În ce regiuni sunt mari centrale hidroelectrice. Principiul de funcționare a unei centrale hidroelectrice

Începând cu 2010, în Rusia există 14 centrale hidroelectrice cu o capacitate de peste 1.000 de megawați și peste o sută de hidrocentrale mari.

Centrale hidroelectrice din Rusia cu o capacitate de peste 1000 MW

Cele mai mari centrale hidroelectrice din lume

Să descriem pe scurt cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia.

Cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia fac parte din cascada CHE Angara-Yenisei, construită pe râul siberian Yenisei și afluentul său, Angara. Această cascadă include următoarele HPP:

pe Yenisei - cea mai mare din Rusia, CHE Sayano-Shushenskaya și a doua ca mărime din Rusia, CHE Krasnoyarsk, precum și CHE Mainskaya;

pe Angara - CHE Bratskaya și Ust-Ilimskaya, care sunt printre primele cinci CHE din Rusia, precum și CHE Irkutsk.

În plus, CHE Boguchanskaya este construită pe Angara. Este situată la 367 km în aval de CHE existentă Ust-Ilim, la 444 km de gura râului.

CHE Sayano-Shushenskaya

CHE Sayano-Shushenskaya, numită după P. S. Neporozhny, este cea mai mare centrală electrică din Rusia în ceea ce privește capacitatea instalată, a șasea dintre centralele hidroelectrice care funcționează în prezent din lume. Este situat pe râul Yenisei, la granița dintre Teritoriul Krasnoyarsk și Khakassia, lângă satul Cheryomushki, lângă Sayanogorsk. Construcția CHE Sayano-Shushenskaya, începută în 1963, a fost finalizată oficial abia în 2000.

În 1956-1960, Lengidroenergoproekt a dezvoltat o schemă de utilizare a hidroenergiei a Ieniseii superioare, în timpul lucrărilor la care s-a stabilit că era oportună utilizarea căderii râului în zona coridorului Sayan cu o singură centrală hidroelectrică puternică, care a făcut posibilă crearea unui rezervor cu o capacitate suficientă pentru reglarea sezonieră.

În 1962-1965, Institutul de Proiectare din Leningrad „Lengidroproekt” a dezvoltat o sarcină de proiectare pentru HPP Sayano-Shushenskaya. În cursul proiectării, au fost luate în considerare opțiunile de amenajare a viitorului complex hidroelectric cu aruncare de stânci, gravitație din beton, arc și baraj arc gravitațional.

Dintre toate opțiunile posibile, varianta cu un baraj cu arc gravitațional s-a dovedit a fi cea mai preferată. De exemplu, varianta cu un baraj de umplutură cu roci, potențial ceva mai ieftin, a fost respinsă din cauza necesității de a construi deversoruri mari de tunel care a necesitat construirea unor prize de apă cu două niveluri greu de exploatat și a creat un regim hidraulic greu al râului în cel din aval.

Sarcina de proiectare a CHE Sayano-Shushenskaya a fost aprobată de Consiliul de Miniștri al URSS în 1965 și prevedea construirea unei CHE cu 12 unități hidraulice cu o capacitate de 530 MW fiecare cu alimentare cu apă de tipul folosit la Krasnoyarsk. CHE, situată în clădirea CHE, în centrul barajului arc-gravitațional, și două deversoruri de suprafață fără puțuri de apă în stânga și dreapta clădirii CHE, care prevedeau amortizarea energiei debitului de apă în eroziune. groapă în aval.

În cursul lucrărilor la proiectul tehnic, schema structurală a elementelor individuale ale complexului hidroelectric, fixată în sarcina de proiectare, a suferit o modificare. În 1968, la propunerea Ministerului Energiei al URSS și a producătorilor de echipamente, s-a decis creșterea capacității unitare a unităților hidroelectrice la 640 MW, ceea ce a făcut posibilă reducerea numărului acestora la 10; în plus, s-a luat decizia de a utiliza conducte cu o singură linie și camere spiralate cu un singur scufundare, în urma cărora a fost posibilă reducerea semnificativă a lungimii clădirii centralei electrice. De asemenea, din cauza dimensiunilor preconizate semnificative ale pâlniei de eroziune și a posibilei desfășurări a unui număr de procese nefavorabile în aval, s-a decis abandonarea schemei deversorurilor prevăzute de sarcina de proiectare cu suprimarea debitului în pâlnia de eroziune în favoarea un deversor cu un puț de apă situat pe partea dreaptă a complexului hidroelectric.

La 11 ianuarie 1971, proiectul tehnic al CHE Sayano-Shushenskaya a fost aprobat de consiliul de administrație al Ministerului Energiei al URSS.

Faza pregătitoare a construcției CHE Sayano-Shushenskaya a început în 1963 cu construcția de drumuri, locuințe pentru constructori și alte infrastructuri. Conform misiunii de proiectare, construcția hidrocentralei trebuia să fie realizată în anii 1963-1972.

Lucrările directe la construcția CHE în sine au început la 12 septembrie 1968 cu rambleerea podurilor gropii primei etape.

După drenarea gropii din 17 octombrie 1970, în structurile principale ale stației a fost așezat primul metru cub de beton. Până la închiderea Yenisei, la 11 octombrie 1975, s-a construit fundația părții deversor a barajului cu deversor de fund de la primul nivel, o parte semnificativă a puțului de apă și a șorțului. După blocarea râului, s-au demarat lucrările la construcția porțiunii din stânga barajului cu construirea hidrocentralei. Până în 1979, debitul râului era trecut prin 9 deversoruri de fund, precum și peste porțiunea deversor a barajului în construcție prin așa-numitul „pieptene”, format prin construirea tronsoanelor impare ale barajului în raport cu cele pare. .

Prima unitate hidraulică a CHE Sayano-Shushenskaya (cu un rotor înlocuibil) a fost pusă sub sarcină industrială la 18 decembrie 1978.

Întârzierea ritmului de construcție a hidrocentralei, în special, a ritmului de betonare, a dus la o situație de urgență în timpul inundației din 1979. Trebuia să folosească numai deversoare de al doilea nivel (deversorurile de jos ale primului nivel urmau să fie sigilate). Cu toate acestea, din cauza volumelor mari de ape de viitură, a devenit necesară utilizarea și deversoarelor deschise formate prin dragarea unor secțiuni ciudate din porțiunea deversor a barajului. Cu toate acestea, până la începutul viiturii din 1979, tronsonul deversor al barajului nu era pregătit pentru trecerea apei, iar în această variantă nu au fost așezați peste 100.000 m³ de beton în structurile necesare pentru trecerea în siguranță a potop. Drept urmare, la 23 mai 1979, la trecerea unei viituri, apa s-a revărsat printr-un zid separat, iar groapa hidrocentralei a fost inundată cu hidrocentrala deja pusă în funcțiune Nr. Dar totuși, a fost nevoie de timp pentru refacerea unității hidroelectrice - pomparea apei din clădirea CHE, lucrări de uscare, reparații și restaurare. În timpul lucrărilor de restaurare a fost construită o barieră de beton în jurul hidrogeneratorului, iar structurile de împrejmuire au fost sigilate. Hidroelectrica nr.1 a fost reconectată la rețea la 20 septembrie 1979.

Punerea în funcțiune a unității hidraulice nr. 2 (tot cu rotor înlocuibil) a fost efectuată la 5 noiembrie 1979, iar a unității hidraulice nr. 3 cu rotor standard - la 21 decembrie 1979.

În acest moment, au început să apară probleme cu structurile de construcție a barajului hidroelectric. La umplerea rezervorului au apărut fisuri în betonul barajului. Au existat avarii semnificative prin cavitație în deversorurile de la al doilea nivel și în deversorul de evacuare a primului nivel. Acest lucru s-a datorat atât soluțiilor de proiectare insuficient gândite, cât și abaterilor de la proiect în timpul construcției și exploatării deversorurilor. În special, conform proiectului, deversoarele temporare ale celui de-al doilea nivel au fost planificate să fie utilizate timp de 2-3 ani, însă, din cauza întârzierii construcției, acestea au fost de fapt utilizate timp de 6 ani.

În 1980 au fost lansate hidrocentrale Nr. 4 și Nr. 5 (29 octombrie și 21 decembrie), 6 noiembrie 1981 - hidrocentrale Nr. 6. Celelalte hidroelectrice au fost lansate în 1984 (Nr. 7 - 15 septembrie și Nr. . 8 - 11 octombrie) și în 1985 (nr. 9 - 21 decembrie, nr. 10 - 25 decembrie). Până la începutul inundației din 1985, deversorurile de al doilea nivel au fost închise și o parte din deversorurile operaționale au fost puse în funcțiune. În 1987, rotoarele temporare ale unităților hidraulice nr. 1 și nr. 2 au fost înlocuite cu altele permanente. Până în 1988, construcția hidrocentralei a fost practic finalizată, în 1990 rezervorul a fost umplut pentru prima dată până la marcajul FSL. CHE Sayano-Shushenskaya a fost pusă în funcțiune permanent la 13 decembrie 2000.

Atât în ​​timpul construcției centralei hidroelectrice Sayano-Shushenskaya, cât și în timpul funcționării acesteia, au apărut probleme, atât la construcția părții (beton) a stației, cât și la echiparea unităților hidroelectrice.

Probleme cu puțurile de apă.

Prima avarie, mică și relativ ușor de reparat la puțul de apă al CHE Sayano-Shushenskaya a fost înregistrată în anii 1980-1981. Distrugerea a fost cauzată de pătrunderea de roci, bucăți de beton și resturi de construcție în puțul de apă, încălcări ale tehnologiei de construcție și moduri de funcționare neproiectate ale deversoarelor.

Probleme mai grave au apărut atunci când apele de inundații au trecut prin deversor în regim normal. Proiectarea și calitatea construcției puțurilor de apă s-au dovedit a fi incapabile să funcționeze normal.

Așa că în 1985, înainte de viitura de primăvară, fântâna de apă a fost drenată, examinată și curățată, nu s-au găsit pagube semnificative în ea. După ce a sărit peste marea apă, în noiembrie 1988, la examinarea fântânii de apă, s-a dezvăluit că în ea era avariată semnificativă. Pe o suprafață de aproximativ 70% din suprafața fundului puțului, plăcile de fixare au fost complet distruse și aruncate afară de fluxul din spatele peretelui care sparge apa. Pe zonă, care reprezintă aproximativ 25% din suprafața totală a fundului puțului, toate plăcile de ancorare, pregătirea betonului și roca au fost distruse la o adâncime de 1 până la 6 m sub baza plăcilor.

Cauzele distrugerii au fost studiate de diverse comisii, combinând concluziile cărora se pot remarca următoarele.

Plăcile care acopereau fundul barajului erau prost fixate. Între ele erau crăpături desigilate, în care pătrundea apa. La repararea daunelor prin cavitație la puțul de apă în 1981, etanșarea din beton a fost realizată din beton de calitate scăzută, locurile interfeței sale cu plăcile de atașare nu au fost sigilate. În plus, la deschiderea porților deversorului, s-au folosit scheme neproiectate pentru evacuarea concentrată a apei în puțul de apă.

La repararea fântânii de apă, în locul plăcilor de 2,5 m grosime s-au pus blocuri de 4–8 m grosime.Stabilitatea blocurilor a fost asigurată datorită greutății acestora, cimentării bazei și folosirii ancorelor. Totodată, s-a efectuat demontarea vechii prinderi și pregătirea fundației pentru cea nouă cu utilizarea pe scară largă a forajului și sablare.

În 1987, deversorurile operaționale nu au fost utilizate. În 1988, pentru a trece de inundația de vară din 15 iulie până în 19 august, au fost deschise până la cinci deversoruri operaționale, debitul maxim a ajuns la 5450 m³/s. După drenarea fântânii în septembrie 1988, s-a descoperit o distrugere semnificativă a fundului acesteia în partea centrală. Suprafața totală a avariei a fost de 2250 m², ceea ce corespunde la aproximativ 14% din suprafața totală a fundului puțului. În zona celei mai mari distrugeri cu o suprafață de 890 m², suportul de beton a fost complet distrus, până la solul stâncos, cu formarea unei pâlnii de eroziune în acesta din urmă. Blocurile de prindere din beton cu o greutate de până la 700 de tone fiecare au fost fie distruse, fie aruncate de curgerea pe peretele de apă.

Motivul distrugerii puțului de apă a fost formarea de fisuri în blocurile primei etape de reconstrucție în timpul pregătirii fundației pentru blocurile din a doua etapă folosind foraj și sablare la scară largă. Pătrunderea apei sub presiune în crăpăturile prin cusăturile deschise dintre blocuri a dus la distrugerea blocurilor deteriorate din prima etapă, ceea ce a dus, la rândul său, la desprinderea de la baza blocurilor neavariate din a doua etapă, unele dintre care (6 m grosime sau mai mult) nu au fost asigurate cu ancore. Situația s-a agravat de includerea deversoarelor tronsoanelor 43 și 44 cu deschiderea completă a porților la 1 august 1988, ceea ce a dus la concentrarea deversărilor pe porțiunea „deranjată”, dar încă pe loc, din munte, după care montura a fost distrusă în scurt timp.

Distrugerea în fântâna de apă după viitura din 1988 a fost eliminată prin montarea de blocuri asemănătoare cu blocurile din prima și a doua etapă, dar cu etanșarea cusăturilor cu dibluri metalice și montarea obligatorie a ancorelor. În plus, ancorele au fost instalate și în toate blocurile de fixare din a doua etapă care au supraviețuit cu o grosime de 6 metri sau mai mult, în proporție de o ancoră la 4 m² de suprafață. S-a efectuat chituirea rosturilor blocurilor din toate cele trei etape. Au fost excluse lucrările explozive în timpul pregătirii bazei pentru instalarea blocurilor. Lucrările de reconstrucție a puțului de apă au fost finalizate până în 1991, în total s-au pus 10.630 m³ de beton, s-au montat 221 de tone de ancore și ochiuri pasive și 46,7 tone (300 de bucăți) de ancore precomprimate. După finalizarea reconstrucției, nu s-au observat daune semnificative în fântâna de apă în timpul funcționării ulterioare.

După detectarea distrugerilor repetate în puțul de apă în 1988, s-a propus, pentru a reduce sarcina asupra puțului de apă, să se ia în considerare posibilitatea construirii unui deversor suplimentar de tip tunel cu o capacitate de 4000-5000 m³/s. .

Construcția deversorului de pe uscat a fost începută pe 18 martie 2005. Lucrările de construcție la construcția primei etape a deversorului de pe uscat, inclusiv capul de admisie, tunelul cu curgere liberă din dreapta, căderea în cinci trepte și canalul de evacuare, au fost finalizate până la 1 iunie 2010. Testele hidraulice ale primei etape au fost efectuate în trei zile, începând cu 28 septembrie 2010. Finalizarea deversorului de pe uscat este programată pentru 2011.

Nivel crescut de filtrare prin frontul de presiune.

După ce rezervorul a fost umplut până la nivelul FSL în 1990, fluxul de infiltrații prin corpul barajului și zona de contact dintre baraj și bază a crescut brusc. Designul a permis un nivel de filtrare la bază în intervalul 100 - 150 l/s, iar în corpul barajului, filtrarea în general ar fi trebuit să fie neglijabilă. Cu toate acestea, în 1995 s-au înregistrat infiltrații în cantitate de 549 l/s la bază și 457 l/s în corpul barajului. Motivul creșterii filtrării a fost formarea de fisuri în baraj, fisuri în punctul de contact dintre betonul barajului și fundația acestuia, precum și descompunerea rocilor de fundație. Motivele acestui fenomen sunt imperfecțiunea metodelor de calcul utilizate la proiectare și abaterile de la proiect în timpul construcției barajului (intensificarea construcției primului stâlp al barajului în timp ce rămâne în urmă la betonarea altor stâlpi).

În 1991-1994, s-au încercat sigilarea fisurilor din baraj și fundație folosind cimentare, ceea ce nu a dus la succes - compoziția de cimentare a fost spălată din fisuri. În 1993, s-a decis să apeleze la serviciile firmei franceze Solétanche Bachy, care avea experiență în lucrări de reparații la structuri hidraulice cu rășini epoxidice. Lucrările de injectare a fisurilor în betonul barajului folosind compoziția epoxidice „Rodur-624” au fost efectuate în perioada 1996-1997 și au dat rezultate bune - filtrarea a fost suprimată la 5 l/s sau mai puțin. Pe baza acestei experiențe, în anii 1998-2002, cu ajutorul compoziției domestice KDS-173 (un compus din rășină epoxidica și cauciuc modificat), s-a lucrat la injectarea fisurilor la baza barajului, tot cu rezultat pozitiv. - infiltrațiile au scăzut de câteva ori, coborând la valori mai mici decât cele prevăzute de proiect. În total, 334 de tone de compuși epoxidici au fost cheltuite pentru lucrări de reparații în baraj și fundație.

Din 1997, după finalizarea fisurilor de etanșare în baraj, pentru a preveni deschiderea acestora, s-a decis coborârea nivelului normal de reținere cu 1 metru (de la 540 la 539 m), iar nivelul de reținere forțat cu 4,5 m (din 1997). 544, 5 m până la 540 m). În 2006, în timpul trecerii unei viituri puternice de ploaie de vară, deversările în gol prin deversorul operațional au atins 5270 m³/s, nu s-au constatat pagube semnificative în puțul de apă după ce a fost drenat. Volume semnificative de deversări prin deversorul operațional (până la 4906 m³/s) au avut loc și în anul 2010, când a fost trecută o viitură de ape mari cu o probabilitate de 3-5%. După accidentul din august 2009, deversorul operațional a funcționat mai mult de 13 luni, din 17 august 2009 până în 29 septembrie 2010, trecând fără avarii 55,6 km³ de apă.

CHE Sayano-Shushenskaya care funcționează în prezent are următoarele caracteristici.

Înălțimea barajului este de 245 m, lățimea bazei este de 110 m, iar lungimea de-a lungul crestei este de 1066 m.

Structura instalațiilor HPP:

baraj arc-gravitațional din beton 245 m înălțime, 1066 m lungime, 110 m lățime la bază, 25 m lățime de-a lungul crestei 6 m și porțiunea oarbă din malul drept 298,5 m lungime;

construirea barajului hidrocentralei;

deversor de coastă.

Puterea CHE este de 6400 MW, producția medie anuală este de 23,5 miliarde kWh. În 2006, din cauza unei inundații majore de vară, centrala a generat 26,8 miliarde kWh de energie electrică.

Clădirea CHE adăpostește 10 unități hidraulice radial-axiale cu o capacitate de 640 MW fiecare, care funcționează la o înălțime de proiectare de 194 m. Înălțimea maximă statică pe baraj este de 220 m.

Sub CHE Sayano-Shushenskaya se află contraregulatorul său - CHE Mainskaya cu o capacitate de 321 MW, care face parte din punct de vedere organizațional din CHE Sayano-Shushenskaya.

Barajul HPP formează un mare rezervor Sayano-Shushenskoye cu un volum total de 31,34 metri cubi. km (volum util - 15,34 km cubi) și o suprafață de 621 kmp. km.

Acoperind Yenisei

Acoperind Yenisei

Rotoarele de turbine pe barje sunt livrate la fața locului

construcția stației

Sayano-Shushenskaya HPP - iluminare nocturnă

Sayano-Shushenskaya HPP - vedere asupra barajului

Rusia are un potențial hidroenergetic mare, ceea ce determină oportunitățile largi de dezvoltare a hidroenergiei. Aproximativ 9% din resursele hidroelectrice ale lumii sunt concentrate pe teritoriul său. În ceea ce privește resursele hidroenergetice, Rusia ocupă locul doi în lume după China, înaintea Statelor Unite, Braziliei și Canadei.

13 hidrocentrale din Rusia au o capacitate instalată de 1.000 MW sau mai mult, iar capacitatea lor totală instalată este de 34.108 MW. Dintre cele 6 centrale mari, acestea au o capacitate electrică de 2 mii MW sau mai mult, capacitatea totală a acestora este de 25581 MW

Potențialul hidroenergetic brut total al Rusiei este definit ca 2.900 miliarde kWh de energie electrică anuală, sau 170.000 kWh pe 1 km2. km de teritoriu.

Nivelul realizabil din punct de vedere tehnic de utilizare a resurselor hidroenergetice este de aproximativ 70% din potențialul hidroenergetic brut, adică potențialul hidroenergetic tehnic total al Rusiei este de 1670 miliarde kWh producție anuală. Partea sa predominantă este situată în regiunile de est ale țării, unde se concentrează uriașele rezerve de resurse hidro din Angara, Yenisei, Ob, Irtysh, Lena, Vitim și alte râuri, ale căror condiții naturale permit construirea de hidroelectrice puternice. centrale electrice.

Potențialul economic, ca parte a resurselor hidroenergetice acceptabile pentru utilizare practică, este definit în Rusia în ansamblu în valoare de 850 miliarde kWh.
Centrale hidroelectrice din Rusia cu o capacitate de peste 1000 MW
Nume Capacitate instalată, MW

În prezent, cu participarea RAO „UES din Rusia”, construcția a 7 hidrocentrale este în curs de desfășurare în estul Siberiei și în sudul părții europene a țării. Capacitatea instalată proiectată a acestor CHE este de 7102 MW, iar generarea medie anuală de electricitate proiectată este de 30 miliarde 421 milioane kWh.

Sursa: scurtă descriere a hidrocentralelor mari din Rusia

Mai mult

centrala hidroelectrica- o centrală electrică care utilizează energia unui curent de apă ca sursă de energie. Centralele hidroelectrice sunt de obicei construite pe râuri prin construirea de baraje și rezervoare. Principiul de funcționare a unei centrale hidroelectrice este destul de simplu. Un lanț de structuri hidraulice asigură presiunea necesară a apei care curge către paletele unei turbine hidraulice, care antrenează generatoarele care generează energie electrică. În 2006, hidroenergia asigură producția de până la 88% din surse regenerabile și până la 20% din toată energia electrică din lume, capacitatea hidroenergetică instalată ajunge la 777 GW. Începând cu 2009, Rusia are 15 hidrocentrale de peste 1000 MW și mai mult de o sută de hidrocentrale de capacitate mai mică.

Centrala hidroelectrică Sayano-Shushenskaya numită după P. S. Neporozhny- cea mai mare centrală electrică din Rusia în ceea ce privește capacitatea instalată, a șasea dintre hidrocentralele care funcționează în prezent din lume. Este situat pe râul Yenisei, la granița dintre Teritoriul Krasnoyarsk și Khakassia, lângă satul Cheryomushki, lângă Sayanogorsk. Este etapa superioară a cascadei CHE Yenisei. CHE Sayano-Shushenskaya este o centrală hidroelectrică puternică de înaltă presiune de tip baraj. După construirea CHE Sayano-Shushenskaya, o polinie fără gheață a început să apară în aval în timpul iernii, asociată cu eliberarea de apă relativ caldă din rezervor în timpul funcționării unităților hidroelectrice ale CHE. CHE Sayano-Shushenskaya este cea mai mare centrală electrică din Rusia, care produce și energie electrică foarte ieftină - costul pentru 1 kWh de electricitate în 2001 la complexul hidroenergetic Sayano-Shushensky a fost de 1,62 copeici. CHE Sayano-Shushenskaya a început să furnizeze energie electrică sistemului energetic în decembrie 1978, devenind parte a asociației de producție Krasnoyarskenergo. Potrivit RusHydro, până în 1986, după ce a generat 80 de miliarde de kWh, stația a plătit costurile construcției sale.

Accidentul de la centrala hidroelectrică Sayano-Shushenskaya: spun martorii oculari

Civilizația modernă a dat naștere unor structuri titanice uimitoare, dintre care cele mai mari sunt comparabile cu monumente antice precum piramidele din Egipt sau America de Sud. Una dintre aceste structuri este barajele hidrocentralelor care blochează râurile puternice și cu curgere maximă.

Centrale hidroelectrice din Rusia

Rusia, care are teritorii vaste și o mare sursă de hidroenergie generată de curgerea a numeroase râuri, este astăzi unul dintre liderii hidrocentralelor puternice.

În total, în Federația Rusă, dacă numărăm hidrocentrale cu o capacitate proiectată de 1 megawatt și mai mult, sunt aproximativ 150. În plus, în Rusia există și multe centrale hidroelectrice mici. Mai mult decât atât, din cauza ieftinității relative, a disponibilității și a rezervelor mari de hidroenergie neexploatată, această cantitate crește treptat. Desigur, construcția de hidrocentrale uriașe pe râurile Rusiei, cum ar fi Sayano-Shushenskaya, necesită costuri foarte semnificative și se plătește încet, astfel încât numărul de astfel de instalații crește din cauza centralelor de capacitate redusă.

Lista de HPP rusești de mare putere (de la 1 gigawatt)

Din cauza numărului mare de centrale hidroelectrice din Rusia, nu le vom lua în considerare pe toate în acest articol. În schimb, să facem o privire de ansamblu asupra celor mai puternice dintre ele (cu o capacitate de proiectare de 100 megawați). Unele dintre ele formează cascade de centrale hidroelectrice în Rusia, care sunt situate pe același râu (de exemplu, cascada Angarsk). Să aruncăm o privire mai atentă la cele mai mari centrale hidroelectrice.

După analizarea tabelului, se poate înțelege că cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia au fost construite în perioada sovietică în anii 60-80.

Doar un număr mic dintre ele au fost construite în Federația Rusă în anii 90 și în noul mileniu.

HPP-uri construite în Rusia cu o capacitate de 0,1 - 1 gigawatt

Centrala hidroelectrică Sayano-Shushenskaya

Această centrală hidroelectrică este prima dintre cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia. La scară globală, este nevoie de un onorabil al nouălea loc. Hidrocentrala își datorează numele lanțului muntos Sayan, în zona în care se află, și locului în care și-a petrecut exilul celebrul personaj politic Vladimir Ulyanov (Lenin) - satul Shushenskoye.

Construcția acestui gigant al industriei energetice a început în 1961, unele dintre lucrările de construcție au fost finalizate abia în anii 2000. În cinstea constructorilor, vizavi de centrala hidroelectrică a fost instalat un întreg complex sculptural: inginerii, instalatorii și muncitorii de rând care au lucrat pe următorul șantier al secolului sunt imprimate în piatră. Compoziția este foarte pitorească, ceea ce îl face un loc de dorit pentru fotografiile turistice.

Baraj

Barajul centralei Sayano-Shushenskaya este cel mai înalt din Federația Rusă. Înălțimea sa este de 0,245 km, lungime 1,074 km, lățime 0,105 km, lățime de-a lungul crestei 0,025 km. Stabilitatea barajului este asigurată de designul unic al centurii arcuite (o parte din sarcină - aproximativ 40% - este transferată pe țărmurile stâncoase).

Barajul intră în stâncile coastei la o adâncime de 10 și 15 metri. Calcule simple arată că amestecul de beton din care a fost construit barajul ar putea fi suficient pentru a construi o autostradă de la Moscova la Vladivostok.

Urgențe

Poate cel mai serios test de rezistență pentru întreaga hidrocentrală Sayano-Shushenskaya a fost un cutremur cu magnitudinea de aproximativ 8 pe scara Richter, care a avut loc pe 10 februarie 2011. În ciuda faptului că epicentrul a fost la doar 78 de kilometri de centrală, nu a provocat daune vizibile nici barajului, nici altor structuri ale acestei centrale hidroelectrice din Rusia.

Dar cetățenii obișnuiți sunt mai conștienți de un alt incident legat de centrala hidroelectrică Sayano-Shushenskaya - accidentul din 2009. A devenit un test atât de serios pentru rețeaua electrică rusă, încât guvernul a fost forțat să impună restricții privind utilizarea lămpilor cu incandescență de mare putere.

Prăbușire

Accidentul din 2009 de la cea mai mare centrală hidroelectrică din Rusia a rămas în istorie drept cel mai semnificativ și de amploare accident în ceea ce privește consecințele la GTS (structurile hidraulice) din Federația Rusă. Șaptezeci și cinci de oameni au murit. Experții care au efectuat ancheta au numit-o principalele cauze ale distrugerii elementelor de fixare a capacului turbinei.

Ca urmare, sala turbinelor a fost inundată cu un curent puternic de apă, tavanele, pereții și numeroase echipamente ale stației au fost distruse. Sursa de alimentare a fost întreruptă complet.

Consecințe posibile

Barajul era în pericol de prăbușire. Aceasta ar putea deveni o catastrofă la scară națională, pentru că satele și orașele situate în aval de Ienisei ar fi suferit foarte mult. Pierderile umane, economice și de mediu ar fi enorme! Din fericire, muncitorii stației, prin acțiuni decisive, au împiedicat desfășurarea evenimentelor după cel mai negativ scenariu.

O centrală hidroelectrică este o stație care primește și generează energie electrică folosind apa care căde. De obicei, astfel de stații sunt construite pe râuri mari. Sunt blocate de un baraj înalt și se construiește o stație.

Toate centralele hidroelectrice sunt împărțite în mai multe categorii în funcție de gradul de presiune:

• scăzut-;
• mediu-;
• presiune ridicata.

Centralele hidroelectrice sunt, de asemenea, împărțite după capacitate:

• mic;
• mediu;
• puternic.

Cele mai mari cinci centrale hidroelectrice din lume includ baraje din China, Brazilia, Canada și Venezuela. Astăzi sunt prezentate primele 10 cele mai mari centrale hidroelectrice din lume.

locul 10. CHE Boguchanskaya

Locație: Kodinsk, districtul Kezhemsky, Teritoriul Krasnoyarsk, Rusia

An lansare: 2012

Putere: 2997 MW

Barajul este situat la 444 km de gura râului Angara. Construcția CHE Boguchanskaya este considerată una dintre cele mai lungi din lume. Proiectul ei a fost propus în 1987. În același an a început construcția barajului. A continuat până în 1994. Apoi, din lipsă de finanțare, proiectul a fost înghețat până în 2005. În 2006, construcția a continuat, iar lansarea primelor unități a început abia după 6 ani.

Barajul hidroelectric are o lungime de 776 m și o înălțime de 79 m. Structura are un deversor unic în trepte conceput pentru a elibera apa în timpul inundațiilor. De asemenea, este proiectat să reziste la inundații extreme, care, conform oamenilor de știință, au loc pe teritoriul Krasnoyarsk o dată la 10.000 de ani.

locul 9. CHE Ust-Ilimskaya

Locație: Ust-Ilimsk, regiunea Irkutsk, Rusia

Anul lansării: 1974

Putere: 3840 MW

Construcția barajului a fost realizată din 1963 până în 1980. Primele unități au fost lansate în 1974. Centrala hidroelectrică a început să funcționeze la capacitate maximă în 1979. Barajul are o înălțime de 105 m și o lungime puțin mai mică de 1,5 km. .

Inițial, proiectul a presupus construirea a 18 unități. Cu toate acestea, în prezent barajul funcționează cu 16 unități, iar sub 17 și 18, dacă este necesar, s-au creat restanțe - există conducte de turbine și conducte pentru aspirație.

Ust-Ilimskaya este una dintre cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia.

locul 8. Centrala hidroelectrică Bratsk 50 de ani de la Marea Revoluție din Octombrie

Locație: Bratsk, regiunea Irkutsk, Rusia

Anul lansării: 1961

Putere: 4500 MW

HC Bratsk este una dintre cele mai faimoase din lume și cea mai mare din Rusia. Construcția sa a început în 1954 și a fost finalizată în 1967. Barajul hidrocentralei Bratsk are o lungime de puțin sub un kilometru și o înălțime de 124,5 m.

CHE Bratskaya este unul dintre cei mai puternici furnizori de energie pentru toată Siberia. Fabrica de aluminiu Bratsk își ia puterea de la acest baraj.

O comisie organizată în 1998 a ajuns la concluzia că centrala hidroelectrică Bratsk acoperă profitabilitatea tuturor acestor baraje din Rusia.

locul 7. CHE Krasnoyarsk

Locație: Divnogorsk, Teritoriul Krasnoyarsk, Rusia

Anul lansării: 1967

Putere: 6000 MW

Construcția barajului a fost realizată între 1956 și 1972. Înălțimea stației este de 124 m, lungimea este de 1065 m. CHE Krasnoyarsk este una dintre cele mai mari 10 centrale hidroelectrice din lume. Barajul face parte din cascada Yenisei.

Este de remarcat faptul că CHE Krasnoyarsk deține singurul lift de nave din Rusia.

În ceea ce privește profitabilitatea, începând cu 2012, CHE Krasnoyarsk depășește toate centralele termice din Rusia. Dintre hidrocentralele din punct de vedere al rentabilității, se află pe locul al doilea după CHE Bratsk.

locul 6. CHE Sayano-Shushenskaya P. S. Neporojni

Locație: Cheryomushki, între Teritoriul Krasnoyarsk și Republica Khakassia, Rusia

Anul lansării: 1978, 2011

Putere: 6400 MW

Construcția hidrocentralei a fost realizată din 1963 până în 2000. Prima punere în funcțiune a unităților stației a început în 1978. Hidrocentrala a început în sfârșit să funcționeze în 1985. Problemele au început însă mai târziu - structurile de captare au început să se prăbușească, fisuri. a aparut in baraj.

Acesta este unul dintre cele mai mari baraje din lume și din Rusia. Și numai pe el a avut loc un cunoscut accident pe 17 august 2009. Unitatea nr.2 s-a prăbușit și a eșuat. Cu o presiune puternică a apei, a fost stors din locul lui. Apa care curgea prin el a inundat sala mașinilor și încăperile tehnice în câteva secunde. Acest accident provocat de om a provocat moartea a 75 de persoane.

După reparație, stația a început să fie lansată în 2011. CHE a început în sfârșit să funcționeze la capacitate maximă abia în 2014.

locul 5. Tukurui HPP

Locație: județul Tucurui, statul Tocantes, Brazilia

Anul lansării: 1984

Putere: 8370 MW

Decizia de construire a fost luată în 1970. Înălțimea barajului este de 76 m, iar lungimea este de 11 km. Hidrocentrala este situată în valea râului cu același nume către stat. Tokantis este un râu cu curgere plină care se varsă în Amazon.

Capacitatea barajului face posibilă furnizarea zilnică de energie nu numai Braziliei, ci și statelor vecine.

locul 4. Cascada Churchill

Locație: între provinciile Newfoundland și Labrador, Canada

Anul lansării: 1967

Putere: 5428 MW

A fost o cascadă la locul unde a început construcția hidrocentralei în 1967. Aproape tot timpul nu a funcționat, așa că guvernul a decis să construiască un baraj. Atât cascada, cât și centrala hidroelectrică poartă numele primului ministru britanic Winston Churchill.

Centrala hidroelectrică este una dintre cele două hidrocentrale din lume, care are o hală mare de turbine subterană.

Înălțimea barajului nu este cunoscută cu exactitate, iar lungimea totală este de 64 km.

locul 3. HPP-i. Simon Bolivar sau „Guri”

Locație: statul Bolivar, Venezuela

Anul lansării: 1978

Putere: 10.235 MW

Construcția a început în 1963. Prima pornire a unităților a început în 1978, iar CHE a început să funcționeze la capacitate maximă în 1986.

Astăzi stația poartă numele lui. Simon Bolivar. Totuși, din momentul primei lansări și până în anul 2000, a purtat numele de Raul Leoni.

Barajul are 162 m înălțime și 1,3 km lungime.

HPP Guri acoperă 65% din energia consumată de Venezuela. Energia hidroelectrică este vândută și către Brazilia și Columbia vecine.

În februarie 2013, în apropierea hidrocentralei a izbucnit un incendiu puternic. Liniile electrice au fost avariate, ceea ce a devenit o situație de urgență pentru centrala hidroelectrică. De ceva timp, majoritatea statelor venezuelene au rămas fără electricitate.

locul 2. Itaipu

Locație: Foz do Iguaçu, granița dintre Brazilia și Paraguay

Anul lansării: 1984

Putere: 14.000 MW

A doua cea mai mare centrală hidroelectrică din lume. Barajul este, de asemenea, una dintre cele mai mari structuri din lume. Proiectul barajului a început să fie discutat în 1971. Construcția a început în 1978. Deja 13 ani mai târziu au fost puse în funcțiune 18 generatoare. În 2007, încă două generatoare au fost conectate.

Anul trecut, hidrocentrala a devenit lider mondial in ceea ce priveste productia de energie. Pentru tot anul 2016, hidrocentrala a produs peste 100 de miliarde de kWh de energie electrică.

O situație de urgență s-a produs cu acest gigant la sfârșitul anului 2009. Din cauza unei furtuni puternice au fost avariate linii electrice prin care se alimenta energie de la centrala hidroelectrică. Ca urmare a acestei stări de urgență, întreaga parte a Paraguayului, care este alimentată de Itaipu, precum și aproximativ 50 de milioane de case din Brazilia, au rămas fără electricitate.

locul 1. trei chei

Locație: orașul Yichang, provincia Hubei, China

Anul lansării: 2003

Putere: 22.500 MW

HPP Three Gorges - cea mai gigantică structură din lume și, în același timp, cea mai puternică centrală hidroelectrică. Construcția sa a început în 1992, iar lansarea primelor unități a început în 2003. CHE a început să funcționeze la capacitate maximă relativ recent - la mijlocul verii 2012.

Barajul este situat pe râul Yangtze, care este unul dintre cele mai mari trei râuri din lume. Trei Chei a fost marcată de un alt record - cea mai mare migrație din istoria omenirii. 1,3 milioane de locuitori locali au fost relocați pentru a umple barajul.

Barajul are 2,3 km lungime și 185 m înălțime.

Pentru economia țării, CHE Trei Chei are o valoare deosebită. Inițial era planificat ca punerea în funcțiune a barajului să acopere 10% din energia consumată de țară.

Barajul reglează și debitul râului Yangtze. În ultimii 2000 de ani, viitura râului a fost dăunătoare economiei țării de aproape 200 de ori! Numai în secolul al XX-lea, 1,5 milioane de oameni au murit din cauza inundațiilor catastrofale din Yangtze.

Rezervorul format a avut un efect pozitiv asupra transportului maritim de-a lungul Yangtze. Datorită creșterii cantității de apă, cifra de afaceri a mărfurilor pe râu a crescut de 10 ori. În fiecare an, navele transportă până la 100 de milioane de mărfuri diferite.

Aproape toată lumea își imaginează scopul centralelor hidroelectrice, dar doar câțiva înțeleg cu adevărat principiul de funcționare al hidrocentralelor. Principalul mister pentru oameni este modul în care acest baraj uriaș generează energie electrică fără nici un combustibil. Vom vorbi despre asta.

Ce este o centrală hidroelectrică?

O centrală hidroelectrică este un complex complex format din diverse structuri și echipamente speciale. Pe râuri se construiesc centrale hidroelectrice, unde există un debit constant de apă pentru a umple barajul și rezervorul. Structuri similare (baraje) create în timpul construcției unei centrale hidroelectrice sunt necesare pentru a concentra un debit constant de apă, care este transformat în energie electrică folosind echipamente speciale pentru centralele hidroelectrice.

De menționat că alegerea unui loc pentru construcție joacă un rol important în ceea ce privește eficiența CHE. Sunt necesare două condiții: o alimentare inepuizabilă garantată cu apă și un unghi înalt

Principiul de funcționare al centralei hidroelectrice

Funcționarea unei centrale hidroelectrice este destul de simplă. Structurile hidraulice ridicate asigură o presiune stabilă a apei care pătrunde în paletele turbinei. Presiunea pune turbina în mișcare, drept urmare rotește generatoarele. Acestea din urmă generează energie electrică, care este apoi livrată consumatorului prin linii de transport de înaltă tensiune.

Principala dificultate a unei astfel de structuri este de a asigura o presiune constantă a apei, care se realizează prin construirea unui baraj. Datorită acesteia, o cantitate mare de apă este concentrată într-un singur loc. În unele cazuri, se folosește un debit natural de apă, iar uneori un baraj și o derivație (debit natural) sunt utilizate împreună.

Clădirea în sine găzduiește echipamente pentru centrale hidroelectrice, a căror sarcină principală este transformarea energiei mecanice a mișcării apei în energie electrică. Această sarcină este atribuită generatorului. Echipamente suplimentare sunt, de asemenea, utilizate pentru a controla funcționarea stației, a dispozitivelor de distribuție și a stațiilor de transformare.

Imaginea de mai jos prezintă o diagramă schematică a unei centrale hidroelectrice.

După cum puteți vedea, fluxul de apă rotește turbina generatorului, care generează energie, o furnizează transformatorului pentru conversie, după care este transportată prin linii electrice la furnizor.

Putere

Există diferite centrale hidroelectrice, care pot fi împărțite în funcție de puterea generată:

1. Foarte puternic - cu o producție de peste 25 MW.
2. Medie - cu generare de până la 25 MW.
3. Mic - cu generare de până la 5 MW.

Tehnologii

După cum știm deja, principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice se bazează pe utilizarea energiei mecanice a apei în cădere, care este ulterior transformată în energie electrică folosind o turbină și un generator. Turbinele în sine pot fi instalate fie în baraj, fie în apropierea acestuia. În unele cazuri, se folosește o conductă prin care apa de sub nivelul barajului trece sub presiune ridicată.

Există mai mulți indicatori ai puterii oricărei centrale hidroelectrice: debitul de apă și înălțimea hidrostatică. Ultimul indicator este determinat de diferența de înălțime dintre punctul de început și de sfârșit al căderii libere a apei. La crearea unui design de stație, întregul design se bazează pe unul dintre acești indicatori.

Tehnologiile cunoscute astăzi pentru producerea energiei electrice fac posibilă obținerea unui randament ridicat la conversia energiei mecanice în energie electrică. Uneori este de câteva ori mai mare decât cea a centralelor termice. O astfel de eficiență ridicată se realizează datorită echipamentelor utilizate la centrala hidroelectrică. Este fiabil și relativ ușor de utilizat. În plus, din cauza lipsei de combustibil și a eliberării unei cantități mari de energie termică, durata de viață a unui astfel de echipament este destul de lungă. Defecțiunile sunt extrem de rare aici. Se crede că durata minimă de viață a grupurilor și structurilor generatoare în general este de aproximativ 50 de ani. Deși, de fapt, și astăzi, hidrocentralele care au fost construite în anii treizeci ai secolului trecut funcționează cu destul de mult succes.

Centrale hidroelectrice din Rusia

Astăzi, în Rusia funcționează aproximativ 100 de hidrocentrale. Desigur, capacitatea lor este diferită, iar majoritatea sunt centrale cu o capacitate instalată de până la 10 MW. Există, de asemenea, stații precum Pirogovskaya sau Akulovskaya, care au fost puse în funcțiune în 1937, iar capacitatea lor este de doar 0,28 MW.

Cele mai mari sunt CHE Sayano-Shushenskaya și Krasnoyarskaya, cu o capacitate de 6.400, respectiv 6.000 MW. Urmează stațiile:

1. Bratskaya (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HPP (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

În ciuda numărului mare de astfel de stații, acestea generează doar 47.700 MW, ceea ce este egal cu 20% din volumul total al energiei produse în Rusia.

In cele din urma

Acum înțelegeți principiul de funcționare al centralelor hidroelectrice, care transformă apa mecanică în apă electrică. În ciuda ideii destul de simple de a obține energie, complexul de echipamente și noile tehnologii fac astfel de structuri complexe. Cu toate acestea, în comparație cu ei sunt cu adevărat primitivi.