейцария, усеивая свой прекрасный пейзаж более чем сотней небольших плотин и раздробленных ручьев? Новые проекты малой гидроэнергетики производят 498 гигаватт-часов (ГВт-ч) в год, что составляет менее 1% годовой выработки в стране. Для сравнения: проект восстановления существующей большой плотины гидроэлектростанции на Рейне с новым дизайном добавил более 400 ГВтч, что почти эквивалентно выработке, произведенной 116 новыми плотинами.

И дело не только в Швейцарии — недавнее исследование показало, что в мире существует не менее 83 000 плотин малых гидроэлектростанций (более чем в 10 раз больше, чем плотин крупных гидроэлектростанций), и еще десятки тысяч находятся в стадии планирования.

Но швейцарский пример действительно иллюстрирует три основных проблемы, когда речь идет о малой гидроэнергетике. Во-первых, малая гидроэнергетика обычно считается источником низкоуглеродной электроэнергии с низким или даже нулевым воздействием. Но, как обсуждается ниже, это предположение часто неверно.

Во-вторых, частично из-за презумпции низкого воздействия, малая гидроэнергетика часто стимулируется в политике по продвижению возобновляемых источников энергии в рамках задач по изменению климата.

Наконец, эти стимулы могут стимулировать инвестиции, ведущие к увеличению числа небольших плотин, которые в совокупности вносят незначительный вклад в национальную энергосистему, даже если они могут оказывать существенное совокупное воздействие на окружающую среду.

Эти вопросы подчеркивают, что лица, принимающие решения, и специалисты по энергетическому планированию должны оценивать малую гидроэнергетику по ее фактическому воздействию и реалистичному вкладу в энергетические выгоды и развитие, а не на основе чрезмерно упрощенных (и часто неточных) предположений.В большинстве случаев субсидии или стимулы для плотин малых гидроэлектростанций было бы лучше направлять на другие варианты возобновляемой энергии, начиная от новой солнечной энергии и заканчивая модернизацией существующих гидроэлектростанций и добавлением турбин к немеханизированным плотинам (например, ирригационным плотинам).

Это не означает, что малая гидроэнергетика никогда не является подходящим решением. Фактически, малая гидроэнергетика (или даже микрогидроэнергетика) может обеспечивать электроэнергией удаленные общины или способствовать децентрализованным мини-сетям, обслуживающим районы за пределами первичных сетей.И компании находят инновационные способы развертывания малой гидроэнергетики с действительно низким воздействием или без него, такие как установка турбин на ирригационных плотинах или каналах.

Но эти примеры остаются небольшой частью инвестиций в малую гидроэнергетику; Большая часть малых гидроэнергетических предприятий должна подвергнуться гораздо более тщательному изучению на основе трех вопросов, выделенных выше.

Во-первых, приравнивается ли малая гидроэнергетика к гидроэнергетике с низким уровнем воздействия?

Одна из проблем при ответе на этот вопрос заключается в том, что определение малой гидроэнергетики сильно различается. В Европейском союзе под малой гидроэнергетикой понимаются электростанции мощностью менее 20 мегаватт (МВт), но в отдельных странах порог может быть ниже, например в Швеции, где он составляет 1,5 МВт. В Индии порог для малой гидроэнергетики составляет 25 МВт, но 30 МВт для Бразилии и 50 МВт для Китая и Канады.В Соединенных Штатах различные штаты определяют его как от 2 до 50 МВт.

Итак, учитывая, что определение малой гидроэнергетики сильно варьируется, что мы знаем о воздействиях гидроэнергетических проектов, которые попадают в этот диапазон — как в виде отдельных плотин, так и в результате совокупного воздействия нескольких плотин?

Что касается индивидуальных воздействий, важной концепцией является то, что «малая» в «малой гидроэнергетике» почти всегда относится к мощности турбин, а не к размеру плотины.Чтобы проиллюстрировать, что это означает на практике, рассмотрим две плотины гидроэлектростанций на реке Эльва в Вашингтоне — плотину Эльва (15 МВт) и плотину Глинс-Каньон (13 МВт). Согласно большинству определений, они были бы квалифицированы как малая гидроэнергетика, однако для любого наблюдателя в них не было ничего мелкого. Высотой 108 футов (33 м) и 210 футов (64 м), соответственно, они были существенными сооружениями, которые полностью заполнили каньон Эльвы (см. Фото ниже). Их воздействие также было немалым, поскольку вместе они привели к 99-процентному сокращению численности лосося Elwha, ранее превышавшей 400 000 в год для пяти видов лосося.США вложили 350 миллионов долларов в устранение дамб и восстановление лосося.

Аналогичным образом, три дамбы на реке Пенобскот в штате Мэн были сняты для восстановления популяций мигрирующих рыб, что обошлось примерно в 50 миллионов долларов. Полностью перекрывая самую важную реку Новой Англии для рыбы, такой как атлантический лосось и шед, единственное, что было мало в этих плотинах, — это их генерирующая мощность, в среднем 6 МВт на плотину. Подобно Эльва, эти плотины можно было бы квалифицировать как «малую гидроэнергетику» почти по всем определениям, но каждая из них имела существенное экологическое и социальное воздействие.

Плотины Пенобскот и Эльва были довольно старыми, и сегодня маловероятно, что такие большие и разрушительные дамбы будут построены для такой небольшой добычи электроэнергии. Но учитывая, что некоторые страны определяют плотину мощностью 50 МВт как «малую гидроэнергетику», стоит отметить, что даже отдельные плотины малых гидроэлектростанций, если они построены в неправильном месте, могут оказать воздействие на рыболовство или другие ценности, которые могут повлиять на целые регионы.

Джоэл Роджерс

Скорее всего, именно кумулятивное воздействие малой гидроэнергетики должно вызвать озабоченность у лиц, принимающих решения, и специалистов по планированию энергетики, как показано на примере распространения плотин малых гидроэлектростанций в Швейцарии.Хотя каждая из этих плотин может иметь гораздо меньшее влияние, чем примеры из Пенобскота и Эльвы, как насчет сотен из них, особенно в пересчете на их вклад в энергию?

Три недавних исследования — в Норвегии, Испании и Китае — пришли к выводу, что малые гидроэнергетические проекты имеют большее влияние на мегаватт, чем крупные проекты. Например, в бассейне реки Дуэро в Испании проекты малой гидроэнергетики (определяемые как менее 10 МВт) вызвали почти одну треть всех гидроэнергетических воздействий в бассейне, таких как протяженность деградированного русла и площадь затопленных земель, но производили всего 7% от общей генерации.Кроме того, 140 небольших проектов по сравнению с 17 крупными, малая гидроэнергетика создала более чем в семь раз больше препятствий (например, для движения рыбы) по сравнению с крупной гидроэнергетикой. Между тем энергия, вырабатываемая малой гидроэнергетикой, была на 15% дороже и была менее гибкой с точки зрения удовлетворения потребностей сети.

Аналогичным образом, исследование бассейна реки Уилламетт в Орегоне показало, что набор плотин малых гидроэлектростанций обеспечивал менее 2% общей выработки энергии в бассейне, но вызывал почти половину общей потери длины русла, доступной для лосося.

Таким образом, предположение о малой степени воздействия малой гидроэнергетики не выдерживает критики.

Но в глобальном масштабе политика в отношении малой гидроэнергетики отражает предположение, а не реальность.

Теперь мы переходим ко второму и третьему вопросам и исследуем политику, которая стимулирует малую гидроэнергетику, а затем рассмотрим, способствует ли эта политика значительному вкладу в достижение целей чистой энергии и климата.

В США несколько штатов со Стандартами портфеля возобновляемых источников энергии (которые предписывают более высокую долю возобновляемых источников энергии в структуре производства электроэнергии штата) не включают электроэнергию от крупных плотин гидроэлектростанций, но охватывают энергию, производимую в рамках небольших проектов (определяемых непоследовательно как мощность в мегаваттах меньше чем 30, 50 или даже 100).

Механизм чистого развития, запущенный в соответствии с Киотским протоколом и предназначенный для сокращения выбросов парниковых газов, способствует развитию малой гидроэнергетики и упрощает ее рассмотрение из-за более низкого уровня воздействия на окружающую среду.

Тьяго Коуту

Страны по всему миру — от Китая до Бразилии и балканских стран Юго-Восточной Европы — приняли политику, продвигающую малую гидроэнергетику, и подвергают ее развитие гораздо меньшему контролю со стороны планирования и регулирующих органов по сравнению с крупными проектами.

Таким образом, политика в области климата и энергетики способствует инвестициям в малую гидроэнергетику. Но насколько последующие инвестиции будут способствовать достижению целей в области климата и энергетики? Пример Индии поучителен. Цель Индии в области возобновляемых источников энергии не учитывает крупную гидроэнергетику в рамках своей общей цели, но включает в себя малую гидроэнергетику, определяемую как проекты мощностью менее 25 МВт. Политика, кажется, предвосхищает то, что уже продемонстрировал опыт Швейцарии: общий вклад малой гидроэнергетики будет, ну, ну, небольшим.

Индия планирует вывести 5 ГВт малой гидроэнергетики из общей цели в 175 ГВт возобновляемой энергии. Даже если бы каждый построенный проект имел максимальную мощность 25 МВт, для этого потребовалось бы 200 новых плотин, чтобы обеспечить всего 3% от целевого показателя возобновляемой энергии; Поскольку распространение плотин после стимулов, вероятно, будет включать многие плотины, которые намного меньше 25 МВт, в Индии могут появиться тысячи новых плотин, что приведет к ошибке округления в ее национальном энергоснабжении, даже несмотря на то, что исследования показывают, что плотины малых гидроэлектростанций имеют большее, чем ожидалось, воздействие на окружающую среду.

Взятые вместе, эти результаты и тенденции предполагают, что при планировании и политике в отношении малой гидроэнергетики требуется гораздо большая осторожность и внимание.

Хотя малая гидроэнергетика может быть подходящей для некоторых ситуаций — и существует значительный потенциал для инноваций для малой гидроэнергетики, добавленной в существующую инфраструктуру, — политика, способствующая распространению малой гидроэнергетики при ограниченном надзоре, вероятно, будет иметь значительные кумулятивные воздействия при незначительном увеличении дополнительной выработки, потенциально отвлекая ресурсы от более эффективных решений.Неспособность улучшить политику, регулирующую малую гидроэнергетику, может привести к потере десятков тысяч километров здоровых ручьев и рек с очень небольшим количеством электричества для этого.

Как построить небольшую гидроэлектростанцию?

Когда дело доходит до природных ресурсов Земли, мы можем рассчитывать практически на что угодно, чтобы дать нам энергию, если мы знаем, как ее использовать.

Есть солнечная энергия от солнца, энергия ветра от турбин и гидроэнергетика, использующая природную силу воды для выработки электроэнергии, каждая из которых имеет свои преимущества для обычного домовладельца.

Что же такое гидроэлектростанция и можно ли построить ее для себя?

Эти небольшие системы работают в миниатюрном масштабе крупных гидроэлектростанций, которые используют силу проточной или падающей воды для производства энергии, и при наличии необходимых материалов и технических знаний можно построить такую для себя.

Однако, при наличии уже собранных мини-заводов, доступных для покупки, может оказаться дешевле и эффективнее купить уже изготовленный .

Установив у себя дома мини-гидроэлектростанцию, вы сможете значительно сэкономить на текущих расходах на электроэнергию и быть уверены, что вносите свой вклад на благо планеты.

Мы собираемся изучить, что такое гидроэнергетика и как вы могли бы построить свой собственный мини-завод с правильным ноу-хау.

Что такое гидроэлектростанция?

Гидроэлектростанция — это особый тип электростанции, которая производит электричество, просто используя энергию воды.

Давление падающей или текущей воды используется для вращения пропеллеров турбины, которая затем вращает металлический вал, расположенный внутри генератора.

Этот генератор имеет двигатель, который вырабатывает электричество , которое затем может быть отправлено в блок питания или сеть, и к нему могут получить доступ дома и предприятия.

Гидроэлектростанции бывают всех размеров: от микростанций, обеспечивающих до 100 киловатт энергии для домов и ферм, до крупных гидроэлектростанций, которые могут производить более 30 мегаватт энергии.

В зависимости от потребностей дома или предприятия в электроэнергии вы можете установить один, который будет обеспечивать вас всей или частью электроэнергии, поэтому вам не придется полагаться на альтернативы, производящие углерод.

Каковы преимущества мини-гидроэлектростанции?

Каждый раз, когда мы меняем обычное потребление электроэнергии на природную энергию, получаемую с Земли, мы приносим столько пользы себе и планете.

Вот некоторые из преимуществ наличия собственной мини-гидроэлектростанции или строительства ее для себя.

Экономия денег на счетах за электричество и снижение зависимости от источников электроэнергии с выбросами углерода.
Использование чистого источника топлива, такого как вода, снижает количество загрязнений, которые оно создает, чтобы приносить вам энергию.
Гидроэлектроэнергия считается внутренним источником энергии, что означает, что каждое государство может управлять своими собственными электростанциями, не нуждаясь в других международных источниках топлива, таких как уголь.
Гидроэнергетика — это возобновляемый и надежный источник энергии, который никогда не истощится, если вода будет продолжать течь.
В зависимости от настройки, некоторые гидроэлектростанции могут вырабатывать полную мощность за минимальное время и быть ценными для обеспечения широкого резервного питания во время перебоев в подаче электроэнергии.
Зная, что у вас есть собственный источник чистой, естественной энергии, на который можно положиться, и самодостаточный дом, для работы которого не требуется никаких источников топлива.

Можно ли построить гидроэлектростанцию?

Можно построить любые возобновляемые источники энергии, такие как солнечные панели, ветряные турбины и даже гидроэлектростанции.

Хотя для того, чтобы все заработало, необходимы некоторые базовые знания в области гидроэнергетики и правильного водоснабжения дома. На реализацию подобных проектов могут уйти годы, поэтому, если вы ищете быстрое решение, оно, вероятно, не будет идеальным.

Создание собственной гидроэлектростанции требует различных этапов, включая земляные работы для поиска подземных вод, установку трубопроводов и турбин, а также строительство двигателей для выработки электроэнергии.

Строительство всего процесса может занять годы и требует соблюдения юридических разрешений и других нормативных требований, поэтому рассчитывайте потратить некоторое время и усилия на проект.

В большинстве случаев строительство собственной гидроэлектростанции — это подробный проект, который нужно выполнить, если у вас есть необходимые навыки, но этого может быть недостаточно для обеспечения энергией вашего дома в то время, которое вам нужно.

Есть готовые мини-электростанции, доступные для покупки, которые могут быть более эффективными, чем изготовление ваших собственных, поэтому вам придется взвесить, какой из них лучше.

Законность строительства вашего собственного завода

Каждый раз, когда вы решаете вырабатывать собственное электричество дома, вам нужно будет рассмотреть юридические последствия.

Если вы хотите установить солнечную батарею или генератор, существуют правила, которых необходимо придерживаться, и это особенно верно даже для самой маленькой гидроэлектростанции.

Право на производство собственной энергии разрешено общим правом, поскольку это способ продуктивного использования их собственности и дома.

Однако необходимо учитывать такие вещи, как выбросы в атмосферу, шум и проблемы с землей, поэтому, прежде чем вы попытаетесь построить гидроэлектростанцию на собственном заднем дворе, вам нужно будет провести юридическое обследование.

Помня об этих более мелких деталях, рекомендуется поговорить со специалистом о гидроэнергетике и о том, что разрешено в вашем штате и регионе.

Они смогут посоветовать вам такие вещи, как мандаты, экономические стимулы и меры защиты, которые могут помешать вам использовать гидроэлектростанцию, поэтому все это следует учесть перед тем, как вы начнете работу.

Стоимость и трудозатраты малых гидроэлектростанций

По рентабельности гидроэлектростанции считаются лучшими из всех возобновляемых источников энергии.

Этот чистый вид электричества надежен и единообразен, что делает его отличным выбором для дома, а поскольку его можно структурировать для удовлетворения различных нагрузок и пиковых нагрузок, он может удовлетворить потребности любого человека.

Стоимость установки мини-гидроэлектростанции зависит от источника воды и выбранной вами конфигурации .

Стандартная микрогидроэнергетическая система мощностью 10 киловатт будет обеспечивать достаточно энергии для стандартного дома и может стоить от нескольких тысяч долларов до 10 000 долларов.

Лучший способ оценить, подойдет ли это для вашего дома, — это посмотреть на потребление и затраты на электроэнергию и сравнить счета за последние несколько лет.

Если покупка и установка гидроэнергетической системы дома в конечном итоге сэкономит вам деньги и поможет внести свой вклад в защиту окружающей среды, рекомендуется использовать ее как лучший природный источник энергии.

Природная сила воды

Сегодня существует так много вариантов природных источников энергии, из которых гидроэнергетика является одной из самых популярных.

Учитывая, что 20 процентов электроэнергии в мире вырабатывается за счет гидроэнергетики, почему бы не использовать ее для дома с одной из этих микросистем.

Как и другие природные источники энергии, вы можете выбрать тот, который подходит конкретно для вашего дома, и убедиться, что это наиболее энергоэффективный выбор.

Хотя это может быть забавный проект, чтобы заняться его созданием для себя, часто лучше купить готовую систему и установить ее правильно, чтобы быть уверенным, что она работает наилучшим образом.

Какой бы вариант вы ни выбрали, вы сделаете удивительные вещи для своего дома и планеты, переключившись на гидроэнергетику.

Этот природный источник энергии является мощным, стабильным и экономичным, поэтому он отвечает всем критериям того, что мы должны искать в устойчивом и возобновляемом источнике энергии.

Связанные вопросы

Гидроэлектростанции могут показаться сложными системами, но в основном они используют энергию воды для выработки энергии.

Если у вас есть дополнительные вопросы о гидроэнергетике и этих станциях, мы ответили на некоторые из наиболее распространенных, которые могли бы дать вам более полное представление о том, как они работают.

В чем преимущество гидроэнергетики?

Наличие гидроэлектростанции означает, что вы полагаетесь на возобновляемый и безуглеродный источник энергии.

Вода — это бесплатный ресурс, к которому имеет доступ большинство людей, и помимо стоимости земли и системы, она будет работать годами, обеспечивая вас бесплатным электричеством.

Как долго прослужит гидроэлектростанция?

В зависимости от качества и производителя силовой установки можно ожидать, что это оборудование прослужит до 25 лет.

Некоторые даже создают турбины, которые работают 50 лет без необходимости замены, но это полностью зависит от качества их конструкции и материалов, из которых она изготовлена.

У нас когда-нибудь закончится гидроэнергетика?

Одно из преимуществ гидроэлектростанций и гидроэлектростанций заключается в том, что у них никогда не закончится энергия, пока с неба идет дождь.

Это возобновляемый источник энергии, который не требует каких-либо других ресурсов или материалов для его производства и будет существовать при условии, что будет использоваться вода.

Плюсы и минусы мини-гидроэлектростанций

Хотя первый раз, когда движущаяся вода позволила производить электричество, произошло более века назад, в 1882 году на реке Фокс в Висконсине, гидроэнергетика всегда играла значительную роль в расширении производства электроэнергии. электричество среди населения мира. В конце концов, гидроэнергетика остается одним из наиболее ценных возобновляемых источников энергии, и они представляют собой экологически чистое, нерадиоактивное и безвозвратное использование водных ресурсов.

Основная дискуссия, которую мы наблюдаем в последние пару десятилетий, касается размера, который должны иметь плотины гидроэлектростанций. Правда в том, что, хотя гидроэнергетика имеет много преимуществ, у нее также есть некоторые недостатки, особенно в том, что касается экологических последствий и социальных перемещений, которые она может вызвать. Итак, все больше и больше исследователей ищут способы производства гидроэлектроэнергии без ущерба для окружающей среды.

Одна из обсуждаемых тем — использование микрогидроэлектростанций в оросительных каналах.

Итак, что такое мини-ГЭС?

Проще говоря, мини-гидроэлектростанция — это один из многих видов гидроэлектростанций, которые обычно могут производить до 200 кВт электроэнергии на одну турбину, используя только естественный поток воды.

Будь то небольшой сельский поселок или просто удаленное домашнее хозяйство, мини-гидроэлектростанция может быть идеальным решением для обеспечения людей электричеством. Именно это происходит в Японии с мини-ГЭС «Момура».

Подобно тому, как плотины гидроэлектростанций имеют преимущества и недостатки, и они могут варьироваться в зависимости от того, рассматриваете ли вы большие или меньшие плотины, у мини-гидроэлектростанций есть свои плюсы и минусы.

Мини-ГЭС Плюсы:

1: Высокий заводской фактор

Нет никаких сомнений в эффективности микрогидроэнергетики, особенно когда речь идет о заводском факторе. Эта концепция показывает взаимосвязь между тем, сколько энергии завод может производить технически, и количеством, которое оно фактически вырабатывает.Турбулентная микрогидроэлектростанция может иметь заводской фактор до 90%. Для сравнения: средняя матрица солнечных панелей имеет коэффициент установки 10% -30% . В результате в течение года массив солнечных панелей вырабатывает менее четверти мощности, на которую она способна. Это означает, что в долгосрочной перспективе микрогидроэлектростанция может сэкономить до 37% затрат на аналогичную солнечную установку.

2: Надежность

Когда вы сравниваете гидроэнергетику с другими возобновляемыми источниками энергии, нетрудно заметить, что гидроэнергетика — одна из немногих, которые производят непрерывную подачу электроэнергии.Кроме того, одним из основных преимуществ гидроэнергетики является тот факт, что она больше необходима в ночное время и в зимние месяцы, и именно тогда вырабатывается большое количество электроэнергии.

3: Водохранилище не требуется

Одна из основных проблем, на которые указали исследователи при рассмотрении воздействия на окружающую среду более крупных плотин, — это выброс химикатов из водохранилища. Однако этого не произойдет при использовании мини-ГЭС на оросительных каналах.

Мини-гидроэлектростанция в основном рассматривается как функция, расположенная рядом с рекой. Вода будет проходить только через обводной канал к турбине, но будет направлена обратно в поток. Это гарантирует минимальное воздействие на окружающую среду.

4: Рентабельность

Реальность такова, что разница между затратами на строительство плотины большего размера и плотины меньшего размера уже огромна. Однако, если учесть затраты на строительство мини-ГЭС, это, безусловно, самое доступное решение.

В зависимости от местоположения, а также от требований к электричеству на объекте, небольшая мини-ГЭС может стоить от 80 000 до 400 000 евро. Эти затраты обычно делятся на количество домохозяйств, получающих электроэнергию.

Например, если потребление энергии средним домохозяйством в удаленном районе составляет 1000 кВтч, около 1750 домохозяйств могут иметь непрерывное энергоснабжение с помощью турбины мощностью 200 кВт, что делает стоимость всей системы (включая сеть, строительные работы) для пара сотен евро на семью, уже огромное сокращение расходов.Плата за обслуживание также будет намного меньше, чем затраты на обслуживание плотин, больших или малых, а также, чем расходы на другие технологии.

5: Масштабируемое решение

В качестве масштабируемого решения одна турбулентная турбина может генерировать до 200 кВт. Но что, если вам нужно больше мощности? Пока река имеет достаточный поток и спускается вниз по течению, вы можете установить взаимосвязанную сеть турбин для выработки до нескольких мегаватт. Более того, турбина также может быть подключена к другим системам возобновляемой энергии, а также к местной сети для создания гибридных электрических локальных сетей.

6: Большая помощь для развивающихся стран

У развивающихся стран нет таких же бюджетов, как у развитых стран. Однако у них действительно есть те же небольшие деревни и сообщества, которые им необходимы для обеспечения электричества. Таким образом, с меньшими затратами мини-ГЭС для оросительных каналов могут стать отличным вариантом.

7: Интеграция с местной электросетью

Одним из основных преимуществ, когда вы решаете инвестировать в мини-гидроэлектростанцию для каналов, является тот факт, что, скорее всего, она будет производить слишком много энергии.Таким образом, вы можете заставить энергетические компании выкупить у вас избыток энергии.

Мини-гидроэлектростанции Минусы:

1: Требуются особые характеристики площадки

Чтобы в полной мере использовать преимущества мини-гидроэлектростанции в оросительных каналах, вам необходимо убедиться, что у вас правильный участок. Некоторые из факторов, которые вам нужно будет принять во внимание, включают размер потока (включая разницу в высоте и расход), расстояние между мини-гидроэлектростанцией и местоположением каналов, а также баланс компонентов системы, трубопроводов, линии передачи, контроллеры, аккумуляторы и инвертор.

2: Летние месяцы могут вызывать беспокойство

Во многих местах размер потока меняется в зависимости от сезона. Обычно в летние месяцы наблюдается меньший расход воды, что приводит к меньшему производству энергии. Вот почему важно знать, будут ли удовлетворяться все потребности в энергии в течение всего года, на этапах планирования и исследований.

Подводя итог, нет никаких сомнений в том, что мини-ГЭС могут быть чрезвычайно полезны в оросительных каналах, реках, стоках с гидроэлектростанций или водоочистных сооружений.Помимо того, что это отличный источник чистой энергии, он одновременно надежен и экономичен. На самом деле проблем, которые могут возникнуть при строительстве мини-электростанций, можно избежать, если провести хорошее планирование и исследования. Воздействие на окружающую среду будет отсутствовать, что сделает его одной из лучших альтернатив для рек и каналов.

Прочтите о тематическом исследовании Turbulent in Green School Bali, которое является частью отчета ЮНИДО о развитии малой гидроэнергетики в мире (стр. 70).

Гидроэлектроэнергия: как это работает

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы водопользования •

Падающая вода производит гидроэлектроэнергию.

Кредит: Управление долины Теннесси

Так как же нам получить электричество из воды? Фактически, гидроэлектростанции и угольные электростанции производят электроэнергию одинаковым образом. В обоих случаях источник энергии используется для вращения пропеллероподобной детали, называемой турбиной, которая затем вращает металлический вал в электрическом генераторе, который является двигателем, вырабатывающим электричество.На угольной электростанции пар вращает лопасти турбины; тогда как гидроэлектростанция использует падающую воду для вращения турбины. Результаты такие же.

Взгляните на эту схему (любезно предоставленную Управлением долины Теннесси) гидроэлектростанции, чтобы увидеть подробности:

Теория состоит в том, чтобы построить плотину на большой реке , которая имеет большой перепад высот (в Канзасе или Флориде не так много гидроэлектростанций). Плотина хранит много воды за собой в резервуаре .У подножия стены дамбы находится водозабор. Под действием силы тяжести он проваливается через напорный водовод внутри дамбы. В конце напорного водовода находится пропеллер турбины, который вращается движущейся водой. Вал турбины идет вверх в генератор, который производит мощность. К генератору подключены линии электропередач, по которым электричество доставляется в ваш дом и в мой. Вода проходит мимо гребного винта через отводной канал в реку мимо плотины. Кстати, играть в воде прямо под плотиной, когда выходит вода, — не лучшая идея!

Электроэнергия вырабатывается турбиной и генератором

Схема гидроэлектрической турбины и генератора.

Источник: Инженерный корпус армии США

Что касается того, как работает этот генератор, Инженерный корпус объясняет это следующим образом:
«Гидравлическая турбина преобразует энергию проточной воды в механическую энергию. Гидроэлектрический генератор преобразует эту механическую энергию в электричество. Принцип работы генератора основан на На принципах, открытых Фарадеем, он обнаружил, что когда магнит проходит мимо проводника, он заставляет течь электричество.В большом генераторе электромагниты создаются за счет циркуляции постоянного тока через петли из проволоки, намотанные на стопки пластин из магнитной стали. Они называются полевыми полюсами и устанавливаются по периметру ротора. Ротор прикреплен к валу турбины и вращается с фиксированной скоростью. Когда ротор вращается, полюса поля (электромагниты) проходят мимо проводников, установленных в статоре. Это, в свою очередь, вызывает прохождение электричества и повышение напряжения на выходных клеммах генератора.»

Гидроаккумулятор: повторное использование воды для пикового спроса на электроэнергию

Спрос на электроэнергию не «плоский», а постоянный. Спрос повышается и понижается в течение дня, и за ночь потребность в электричестве в домах, на предприятиях и других объектах снижается. Например, здесь, в Атланте, штат Джорджия, в 17:00 в жаркий августовский выходной день можно поспорить, что существует огромный спрос на электричество для работы миллионов кондиционеров! Но 12 часов спустя, в 5:00 … не так уж и много.Гидроэлектростанции более эффективны в обеспечении пиковой потребности в энергии в течение коротких периодов времени, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе и атомные электростанции, и один из способов сделать это — использовать «гидроаккумулирующие станции», которые повторно используют одну и ту же воду более одного раза.

Насосный накопитель — это метод сохранения воды в резерве на период пиковой нагрузки за счет перекачки воды, которая уже прошла через турбины, в резервный бассейн над электростанцией в то время, когда потребность потребителей в энергии низка, например, во время полночь.Затем воде позволяют течь обратно через турбогенераторы в периоды, когда потребность высока и на систему ложится большая нагрузка.

Гидроаккумулятор: повторное использование воды для пикового спроса на электроэнергию

Резервуар действует как батарея, накапливая энергию в виде воды, когда потребности в ней низкие, и вырабатывая максимальную мощность в периоды суточных и сезонных пиковых нагрузок. Преимущество гидроаккумулирующего оборудования заключается в том, что гидроагрегаты могут быстро запускаться и быстро регулировать мощность.Они работают эффективно при использовании в течение одного или нескольких часов. Поскольку гидроаккумуляторы относительно малы, затраты на строительство обычно невысоки по сравнению с обычными гидроэнергетическими сооружениями.

Количество плотин малых гидроэлектростанций увеличивается во всем мире при незначительных исследованиях, правила

Окружающая среда | Пресс-релизы | Исследования | Наука

22 января 2018

Небольшая плотина гидроэлектростанции на Ручье Резерфорд в Британской Колумбии, Канада.Эта плотина вырабатывает 49 мегаватт энергии Райли Мюррей

Плотины гидроэлектростанций могут вызывать в воображении изображения огромной плотины Гранд-Кули в штате Вашингтон или плотины «Три ущелья» в провинции Хубэй, Китай — крупнейшего в мире объекта по производству электроэнергии.

Но не обо всех плотинах снимают документальные фильмы. По всему миру существуют десятки тысяч небольших плотин гидроэлектростанций, и все указывает на то, что их число может значительно увеличиться в будущем. Эти структуры достаточно малы, чтобы избежать многих правил, с которыми сталкиваются большие плотины, и строятся быстрее и с гораздо большей плотностью.Однако, поскольку ручьи, реки и водосборы поглощают все больше небольших плотин, удивительно мало научных исследований рассматривало их воздействие на окружающую среду, а политика или правила отсутствуют или в значительной степени непоследовательны.

Исследователи Вашингтонского университета опубликовали первую крупную оценку плотин малых гидроэлектростанций по всему миру, включая их потенциал для роста, и подчеркнули невероятную вариативность того, как плотины разных размеров классифицируются, регулируются и изучаются. Их статья, первая, в которой представлен глобальный синтез науки и политики в области малой гидроэнергетики, публикуется в этом месяце в журнале Frontiers in Ecology and the Environment.

«Когда мы начали изучать эту тему развития малой гидроэнергетики, мы поняли, что сталкиваемся с распространением такого рода сооружений, но мы не знаем точно, как их воздействие на окружающую среду увеличивается в водоразделе», — сказал ведущий автор Тиаго Коуту. , докторант Школы водных и рыбохозяйственных наук UW.

Проект небольшой гидроэлектростанции мощностью 22 мегаватта на Стокке-Крик в Британской Колумбии, Канада. Рили Мюррей

«Мы определили некоторые важные пробелы в политике и науке, которые следует заполнить, чтобы лучше управлять плотинами малых гидроэлектростанций и иметь научные данные, которые действительно будут информировать политику.”

Плотины, большие или малые, могут изменить поток воды в реке, температуру, наносы и, в конечном итоге, структуру разнообразия растений и животных. Эти факторы давно изучаются для больших плотин, но в значительной степени игнорируются для небольших плотин — особенно с учетом потенциального кумулятивного воздействия множества небольших плотин в единой речной системе.

Согласно их исследованиям, около 83 000 малых гидроэлектростанций работают или строятся в 150 странах.На каждую крупную плотину гидроэлектростанции приходится 10 небольших плотин. Если бы все гидроэнергетические мощности были развиты, по оценкам исследования, это число могло бы увеличиться более чем в три раза.

Малая гидроэнергетика может принимать разные формы. Некоторые небольшие плотины построены для хранения воды в резервуарах и последующего сброса воды вниз по течению, в то время как другие отводят воду из рек в электростанции; во всех случаях вода используется для вращения турбин и производства электроэнергии.

Одна из проблем, с которыми столкнулись исследователи при составлении этих цифр, заключается в том, что страны по-разному определяют «малые» гидроэлектростанции.Таким образом, не существует международного стандарта, по которому можно было бы классифицировать и сравнивать плотины. Более того, хотя предполагается, что модификатор «малый» означает небольшое воздействие на окружающую среду, это в значительной степени непроверенное понятие.

Гидроэлектростанция Cangpinghe в Китае вырабатывает 9,1 мегаватт электроэнергии. Naicheng Wu

Кроме того, страны, которые классифицируют плотины малых гидроэлектростанций, делают это только на основании их энергетической мощности и, следовательно, игнорируют другие факторы при принятии решения о лицензировании, которые могут способствовать воздействию на окружающую среду.В Бразилии, например, есть случаи, когда плотины малых гидроэлектростанций производят такое же количество энергии, но сильно различаются по размерам водохранилищ за ними. Такое несоответствие происходит из-за того, что большинство классификаций игнорируют измерения физического следа плотины, ее высоты или наличия за ней резервуара.

«Было на удивление трудно найти научные статьи, в которых строго количественно оценивались индивидуальные и совокупные воздействия малой гидроэнергетики. Это важнейший рубеж исследований на будущее », — сказал Джулиан Олден, старший автор и профессор водных и рыбных наук Университета штата Вашингтон.

«По отдельности крупные плотины гидроэлектростанций всегда будут вызывать более сильное воздействие на окружающую среду, но с быстрым ростом сектора малой гидроэнергетики наши реки могут просто пострадать от множества небольших сокращений».

Не так давно мир обратился к развитию малых гидроэлектростанций. Тенденция к созданию небольших плотин началась в Европе в середине 1980-х годов и в последние десятилетия быстро выросла. Небольшие плотины идеально подходят для сельской местности, потому что их не нужно подключать к электросети, чтобы питать дома и предприятия.В результате многие частные землевладельцы и корпорации могут использовать более простые природоохранные разрешения для строительства небольших плотин гидроэлектростанций за небольшую часть времени и затрат, чем большие плотины.

Исследователи говорят, что необходимы дополнительные исследования, чтобы понять совокупное воздействие множества небольших плотин на ландшафт, особенно с учетом быстрых темпов развития. Но в то же время они выступают за стандартное определение «малых» плотин, которое включает больше, чем просто генерирующую мощность, чтобы правила и политики могли применяться более строго.

«Я думаю, что одним из наиболее важных результатов этой статьи является демонстрация того, что развитие сектора малой гидроэнергетики на самом деле происходит во многих регионах мира», — сказал Коуту. «Существует множество небольших плотин, и мало что известно о том, как несколько плотин влияют на водосборные бассейны в целом, так что здесь наука играет ключевую роль».

Исследователи внесут свой вклад в эту работу этой весной, когда они начнут изучать экологические последствия строительства множества плотин малых гидроэлектростанций на юге Бразилии.

Это исследование финансировалось Фондом профессора Х. Мэйсона Киллера и CNPq (Наука без границ).

###

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Couto по [email protected] и Олденом по [email protected].

Тэги: Колледж окружающей среды • Джулиан Олден • Школа водных и рыбных наук

Малая гидроэнергетика | Просадка проекта

Малые гидроэнергетические системы улавливают энергию свободно текущей воды без использования плотины.Они могут заменить грязные дизельные генераторы на производство чистой электроэнергии.

Краткое изложение решения *

Hydropower вызывает в воображении изображения массивных, разрушающих ландшафт плотин, таких как Три ущелья в верхних притоках реки Янцзы в Китае. Крупные плотины гидроэлектростанций производят огромное количество электроэнергии, но они также поглощают обширные участки естественной среды обитания и среды обитания человека. Они влияют на движение и качество воды, структуру наносов и миграцию рыб.

Меньшие прямоточные турбины отличаются.Помещенные в свободно текущую реку или ручей, они улавливают кинетическую энергию воды, не создавая резервуара и не вызывая его последствий. Подводный аналог ветряных турбин, их лопасти вращаются по мере движения воды, генерируя относительно непрерывное электричество. Никаких барьеров, отклонений или складских помещений не требуется, только ограниченная структурная опора. Никаких выбросов не происходит.

В отдаленных населенных пунктах от Аляски до Непала эта технология расширяет возможности электрификации и заменяет дорогие и грязные дизельные генераторы.В городских условиях проточные турбины могут быть размещены в городской водопроводной сети (так называемая гидроэлектростанция).

По мере роста гидроэнергетики в русле реки важно отметить, что не все «русловые» проекты позволяют реке течь. Некоторые из них отклонили водные пути, вызвали наводнения и препятствовали миграции рыб. Тщательный дизайн и установка могут обеспечить экологически чистую энергию.

Воздействие:

Если малые гидроэнергетические системы вырастут до производства 994–1136 ТВтч электроэнергии в 2050 году по сравнению с текущими уровнями около 670 ТВтч, это может сократиться 1.7–3,3 гигатонны выбросов парниковых газов и экономия в размере 315–544 млрд долларов США на постоянных и переменных эксплуатационных и эксплуатационных расходах, а также на расходах на топливо. Сообщества в отдаленных горных районах являются одними из последних регионов, нуждающихся в электрификации; малая гидроэнергетика, например, гидроэнергетика в потоке, предлагает им надежный и экономичный метод производства электроэнергии.