Гидроэлектр станция

Дүйнөдөгү эң ири гидроэлектр станция - Үч капчыгай дамбасы (Сандупин, Кытай).

Орусиянын эң ири гидроэлектр станциясы - Саян-Шушендик (Хакасия Республикасы)

Гидроэлектр станция (ГЭС) – бул дарыя нуктарындагы суу массаларынын кыймылын жана ташкындарды энергия булагы катары колдонгон электр станция; ал гидротехникалык курулуштун бир түрү. Гидроэлектр станциялар, адатта, дарыяларда курулат. ГЭСте электр энергиясын натыйжалуу өндүрүү үчүн эки негизги фактор талап кылынат: жыл бою кепилденген суу менен камсыздоо жана дарыянын тик капталдары. Каньон сымал рельеф гидротехникалык курулуштарды курууга өзгөчө ыңгайлуу шарт түзөт.

Төмөнкү-Бурейлык ГЭС, 2017, Орусиядагы эң жаңы ГЭС

Иштөө принциби

Гидроэлектр станциянын дамбасынын схемасы

Гидроэлектр станциясынын иштөө принциби суунун басымынан пайда болгон энергияны гидроагрегат аркылуу электр энергиясына айландырууга негизделет.

Керектүү суу басымы плотина менен суу сактагычты куруу аркылуу же дарыянын табигый агымын, көп учурда деривациялык каналдарды пайдалануу менен камсыздалат. Айрым учурларда зарыл болгон басымды түзүү үчүн плотина жана деривация бирге колдонулат.

Гидроагрегатта суу гидротурбинанын калактарына келип түшүп, турбинаны айлантат. Турбина өз кезегинде гидрогенераторду кыймылга келтирип, электр энергиясын өндүрөт. ГЭСтин негизги энергетикалык жабдуулары станциянын имаратында жайгашат. Машина залында электр генераторлору, ошондой эле ГЭСтин ишин башкаруу жана көзөмөлдөө системалары, трансформатордук көмөкчордон, бөлүштүрүүчү түзүлүштөр жана башка көмөкчү жабдуулар орнотулат.

Өзгөчөлүктөрү

• ГЭСтерде өндүрүлгөн электр энергиясынын өздүк наркы жылуулук электр станцияларына салыштырмалуу кыйла төмөн.
• ГЭСтин турбиналары минималдуу кубаттуулуктан тартып максималдуу кубаттуулукка чейинки бардык режимдерде иштей алат жана зарыл учурда кубаттуулукту акырындык менен өзгөртүүгө мүмкүндүк берет. Ушунун аркасында алар электр энергиясын өндүрүүнү жөнгө салуучу кызматты аткарат.
• Суу берилгенден кийин гидроагрегат өтө кыска убакыттын ичинде толук кубаттуулукка чыгат (30 секунддан 2 мүнөткө чейин). Бул ГЭСтерди маневрдик режимде пайдаланууга мүмкүнчүлүк түзөт.
• Дарыянын агымы — кайра жаралуучу энергия булагы болуп саналат.
• ГЭСтерди куруу, адатта, жылуулук электр станцияларын курууга караганда көбүрөөк капиталдык чыгымдарды талап кылат.
• Натыйжалуу иштеген ГЭСтер көп учурда электр энергиясын керектөөчүлөрдөн алыс жайгашат.
• Суу сактагычтар кеңири аймактарды ээлеши мүмкүн. Бирок 1960-жылдардан тартып суу каптоо аянтын кыскартууга мүмкүндүк берген коргоочу гидротехникалык курулмалар колдонула баштаган.
• Плотиналар балыктардын урук чачуучу жайларына өтүү жолун тосуп, балык чарбасына терс таасирин тийгизиши мүмкүн. Ошол эле учурда суу сактагычтарда балык корун көбөйтүүгө жана балык чарбасын өнүктүрүүгө шарт түзөт.
• Суу сактагычтар кеме жүрүүсүн жакшыртат, бирок кемелерди бир деңгээлден экинчисине өткөрүү үчүн шлюздарды курууну талап кылат.
• Суу сактагычтар аймактын климатын жумшартып, температуранын кескин өзгөрүшүн азайтат.

Классификациясы

Гидроэлектр станциялары өндүрүлгөн кубаттуулугуна жараша төмөнкүдөй түрлөргө бөлүнөт:

• ири ГЭСтер — кубаттуулугу 25 МВт жана андан жогору;
• орто ГЭСтер — кубаттуулугу 25 МВтка чейин;
• кичи ГЭСтер — кубаттуулугу 5 МВтка чейин.

ГЭСтин кубаттуулугу суунун напоруна, агымынын көлөмүнө, ошондой эле колдонулган турбиналар менен генераторлордун пайдалуу аракет коэффициентине (ПАК) жараша аныкталат.

Табигый шарттарга байланыштуу суунун деңгээли мезгил-мезгили менен өзгөрүп тургандыктан, ошондой эле башка факторлордун таасиринен улам гидроэлектр станциясынын кубаттуулугу циклдик көрсөткүч боюнча бааланат. Ушуга байланыштуу ГЭСтин иштөө режими жылдык, айлык, жумалык же суткалык циклдер боюнча каралат.

Гидроэлектр станциялары суунун максималдуу басымына жараша төмөнкүдөй түрлөргө бөлүнөт:

• жогорку басымдуу ГЭСтер — суу басымы 60 мден жогору;
• орто басымдуу ГЭСтер — суу басымы 25 мден 60 мге чейин;
• төмөн басымдуу ГЭСтер — суу басымы 3 мден 25 мге чейин.

Суунун басымына жараша ГЭСтерде ар кандай гидротурбиналар колдонулат. Жогорку басымдуу станцияларда металл спиралдык камералуу чөмүчтүү жана радиалдык-октук турбиналар пайдаланылат. Орто басымдуу ГЭСтерде жөнгө салынуучу калактуу жана радиалдык-октук турбиналар орнотулат. Төмөн басымдуу ГЭСтерде болсо темир-бетон камераларда жайгашкан жөнгө салынуучу калактуу турбиналар колдонулат.

Бардык түрдөгү гидротурбиналардын иштөө принциби окшош. Суунун агымы турбинанын калактарына багытталып, аларды айлантат. Натыйжада механикалык энергия гидрогенераторго өткөрүлүп, ал электр энергиясын өндүрөт. Турбиналар бири-биринен техникалык өзгөчөлүктөрү, камерасынын түзүлүшү (болоттон же темир-бетондон жасалган) жана эсептелген суу басымы боюнча айырмаланат.

Гидроэлектр станциялары жаратылыш ресурстарын пайдалануу принцибине жана суу басымын түзүү ыкмасына жараша төмөнкү негизги түрлөргө бөлүнөт:

• Плотиналуу ГЭСтер — эң кеңири таралган гидроэлектр станциялары. Алардын суу басымы дарыяны толугу менен же жарым-жартылай бөгөгөн плотинанын эсебинен түзүлөт. Мындай ГЭСтер көбүнчө суусу мол түздүк дарыяларында, ошондой эле нугу кууш болгон тоо дарыяларында курулат.
• Плотина жанындагы ГЭСтер — суу басымы жогору болгон шарттарда курулат. Бул учурда дарыя толугу менен плотина менен тосулат, ал эми ГЭСтин имараты плотинанын төмөнкү тарабында жайгашат. Суу турбиналарга түздөн-түз эмес, атайын басымдуу туннелдер аркылуу жеткирилет.
• Деривациялык ГЭСтер — дарыянын эңкейиши чоң болгон жерлерде курулат. Суу дарыянын нугунан атайын деривациялык каналдар же суу өткөргүчтөр аркылуу бурулуп, түздөн-түз ГЭСтин имаратына жеткирилет. Деривациялык ГЭСтер басымсыз жана басымдуу болуп бөлүнөт. Айрым учурларда плотина менен деривация бирге колдонулган аралаш схема пайдаланылат.
• Гидроаккумуляциялоочу электр станциялары (ГАЭС) — электр энергиясын топтоп, аны керектөө эң жогорку деңгээлге жеткен учурда пайдаланууга мүмкүндүк берген станциялар. Электр энергиясына суроо-талап аз болгон мезгилде алардын агрегаттары насос режими менен иштеп, сууну төмөнкү бассейнден жогорку бассейнге айдайт. Керектөө көбөйгөн учурда суу кайра төмөн түшүп, турбиналарды айлантуу аркылуу электр энергиясын өндүрөт.

Гидроэлектр станциясынын курамына анын багытына жараша кошумча гидротехникалык курулмалар да кириши мүмкүн. Аларга суу транспортунун өтүшүн камсыз кылган шлюздар жана кеме көтөргүчтөр, балыктардын өтүшүнө арналган балык өткөрүүчү курулмалар, ошондой эле сугат жана башка чарбалык муктаждыктар үчүн пайдаланылуучу суу алуучу курулмалар кирет.

Гидроэлектр станцияларынын негизги артыкчылыгы — электр энергиясын өндүрүүдө кайра калыбына келүүчү жаратылыш ресурсу болгон суунун энергиясын пайдаланат. ГЭСтерге отун талап кылынбагандыктан, алар өндүргөн электр энергиясынын өздүк наркы башка типтеги электр станцияларына салыштырмалуу кыйла төмөн болот.