Электростанция на воде: Посреди озера — солнечная электростанция на воде (фото) | Кадр дня

Электростанция на воде: Посреди озера — солнечная электростанция на воде (фото) | Кадр дня | DW

Содержание

Посреди озера — солнечная электростанция на воде (фото) | Кадр дня | DW

Ренхен • Эта плавучая солнечная электростанция находится посреди карьерного озера около баден-вюртембергского города Ренхен. Большая часть вырабатываемой энергии идет на обеспечение работы здешнего предприятия по добыче песка и гравия. Мощность — 800 тысяч киловатт-часов в год. В выходные дни, когда карьер закрыт, электричество поступает отсюда в общую энергетическую сеть региона.

Понтоны, на которых установлены солнечные батареи, занимают всего два процента площади озера, то есть здесь достаточно места для расширения станции. Однако для этого нужно изменить порядок согласования и разные бюрократические процедуры на федеральном уровне, что сейчас и предлагают сделать здешние политики.

В одном только Бадене насчитывается около полутора сотен карьерных озер, на которых можно разместить такие станции. Обычно эти водоемы на месте бывших карьеров закрыты для свободного доступа по соображениям безопасности, то есть купаться и отдыхать здесь все равно нельзя. В свою очередь, для развития альтернативной энергетики необходимы обширные площади, которых уже не так много в густонаселенной Германии. Как отмечает агентство dpa со ссылкой на экспертов, так как солнечный свет отражается от воды, батареи плавучих станций могут давать примерно на 10 процентов больше энергии, чем установленные на крышах или полях.

Смотрите также:
Возобновляемые источники энергии в Германии

Альтернативные ландшафты Германии
Дисен-ам-Аммерзе (Бавария) • На прошлой июльской неделе мы опубликовали этот снимок из Баварии в нашей рубрике «Кадр за кадром» — причем, руководствуясь чисто эстетическими соображениями: не смогли пройти мимо столь живописного ландшафта. Публикация этого пейзажа с солнечными батареями вызвала оживленное обсуждение в соцсетях — о пользе и вреде возобновляемых источников энергии.
Альтернативные ландшафты Германии
Лемвердер (Нижней Саксония) • Поэтому сегодня продолжим тему солнечных панелей и ветряков на немецких просторах. На возобновляемые источники в Германии уже приходится более 40 процентов всего объема вырабатываемой электроэнергии.
Альтернативные ландшафты Германии
Ульм (Баден-Вюртемберг) • При этом официальная немецкая статистика в этих данных учитывает энергию ветра, солнца, воды, а также получаемую разными путями из биомассы и органической части домашних отходов.
Альтернативные ландшафты Германии
Якобсдорф (Бранденбург) • В 2018 году на наземные (оншорные) и морские (офшорные) ветроэнергетические установки и парки в Германии пришлась почти половина всего объема произведенной возобновляемой энергии — 41 % и 8 % соответственно.
Альтернативные ландшафты Германии
Пайц (Бранденбург) • Доля солнечных электростанций в этом возобновляемом энергетическом «коктейле» достигла 20 %.
Альтернативные ландшафты Германии
Юнде (Нижняя Саксония) • Ровно столько же, то есть 20 % пришлось на использование биомассы в качестве альтернативного источника электрической энергии. Еще три процента дает использование органической части домашних отходов.
Альтернативные ландшафты Германии
Хаймбах (Северный Рейн — Вестфалия) • Оставшиеся семь процентов возобновляемой энергии приходятся на ГЭС. Возможности для строительства гидроэлектростанций в Германии ограничены, но используются эти ресурсы уже очень давно. Эту электростанцию в регионе Айфель построили в 1905 году. Оснащенная современными турбинами, она исправно работает до сих пор.
Альтернативные ландшафты Германии
Халлиг Хооге (Шлезвиг-Гольштейн) • Для полноты картины приведем расклад по всем источникам в Германии за 2018 год: АЭС — 13,3 %, бурый уголь — 24,1 %, каменный уголь — 14,0 %, природный газ — 7,4 %, ГЭС — 3,2 %, ветер — 20,2%, солнце — 8,5 %, биомасса — 8,3 %.
Альтернативные ландшафты Германии
Гарцвайлер (Северный Рейн — Вестфалия) • В 2038 году в Германии намерены полностью отказаться от сжигания бурого угля для получения электроэнергии. Последний атомный реактор, согласно решению федерального правительства, должны вывести из эксплуатации в 2022 году. В прошлом году на АЭС и бурый уголь пришлось более 37 %, которые необходимо будет чем-то замещать.
Альтернативные ландшафты Германии
Сиверсдорф (Бранденбург) • По данным на конец 2018 года в Германии насчитывалось более 29 тысяч наземных ветроэнергетических турбин. В прибрежных морских водах Германии расположено еще около 1350 ветряков, однако более четырех десятков из них еще не были подключены в энергетическую сеть.
Альтернативные ландшафты Германии
Северное море (Шлезвиг-Гольштейн) • Серьезную проблему представляет необходимость строительства новых энергетических трасс для транспортировки энергии из северных регионов, где ветер дует чаще и сильнее (здесь много таких турбин), к потребителям в западные и южные части Германии.
Альтернативные ландшафты Германии
Лебус (Бранденбург) • Эти планы вызывают протесты жителей в тех густонаселенных регионах, по которым линии электропередач должны проходить. В некоторых местах люди требуют убирать высоковольтные ЛЭП под землю.
Альтернативные ландшафты Германии
Рюген (Мекленбург — Передняя Померания) • Планы установки новых ветроэнергетических турбин в разных регионах все чаще наталкиваются в Германии на сопротивление со стороны населения. Соответствующие судебные иски часто имеют успех, что уже заметно сказывается на годовых показателях роста отрасли — тем более, что подходящие места становится находить все труднее.
Альтернативные ландшафты Германии
Вормс (Рейнланд-Пфальц) • Согласно данным службы Deutsche WindGuard, в 2018 году в Германии было введено в эксплуатацию всего 743 новых ветряка. При этом предыдущий 2017 год оказался рекордным в истории развития этого вида возобновляемой энергии в ФРГ: почти 1849 новых установок.
Альтернативные ландшафты Германии
Дассов (Мекленбург — Передняя Померания) • Всего в Германии сейчас насчитывается около тысячи гражданских инициатив, выступающих против строительства новых ветряков. Их сторонники считают, что эти установки разрушают жизненное пространство птиц и летучих мышей, уродуют ландшафты, а инфразвук и прочий постоянный шум этих установок вредит здоровью людей, живущих по соседству.
Альтернативные ландшафты Германии
Восточная Фризия (Нижняя Саксония) • Эти инициативы требуют, в частности, в качестве альтернативы рассматривать газовые и паровые электростанции, повышать эффективность угольных станций, а также пересмотреть решение парламента и правительства Германии об отказе от атомной энергии.
Альтернативные ландшафты Германии
Зауэрланд (Северный Рейн — Вестфалия) • Представители отрасли обычно указывают на недоказанность негативного влияния инфразвука на здоровье. Что касается гибели птиц из-за ветровых установок, специалисты называют разные цифры, максимум — до 200 тысяч в год в целом по Германии. Для сравнения: в результате столкновений со стеклами окон и фасадов погибает около 18 миллионов птиц в год.
Альтернативные ландшафты Германии
Сиверсдорф (Бранденбург) • Летучих мышей гибнет более 100 тысяч в год (по некоторым оценкам, втрое больше) — не только от столкновений с лопастями, но и из-за травм, получаемых в результате завихрений воздуха, когда они пролетают рядом. Много гибнет во время сезонной миграции. Эксперты требуют учитывать эти факторы — в частности, отключать ветряки в часы особой активности летучих мышей.
Альтернативные ландшафты Германии
Бедбург-Хау (Северный Рейн — Вестфалия) • Правила выбора мест для ветряков регулируются земельными законами. Например, в Северном Рейне — Вестфалии минимальное расстояние до жилых построек составляет 1500 метров, в Тюрингии — 750 метров. В Баварии это расстояние вычисляется по формуле «Высота установки х 10», то есть, например, два километра между жилыми зданиями и двухсотметровым ветряком.
Альтернативные ландшафты Германии
Ренцов (Мекленбург — Передняя Померания) • Дискуссии о развитии возобновляемых источников энергии часто ведутся в Германии эмоционально и будут продолжаться в обозримом будущем. Чтобы повысить готовность населения видеть в окрестностях такие установки, предлагается, в частности, отчислять дополнительную часть доходов конкретным регионам на различные нужные и полезные для местных жителей проекты.
Автор: Максим Нелюбин

______________

Хотите читать нас регулярно? Подписывайтесь на наши VK-сообщества «DW на русском» и «DW Учеба и работа» и на Telegram-канал «Что там у немцев?»

Трекеры — системы ориентации солнечных батарей

Вода это неиссякаемый источник энергии наиболее подходящий для получения электрической энергии.

В настоящее время компания «Стройимпекс Плюс» осуществляет поставки электрических мини гидроэлектростанций (Микро ГРЭС) специально разработанных для людей, живущих в отдаленных районах с отсутствием качественного электроснабжения или вовсе его отсутствие.

Такого рода Мини-Генераторы состоят из наклонной турбины и альтернатора переменного тока (однофазного или трехфазного электрогенератора). Такие устройства характеризуются малым весом, и небольшими размерами.

Термин «Микро ГРЭС» обычно используется для гидроагрегатов мощностью до 100 КВт. Такой мощности бывает достаточно, чтобы дать свет в личное хозяйство или небольшой посёлок, а так же для электроснабжения небольших предприятий. Микро-ГРЭС использует энергию воды, и не требует строительства дорогостоящих плотинных сооружений.

Электрогенератор, приводимый в движение силой воды, позволяет получить абсолютно бесплатную энергию. Затраты на обслуживание такого гидрогенератора минимальны, как правило все они заключаются в периодической (один раз за несколько месяцев) смазке подшипников на валу турбины.
Миниатюрные гидроэлектростанции оказались настолько популярны, что теперь их используют тысячи семей и небольших предприятий по всему миру.

Основное развитие Микро-ГРЭС получили в горных районах развивающихся стран, таких как Непал (где эксплуатируется около 2000 систем), в Гималаях, в Южной Америке, в странах вдоль Анд, таких как Перу и Боливии. Мелкие программы использования Микро ГРЭС внедрялись в холмистых районах Шри-Ланки, на Филиппинах, в Китае и в других странах мира.
В глобальном масштабе, гидроэнергетика во всем мире является самым крупным источником электроэнергии из возобновляемых источников, обеспечивающей около 16% мировой электроэнергии (3,040 ТВт*ч в 2006 году). В 1995 году, общая мощность Микро-ГРЭС в мире оценивается в 28 ГВТ, поставляя около 115 млрд. КВт электроэнергии, из которых 40% приходится на развивающиеся страны.

Большое число Малых ГРЭС систем имеют гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем одна большая гидроэлектростанция.

Микро ГРЭС не нарушают экологию, так как не требуют строительства крупных платин и затопления водой значительных площадей, что неизбежно связано с возведением крупных ГРЭС. В большинстве случаев установка такой генераторной установки вообще не требует создания плотины. Миниатюрные гидроэлектростанции выпускаются в однофазном исполнении 110В-220В., и трехфазном 380В.
Для эффективной работы такой турбины необходим очень малый поток воды (от 6 до 12 литров в секунду) при этом на выходе можно получать мощность для питаний небольшого предприятия. Мощность однофазных гидрогенераторов включает модели от 500 Вт до 10 кВт, трехфазных от 6 до 50 кВт. Устанавливаются такие генераторы, как правило, в районах, где протекают небольшие реки, или имеются водопады или плотины.

Для обеспечения привода генератора на горной реке необходимо обеспечить забор воды выше по течению с помощью трубопровода. Диаметр водопровода зависит от мощности гидротурбины, как правило, от 50 до 300 мм. Сама турбина устанавливается ниже водозабора. При таком варианте установки гидроэлектростанции вода собирается по течению, и, направляясь по трубе, вниз служит приводом для водяной турбины.

В турбину вода попадает через специальное сопло, где попадает на лопасти турбины связанной с генератором переменного тока. Конструкция турбины имеет спиральный корпус, который направляет поток воды через лопасти на ротор.
Вес таких гидрогенератов в снаряженном состоянии составляет от 28 до 500 кг.

Установка подобных электростанций необычайно проста. Единственно важным критерием при установке является соблюдение перепада высот водяного гидропровода. После установки нет эксплуатационных затрат и затрат на техническое обслуживание.
Гидротурбина выполнена в одном корпусе с безщеточным генератором и блоком автоматической регулировки выходного напряжения.
Эксплуатация гидрогенератора вырабатывающего электричество не предусматривает необходимость использования в составе такой электростанции источников бесперебойного питания или аккумуляторных батарей.

elsip.ru

Солнечная электростанция на воде перспективы развития отрасли в Украине

Классическая солнечная электростанция располагается на поверхности земли на специальных опорах или трекерах. Это годами отработанная технология, которая при массовом переходе на солнечную энергетику грозит забвением многим тысячам гектаров плодородной (или пригодной для строительства) земли. Данный аспект уже довольно давно рассматривается в государствах с ограниченными земельными ресурсами (Япония, Британия).

Плавучая солнечная электростанция – это комплект солнечных панелей, закрепленных на плавающих платформах.

Существуют, правда, некоторые ограничения, главное из которых касается типа водной глади. Для обустройства наводных солнечных электростанций лучше подходят внутренние водоемы, на которых волновые нагрузки в течение года сведены к минимуму, хотя никто не запрещает использовать подвижные СЭС с возможностью их простой сезонной установки.

Инсоляция и комфортная температура наводных солнечных электростанциях

Кроме экономии земельного ресурса, плавучие солнечные электростанции обладают и иными положительными особенностями.

уровень инсоляции на воде значительно выше за счет отраженных лучей, что прямо влияет на производительность в дни меньшей активности солнца.
температура над водной гладью летом ниже той, которая присутствует в пределах солнечной электростанций, установленных на земле, что также прямо влияет на производительность солнечных панелей.

Крупнейшие плавучие солнечные электростанции в мире

Солнечные панели, цена на которые снижается с каждым годом, уже покрыли немало площадей водной глади в Британии, Японии, а с недавних пор и в Китае.

Китай всего за 1 год сумел вырваться в лидеры по установленной мощности плавучих СЭС. Так в 2017 году была запущена солнечная электростанция с пиковой мощностью 40 МВт в городе Хуайнань провинции Аньхой.

Примечательно, что для установки данной СЭС было выбрано озеро искусственного происхождения, образовавшегося в кратере горнодобывающего предприятия.

Годом ранее в этом же районе была запущена плавучая солнечная электростанция с установленной мощностью 20 МВт, что также больше чем мощность предыдущего мирового лидера от компании Kyocera, расположенного в Японии с пиковой мощностью всего 13,8 МВт.

Потенциал плавучих солнечных электростанций Украины

Итак, солнечные панели крупнейшей плавучей солнечной электростанции Японии занимают площадь 180 квадратных километров. Да, цифра внушительная, однако в Украине площадь водной глади искусственных водохранилищ гораздо выше.

Например, каскад водохранилищ на Днепре может вместить не одну платформу с солнечными панелями. В данном случае важна не столько площадь, сколько равномерное их распределение по территории центральной Украины.

Только наибольшее Кременчугское водохранилище может похвастать площадью 2250 квадратных километров водной поверхности идеально подходящей под размещение солнечных электростанций на воде.

Солнечные электростанции в Украине, установленные на днепровском каскаде способны эффективно взаимодействовать с существующими ГЭС. Такой тандем идеально распределял бы генерацию в течение суток, обеспечивая полноценное функционирование объектов ВИЭ, без временной зависимости.

В Сингапуре введена в строй солнечная электростанция на воде

На первый взгляд, установка солнечных батарей на воду может показаться довольно странной. В действительности плавучие фотоэлектрические фермы имеют ряд преимуществ, включая экономию земельных площадей, которые можно было бы использовать иначе.

14 июля 2021 года информационное агентство Reuters сообщило об открытии новой гигантской солнечной установки в Сингапуре. Плавучая фотоэлектрическая ферма, построенная компанией Sembcorp, занимает внушительную площадь в 45 футбольных полей и будет выполнять весьма специфическую задачу: обеспечивать энергией все водоочистные сооружения в этом районе с населением 5,7 миллиона человек. В ближайшем будущем в Сингапуре планируется установить еще четыре таких завода.

Надо сказать, что эта технология интересна по нескольким причинам. Самое очевидное, что, устанавливая панели на воде, они не занимают места на суше. Однако солнечная энергия обычно требует больших затрат на сушу. Действительно, несмотря на то, что панели можно устанавливать на крышах домов, производительность намного выше, когда речь идет о больших площадях. Таким образом, в последние годы уже появились различные гигантские проекты наземных солнечных парков, например, в Австралии и Китае.

Для стран с довольно ограниченной территорией установка солнечных батарей может стать настоящей проблемой. Поэтому Сингапур сделал выбор в пользу плавучей установки и хочет продолжать двигаться в этом направлении. В Европе такие страны, как Германия и Нидерланды, также заинтересованы в этом типе солнечных ферм.

В то время как страны с ограниченной площадью суши — и доступом к морю или большому озеру — также могут извлечь выгоду из низкого воздействия на углерод и все более конкурентоспособной стоимости солнечной энергии, страны с большой площадью суши также могут найти выгоду в установке плавучих солнечных ферм. Цель состоит в том, чтобы избежать монополизации поверхностей, которые в противном случае могли бы быть использованы. Это могут быть, например, сельскохозяйственные земли или природные территории, подлежащие развитию и защите.

Другая причина может быть очень привлекательной: их доходность. В январе 2021 года ученые из Сингапура и Нидерландов опубликовали исследование, в котором утверждается, что плавучие солнечные фермы имеют более высокую доходность, чем их наземные аналоги. Следует отметить, что когда панели нагреваются, их производительность снижается. Однако близость воды обеспечивает лучшее охлаждение установки и, следовательно, поддерживает уровень ее производительности.

Тем не менее, к дизайну панелей и их будущему расположению не следует относиться легкомысленно. Ведь установки такого типа, в случае плохой калибровки, могут оказать значительное влияние на водную фауну и флору. Однако в британском исследовании, опубликованном в мае 2021 года, говорится, что если проекты ферм хорошо продуманы, они действительно могут оказывать положительное влияние на окружающую среду. Исследователи утверждают, что провели первоначальное моделирование, показавшее, что изменение температуры воды, вызванное этими установками, возможно, компенсирует изменения, вызванные глобальным потеплением.

В Таиланде построят самый большой парк солнечных электростанций на воде

Государственная Электрогенерирующая компания Таиланда (EGAT) обещает к 2037 году запустить 16 платформ общей мощностью 2,7 ГВт. Их разместят в девяти водохранилищах.

Строительство плавучих солнечных электростанций ведется в рамках плана по переходу Таиланда на возобновляемые источники энергии. Согласно принятой правительством программе в 2037 доля ВИЭ в энергетике Таиланда должна быть не менее 27%.

«Как только цены на солнечное оборудование начали снижаться, многие разработчики обратили внимание на водохранилища, подключенные к энергосетям, — говорит Джении Чейз, глава аналитического отдела BloombergNEF в Лондоне. — Похоже, что это отличная комбинация долгосрочного и хорошо структурированного планирования, и отдельные проекты в этой области уже воплощаются».

Размещение станции на поверхности существующих резервуаров ГЭС означает, что компании EGAT не придется вкладывать большие средства в инфраструктуру. Плавучая солнечная ферма подключится к тем же сетям и улучшит производительность гидроэлектрической станции, сглаживая перепады напряжения в периоды засух и обмеления рек. В будущем ее оборудуют литий-ионными аккумуляторами для хранения излишков произведенной энергии.

Восемь из предложенных проектов более чем вдвое превышают по размеру самую крупную на сегодня плавучую солнечную электростанцию — китайский проект на 150 МВт в провинции Аньхой.

Самой крупной в Таиланде станет станция на плотине Сирикит, которая должна начать работу в 2035 году. Ее мощность составит 325 МВт.

Тендер на реализацию первого проекта откроется через два месяца. Участвовать смогут как тайские, так и иностранные компании. Государство выделит $63 млн на постройку плавучей солнечной фермы на 45 МВт на плотине Сириндхорн на севере страны. Начать работу первая станция должна уже в следующем году.

По данным Всемирного банка, плавучие станции дороже наземных примерно на 18% из-за необходимости сооружать платформы с креплениями и более высоких требований к безопасности электрики на воде. Но есть и преимущества: не надо вырубать леса или использовать сельскохозяйственные угодья, а вода, охлаждая панели, повышает их производительность на 10%.

Рекордный рост пророчат плавучим электростанциям аналитики Всемирного банка. Их суммарная мощность достигнет минимум 400 ГВт.

Напомним, что австрийская компания планирует построить на Мальдивах плавучие солнечные станции.

Также для поддержки строительства плавучих солнечных электростанции в Фламандском регионе правительство Бельгии выделило €6 млн., из которых €2 млн. уже получила компания Floating PV NV.

Ранее ЭлектроВести писали, что Lux Research прогнозирует, что к 2021 году глобальная установленная мощность солнечных электростанций удвоится и вырастет до 800 ГВт.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber

Прибрежная (оффшорная) ветряная энергетика | Возобновляемая энергия и ресурсы

Во многих точках нашей планеты в прибрежной зоне континентов и островов дуют постоянные сильные ветра, чья энергия может быть использована человечеством для производства высокорентабельного, экологически чистого электричества. Ветряные электростанции, построенные в неглубокой зоне морей называют оффшорными (от английского «offshore» — «на некотором расстоянии от берега»), а также прибрежными, морскими, шельфовыми или водными (надводными). Это одна из наиболее перспективных областей возобновляемой энергетики, в частности ветряной энергетики, в которую уже осуществляются миллиардные вложения.

Плавающая прибрежная ветряная генерация

На данный момент наиболее распространены морские ветряные турбины, чье основание жестко крепится к морскому дну на небольшой глубине шельфовых зон морей, однако параллельно ведутся разработки в области строительство ветряных турбин на плавающем основании.

Мировой рынок прибрежной ветряной энергетики

Производство энергии из источников прибрежной ветряной генерации увеличилось в пять раз в 2010-2015 гг. Этот сегмент особенно интенсивно развивается в Европе, в странах с обширным выходом к морю таких как Великобритания (где, по оценкам, сосредоточено до 30% всех ветряных ресурсов ЕС), Дания, Бельгия, Германия. Наиболее плотно здесь конкурируют производители ветрооборудования Siemens Gamesa и MHI Vestas.

В 2018 году количество введенных новых мощностей прибрежной ветряной энергетики в мире составило 4,3 ГВт.

Большая часть инвестиций в возобновляемую энергетику — 25,7 млрд долл — пришлась в 2018 году на прибрежную ветряную генерацию, 14% рост по сравнению с предыдущим годом. Часть проектов располагается в Европе, в том числе Moray Firth East мощностью 950 МВт стоимостью 3,3 млрд долл, а также 13 оффшорных ветряных проекта в Китае совокупной мощностью 1,7 ГВт и стоимостью 11,4 млрд долл.

По данным доклада МЭА по оценке успехов в области внедрения технологий возобновляемой энергетики в мире Tracking Clean Energy Progress 2017, в 2016 году в области прибрежной ветряной энергетики рекордно низкие цены были достигнуты в Нидерландах (55-73 долл США за МВт/ч) и Дании (65 долл США за МВт/ч).

Перспективы прибрежной ветряной электроэнергетики в мире

По состоянию на конец 2010-х годов установленная мощность прибрежных ветряных электростанций в Европе находится на уровне около 15 ГВт, а глобальный потенциал составляет более 100 ГВт к 2030 году. Из этого числа плавающие морские ветроэлектростанции составят 10% рынка.

Затраты на производство энергии оффшорными ветряными электростанциями снизятся на 77% к 2040 году.

История прибрежной ветряной энергетики

Первая ветряная электростанция водного типа Vindeby была построена в 1991 году неподалеку от побережья Дании совместными усилиями датской компании DONG (нынешнее название — Ørsted) и немецкой Siemens.

Строительство надводной ветряной электростанции с фиксированным основанием

Установка монофундаментных столбов для ветряной турбины

Для установки ветряной турбины необходим прочно вкопанный в морское дно фундамент. Чаще всего для этого используются заранее произведенные полые монофундаментные столбы. Эти трубы диаметром около 5 метров, длиной до 72 метров и весом от 300 до 550 тонн настолько огромны, что доставить их на корабле — очень сложная задача, поэтому чаще всего их просто сплавляют до места установки, предварительно герметично закрыв оба отверстия. На строительной площадке каждая из труб-фундаментов врывается специальным плавающим краном в морское дно на глубину 35 метров, что занимает приблизительно три часа. Перед тем как вбивать монофундаментные столбы специальным звуком распугивают морских животных вокруг места строительства. После окончания установки конец трубы остается торчать из воды.

Установка базы для турбинной вышки

В верхней части каждого однофундаментного столба устанавливается переходной сегмент, который оснащен механизмом якорного крепления, 25-метровой лестницей, платформой, входной дверью и трубами для защиты силовых кабелей от воды. Переходные сегменты доставляются с берега и устанавливаются специальной подъемной платформой, которая затем корректирует точность их вертикальной установки с максимальной погрешностью 0,3 градуса.

Сборка и установка вышки и ротора ветряной турбины

Каждая из ветряных турбин вначале собираются на земле, поскольку осуществлять подобные работы в воде крайне затруднительно. Две части башни турбинного генератора, гондола (обтекатель) и головка винта скрепляются, после чего на суше же происходит энергетический тест установки. Затем собранная ветряная турбина транспортируется на платформе к месту строительства вместе с лопастями винта, башня устанавливается в гнездо переходного сегмента фундамента, затем к ней крепятся лопасти ротора. В благоприятных погодных условиях сбор одного ветряного турбинного генератора может занять около шести часов.

Соединение турбин между собой, надводная и наземная станции высокого напряжения

Между собой турбины соединяются в единую электросеть высоковольтными кабелями, которые затем надежно закапываются в морское дно. Эта сеть подсоединяется в надводной станции высокого напряжения, которая трансформирует напряжение в 150 кВт для избежания потерь при передаче на дальние расстояния. Станция высокого напряжения располагается примерно в середине ветряной электростанции, от нее до берега тянется многокилометровый кабель толщиной в несколько десятков сантиметров, по которому полученное электричество доставляется до наземной станции высокого напряжения, которая передает его в общую сеть.

Организации, работающие в сфере надводной ветряной энергетики

Компании, работающие в сфере оффшорной ветряной энергетики

Проекты прибрежной ветряной энергетики по всему миру

Ajos (Айос) — наземно-прибрежная ветряная электростанция — 42,4 МВт, Финляндия, 2017
Anholt (Анхольт) — прибрежная ветряная электростанция — 400 МВт, Дания, 2013
Arkona (Аркона) — прибрежная ветряная электростанция — 385 МВт, Германия, 2019
Barrow (Бэрроу) — прибрежная ветряная электростанция — 90 МВт, Великобритания, 2006
Belwind (Белвинд) — прибрежная ветряная электростанция — 165 МВт, Бельгия, 2010
Block Island (Блок Айленд) — прибрежная ветряная электростанция — 30 МВт, США, 2016
Borkum Riffgrund 1 (Боркум Риффгрунд 1) — прибрежная ветряная электростанция — 312 МВт, Германия, 2015
Borkum Riffgrund 2 (Боркум Риффгрунд 2) — прибрежная ветряная электростанция — 450 МВт, Германия, 2019
Borssele 1 и 2 (Борселе 1 и 2) — наземные ветряные электростанции — 752 МВт, Нидерланды, 2020
Burbo Bank (Бурбо Бэнк) — прибрежная ветряная электростанция — 90 МВт, Великобритания, 2007
Burbo Bank Extension (Бурбо Бэнк Экстеншен) — прибрежная ветряная электростанция — 258 МВт, Великобритания, 2017
Choshi (Тоси) — прибрежная ветряная электростанция — Япония
Coastal Virginia (Коустал Вирджиния) — прибрежная ветряная электростанция — 12 МВт, США, 2020
DanTysk (ДанТыск) — прибрежная ветряная электростанция — 288 МВт, Германия, 2015
Dogger Bank (Доггер-Бaнк) — прибрежные ветряные электростанции — 3.6 ГВт, Великобритания, 2023
Dudgeon (Даджен) — прибрежная ветряная электростанция — 402 МВт, Великобритания, 2017
Empire Wind (Эмпайр Винд) — прибрежная ветряная электростанция — 816 МВт, США, 2024
Global Tech 1 (Глобал Тех 1) — прибрежная ветряная электростанция — 400 МВт, Германия, 2015
Gode Wind 1, 2 (Годе Винд 1 и 2) — прибрежные ветряные электростанции — 582 МВт, Германия, 2016
Greater Changhua (Большой Чжанхуа) — прибрежные ветряные электростанции — 900 МВт, Тайвань
Gunfleet Sands 1 и 2 (Ганфлит Сэндс 1-2) — прибрежные ветряные электростанции — 173 МВт, Великобритания, 2010
Horns Rev 2 (Хорнс Рев 2) — прибрежная ветряная электростанция — 209 МВт, Дания, 2009
Hornsea (Хорнси) — прибрежные ветряные электростанции — 5 ГВт, Великобритания, 2020
Lincs (Линкс) — прибрежная ветряная электростанция — 270 МВт, Великобритания, 2013
London Array (Лондон Эррей) — прибрежная ветряная электростанция — 630 МВт, Великобритания, 2013

Принцип работы ТЭЦ

Чтобы газ лучше горел, в котлах установлены тягодутьевые механизмы. В котел подается воздух, который служит окислителем в процессе сгорания газа. Для снижения уровня шума механизмы снабжены шумоглушителями. Образовавшиеся при горении топлива дымовые газы отводятся в дымовую трубу и рассеиваются в атмосфере.

Раскаленный газ устремляется по газоходу и нагревает воду, проходящую по специальным трубкам котла. При нагревании вода превращается в перегретый пар, который поступает в паровую турбину. Пар поступает внутрь турбины и начинает вращать лопатки турбины, которые связаны с ротором генератора. Энергия пара превращается в механическую энергию. В генераторе механическая энергия переходит в электрическую, ротор продолжает вращаться, создавая в обмотках статора переменный электрический ток.

Через повышающий трансформатор и понижающую трансформаторную подстанцию электроэнергия по линиям электропередач поступает потребителям. Отработавший в турбине пар направляется в конденсатор, где превращается в воду и возвращается в котел. На ТЭЦ вода движется по кругу. Градирни предназначены для охлаждения воды. На ТЭЦ используются вентиляторные и башенные градирни. Вода в градирнях охлаждается атмосферным воздухом. В результате выделяется пар, который мы и видим над градирней в виде облаков. Вода в градирнях под напором поднимается вверх и водопадом падает вниз в аванкамеру, откуда поступает обратно на ТЭЦ. Для снижения капельного уноса градирни оснащены водоуловителями.

Водоснабжение осуществляется от Москвы-реки. В здании химводоочистки вода очищается от механических примесей и поступает на группы фильтров. На одних она подготавливается до уровня очищенной воды для подпитки теплосети, на других — до уровня обессоленной воды и идет на подпитку энергоблоков.

Цикл, используемый для горячего водоснабжения и теплофикации, также замкнутый. Часть пара из паровой турбины направляется в водонагреватели. Далее горячая вода направляется в тепловые пункты, где происходит теплообмен с водой, поступающей из домов.

Высококлассные специалисты «Мосэнерго» круглосуточно поддерживают процесс производства, обеспечивая огромный мегаполис электроэнергией и теплом.

Как работает парогазовый энергоблок

Факты и информация о гидроэнергетике

Люди веками использовали энергию речных течений, используя водяные колеса, вращаемые реками, первоначально для обработки зерна и ткани. Сегодня гидроэнергетика обеспечивает около 16 процентов мировой электроэнергии, вырабатывая электроэнергию во всех штатах США, кроме двух.

Гидроэнергетика стала источником электроэнергии в конце 19 века, через несколько десятилетий после того, как британско-американский инженер Джеймс Фрэнсис разработал первую современную водяную турбину. В 1882 году первая в мире гидроэлектростанция начала работать в Соединенных Штатах вдоль реки Фокс в Аплтоне, штат Висконсин.

Как работает гидроэнергетика

Типичная гидроэлектростанция — это система, состоящая из трех частей: электростанции, на которой производится электричество, плотины, которую можно открывать или закрывать для регулирования потока воды, и резервуара, в котором хранится вода. Вода за плотиной проходит через водозабор и толкает лопасти турбины, заставляя их вращаться. Турбина вращает генератор для производства электроэнергии.

Количество электроэнергии, которое может быть произведено, зависит от того, как далеко падает вода и сколько воды проходит через систему.Электроэнергия может транспортироваться по дальним линиям электропередачи в дома, фабрики и предприятия. Другие типы гидроэлектростанций используют сток через водный путь без плотины.

Крупнейшие гидроэлектростанции

Китай, Бразилия, Канада, США и Россия входят в пятерку крупнейших производителей гидроэнергии. Крупнейшая в мире гидроэлектростанция с точки зрения установленной мощности — Три ущелья (Санся) на реке Янцзы в Китае, что составляет 1,4 мили (2.3 километра) в ширину и 607 футов (185 метров) в высоту. Объект, который фактически вырабатывает больше всего электроэнергии в год, — это завод Итайпу, расположенный на реке Парана между Бразилией и Парагваем.

Самая большая гидроэлектростанция в Соединенных Штатах находится на плотине Гранд-Кули на реке Колумбия в Вашингтоне, штате, который получает около двух третей электроэнергии за счет гидроэлектроэнергии.

Гидроэнергетика за и против

Гидроэнергетика имеет несколько преимуществ. После того, как плотина построена и оборудование установлено, источник энергии — проточная вода — становится бесплатным.Это чистый источник топлива, возобновляемый снегом и дождями. Гидроэлектростанции могут поставлять большие объемы электроэнергии, и их относительно легко настроить в соответствии с потребностями, контролируя поток воды через турбины.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

1/10

Река Хила извивается через национальный лес Нью-Мексико. Эта свободно текущая река высыхает из-за чрезмерного использования снежного покрова и изменения климата. Он сталкивается с потенциально масштабным проектом по отводу воды от верхней части реки Нью-Мексико.

Река Хила извивается через национальный лес Гила в Нью-Мексико. Эта свободно текущая река высыхает из-за чрезмерного использования и изменения климата снежного покрова.Он сталкивается с потенциально масштабным проектом, который отвлечет воду от верхней части реки Нью-Мексико.

Фотография Майкла Мелфорда, Nat Geo Image Collection

Но проекты крупных плотин могут разрушить речные экосистемы и окружающие сообщества, нанося вред дикой природе и вытесняя жителей. Например, плотина «Три ущелья» привела к перемещению примерно 1,2 миллиона человек и затопила сотни деревень.

Плотины также не позволяют рыбам, таким как лосось, плавать вверх по течению и нереститься.Хотя такое оборудование, как рыболовные лестницы, предназначено для того, чтобы лосось мог подниматься и преодолевать плотины и заходить в районы нереста вверх по течению, такие меры не всегда эффективны. В некоторых случаях рыбу собирают и возят на грузовиках вокруг препятствий. Тем не менее, наличие плотин гидроэлектростанций часто может изменить характер миграции и нанести ущерб популяциям рыб. Например, в бассейне реки Колумбия на северо-западе Тихого океана лосось и стальной лосось потеряли доступ к примерно 40 процентам своей исторической среды обитания из-за плотин.

Гидроэлектростанции также могут вызывать низкий уровень растворенного кислорода в воде, что вредно для речной среды обитания.Также могут пострадать и другие дикие животные: в Индонезии гидроэнергетический проект угрожает редким орангутанам тапанули, потому что он может разрушить их среду обитания.

Изменение климата и повышенный риск засухи также влияют на гидроэлектростанции мира. Согласно исследованию 2018 года, в западной части США выбросы углекислого газа за 15-летний период были на 100 мегатонн выше, чем обычно, поскольку коммунальные предприятия обратились к углю и газу для замены гидроэнергетики, потерянной из-за засухи.

Даже перспектива получения безуглеродной электроэнергии от гидроэнергетики была подорвана открытиями о том, что разлагающийся органический материал в водохранилищах высвобождает метан, мощный парниковый газ, который способствует глобальному потеплению.

Однако некоторые утверждают, что воздействие гидроэнергетики на окружающую среду может быть смягчено и оставаться низким по сравнению со сжиганием ископаемого топлива. В некоторых местах проекты малых гидроэлектростанций могут использовать преимущества существующих водных потоков или инфраструктуры. Специальные водозаборники и турбины могут помочь обеспечить лучшую аэрацию воды, сбрасываемой из плотины, для решения проблемы низкого растворенного кислорода.Плотины можно планировать более стратегически, чтобы, например, пропустить рыбу, в то время как потоки воды у существующих плотин можно откалибровать, чтобы дать экосистемам больше времени на восстановление после циклов наводнений. И продолжаются исследования способов сделать проекты гидроэнергетики более дружественными по отношению к окружающим их экосистемам.

Растущее движение также работает над сносом плотин, которые больше не функционируют или не нужны по всему миру, с целью восстановления большего количества естественных рек и многих благ, которые они приносят дикой природе и людям, включая отдых.

Типы гидроэнергетики

Возобновляемая гидроэнергетика — это чистый, надежный, универсальный и недорогой источник производства электроэнергии и ответственного управления водными ресурсами.

Рисунок 1: Гидроэнергетический объект и основные компоненты

Гидроэнергетические системы

Существует четыре основных типа гидроэнергетических проектов. Эти технологии часто могут пересекаться. Например, проекты по хранению часто могут включать в себя элемент перекачивания для пополнения воды, которая естественным образом поступает в водохранилище, а проекты по русловому водохранилищу могут обеспечить некоторую емкость для хранения.

Русловая гидроэлектростанция: сооружение, которое направляет текущую воду из реки через канал или водоотвод для вращения турбины. Обычно в русловых проектах мало или совсем нет хранилищ. Русло реки обеспечивает непрерывное снабжение электроэнергией (базовая нагрузка) с некоторой гибкостью работы при ежедневных колебаниях спроса за счет расхода воды, который регулируется объектом.
Накопительная гидроэнергетика: обычно представляет собой большую систему, в которой для хранения воды в резервуаре используется плотина.Электроэнергия производится путем выпуска воды из резервуара через турбину, которая приводит в действие генератор. Накопительная гидроэнергетика обеспечивает базовую нагрузку, а также возможность отключения и запуска в короткие сроки в соответствии с требованиями системы (пиковая нагрузка). Он может предложить достаточную емкость для хранения, чтобы работать независимо от гидрологического притока в течение многих недель или даже месяцев.
Насосная гидроаккумулирующая энергия: обеспечивает подачу пиковой нагрузки, используя воду, которая циркулирует между нижним и верхним резервуаром с помощью насосов, которые используют избыточную энергию из системы в периоды низкого спроса.Когда спрос на электроэнергию высок, вода сбрасывается обратно в нижний резервуар через турбины для производства электроэнергии. Узнать больше .
Морская гидроэнергетика: менее устоявшаяся, но растущая группа технологий, использующих приливные течения или силу волн для выработки электроэнергии из морской воды.

Продолжайте наращивать свои знания в области гидроэнергетики на виртуальном Всемирном конгрессе по гидроэнергетике 2021 года 7–24 сентября. Вы можете зарегистрироваться бесплатно для участия.

Рис. 2: Накопительная гидроаккумулирующая энергия

‍

Гидроэнергетика | Национальное географическое общество

Гидроэнергетика, также называемая гидроэлектроэнергией или гидроэлектроэнергией, представляет собой форму энергии, которая использует энергию движения воды, например, воды, текущей по водопаду, для выработки электроэнергии. Люди использовали эту силу тысячелетиями. Более двух тысяч лет назад люди в Греции использовали проточную воду, чтобы превратить колесо своей мельницы, чтобы перемолоть пшеницу в муку.

Как работает гидроэнергетика?

Большинство гидроэлектростанций имеют резервуар с водой, задвижку или клапан для контроля количества воды, вытекающей из резервуара, а также выпускное отверстие или место, куда вода попадает после стекания вниз. Вода приобретает потенциальную энергию непосредственно перед тем, как переливается через вершину плотины или стекает с холма. Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, когда вода течет вниз. Воду можно использовать для вращения лопастей турбины для выработки электроэнергии, которая распределяется среди потребителей электростанции.

Типы гидроэлектростанций

Существует три различных типа гидроэлектростанций, наиболее распространенным из которых является водохранилище. В водохранилище плотина используется для управления потоком воды, хранящейся в бассейне или резервуаре. Когда требуется больше энергии, из плотины сбрасывается вода. Как только вода выпускается, сила тяжести берет верх, и вода течет вниз через турбину. Когда лопасти турбины вращаются, они приводят в действие генератор.

Другой тип гидроэлектростанции — водозаборное сооружение. Этот вид растений уникален тем, что не использует плотину. Вместо этого он использует серию каналов для направления текущей речной воды к турбинам, приводящим в действие генераторы.

Третий тип заводов — гидроаккумулирующие. Эта установка собирает энергию, произведенную из солнечной, ветровой и ядерной энергии, и хранит ее для будущего использования. Станция накапливает энергию, перекачивая воду из бассейна на более низкой высоте в резервуар, расположенный на более высокой высоте.Когда есть высокий спрос на электричество, сбрасывается вода, находящаяся в верхнем бассейне. Когда эта вода стекает обратно в нижний резервуар, она вращает турбину для выработки большего количества электроэнергии.

Насколько широко в мире используется гидроэнергетика?

Гидроэнергетика — наиболее часто используемый возобновляемый источник электроэнергии. Китай — крупнейший производитель гидроэлектроэнергии. Другие ведущие производители гидроэнергии по всему миру включают США, Бразилию, Канаду, Индию и Россию.Примерно 71 процент всей возобновляемой электроэнергии, производимой на Земле, вырабатывается гидроэнергетикой.

Какая самая большая гидроэлектростанция в мире?

Плотина «Три ущелья» в Китае, сдерживающая реку Янцзы, является крупнейшей гидроэлектростанцией в мире с точки зрения производства электроэнергии. Плотина имеет длину 2335 метров (7660 футов) и высоту 185 метров (607 футов) и имеет достаточно генераторов, чтобы производить 22 500 мегаватт энергии.

Гидроэнергетика и другие технологии гидроэнергетики

Водные технологии включают множество систем, использующих океан или пресную воду для производства электроэнергии или тепловой энергии.Самая известная водная технология — гидроэнергетика, в которой сила движения воды приводит в движение турбину, которая, в свою очередь, запускает генератор для выработки электричества. Гидроэнергетика и другие водные технологии являются возобновляемыми, поскольку их топливо естественным образом пополняется за счет круговорота воды; они представляют собой чистую альтернативу сжиганию ископаемого топлива, вызывающему изменение климата. Гидроэнергетика не требует покупки топлива для производства, в отличие от природного газа, угля и других топливных установок. Единственные затраты — это строительство и эксплуатация объектов генерации.

В глобальном масштабе гидроэнергетика составляет около 15 процентов производства электроэнергии. В 2014 году гидроэлектростанции США имели мощность около 101000 мегаватт (МВт) и производили 6 процентов всей энергии и 48 процентов возобновляемой электроэнергии в Соединенных Штатах. Хотя наиболее подходящие площадки для крупномасштабных плотин были разработаны в Соединенных Штатах и во всем мире, существует множество возможностей для установки гидроэнергетических систем на существующих плотинах, которые в настоящее время не имеют возможности генерировать энергию, и использовать другие технологии гидроэнергетики в реках, приливных зонах и в открытом океане.Согласно двум исследованиям Министерства энергетики США, проведенным в 2012 году, существующие плотины, которые в настоящее время не производят электроэнергию, могут обеспечить 12000 МВт дополнительной мощности, а если будут построены новые сооружения (в том числе те, которые используют волны и приливные течения), гидроэнергетика потенциально может обеспечить 15 процентов мощности. электричества Америки к 2030 году (против 6 процентов сегодня).

Гидроэнергетические сооружения можно устанавливать на реках, океанах или озерах.

Реки

Плотины

Крупные плотины гидроэлектростанций на крупных реках являются наиболее развитыми генераторами водной энергии.Насосные хранилища или водохранилища накапливают воду в резервуаре для сброса для использования, когда река течет медленнее или во время пикового спроса на энергию. Это обеспечивает надежную выработку электроэнергии при базовой нагрузке. Плотина Гувера в Неваде и плотина Гранд-Кули в Вашингтоне являются примерами таких крупных сооружений. Большие плотины также удовлетворяют многочисленные социальные потребности, такие как ирригация, борьба с наводнениями и отдых.

У резервуарных растений есть несколько недостатков. Исследования показывают, что большие водохранилища в бореальном и тропическом климате выделяют столько же парниковых газов, сколько электростанция, работающая на ископаемом топливе.Затопленная растительность разлагается, выделяя метан и углекислый газ в виде большого выброса в начале срока службы плотины и продолжающегося в меньших количествах на протяжении всего периода использования плотины. Дальнейшие воздействия включают изменения температуры воды, растворенного кислорода и других питательных веществ, ущерб экосистеме реки, перемещение сообществ из-за изменения течения реки и нестабильность берегов реки, ведущую к обезлесению, наводнениям и эрозии. Гидроэнергетика уязвима к изменению климата. Продолжительные засухи могут снизить уровень воды в реке, снизив выработку электроэнергии, в то время как таяние ледников, быстрое таяние снежного покрова или изменение режима выпадения осадков от снега до дождя могут значительно изменить речной сток.

Русло реки

Русловые станции не имеют водохранилищ, но могут использовать низкоуровневые плотины для увеличения разницы между уровнем забора воды и турбиной. В этом случае естественный речной поток вырабатывает электроэнергию, и количество вырабатываемой энергии колеблется в зависимости от цикла реки. Хотя русловая технология может использоваться для крупномасштабного производства электроэнергии, она обычно применяется для снабжения отдельных населенных пунктов электричеством мощностью менее 30 МВт.Эта форма производства электроэнергии популярна в сельских районах Китая, но может применяться во многих местах, в том числе в Соединенных Штатах. Технология русла реки, как правило, нарушает речной сток в гораздо меньшей степени по сравнению с крупными плотинами гидроэлектростанций.

Текущая

Текущее поколение работает аналогично ветряной турбине, но под водой. Поскольку вода более плотная, чем воздух, вода, движущаяся с заданной скоростью, будет производить гораздо больше энергии, чем та, которая генерируется сопоставимой скоростью ветра.Однако сама турбина должна быть сильнее и, следовательно, дороже. Воздействие существующих турбин на окружающую среду неясно. Это может нанести вред популяциям рыб, но были разработаны безопасные для рыбы турбины.

В Соединенных Штатах есть много потенциальных мест, где может произойти текущая генерация, и несколько проектов находятся в стадии реализации, в том числе в Ист-Ривер в Нью-Йорке и в заливе Сан-Франциско. Федеральная комиссия по регулированию энергетики выдала в США первую лицензию на пилотный проект коммерческой приливной энергетики в 2012 году.Десятилетняя лицензия ставит проект Ист-Ривер (приливная энергия острова Рузвельта) на путь строительства 30 турбин для выработки 1 МВт.

Океаны

Приливная плотина

Приливная сила океана использует предсказуемый цикл энергии, производимой приливами. Приливная плотина работает так же, как плотина большого водохранилища, но размещается у входа в залив или лиман. Удерживаемая вода в заливе выпускается через турбины в плотине и генерирует энергию.Прилив должен иметь достаточно большой диапазон между приливом и отливом, около десяти футов, чтобы плотина работала экономично. Лучшие потенциальные участки расположены в Северной Европе и на западном побережье США. Приливная плотина в Ла-Рансе, Франция, действует с 1967 года и имеет мощность 240 МВт. Потенциальное воздействие заграждений на окружающую среду может быть значительным, поскольку они построены в хрупких экосистемах устья, но в стадии разработки находятся менее интрузивные конструкции, такие как заборы или плавучие баржи.

Приливное течение

Подобно технологиям речного течения, турбины, закрепленные на дне океана или подвешенные к бую на пути океанического течения, могут использоваться для выработки электроэнергии. Хотя эта технология находится на стадии разработки, некоторые потенциальные местоположения в Соединенных Штатах включают залив Мэн, Северную Каролину, Тихоокеанский северо-запад и Гольфстрим у побережья Флориды.

Волна

Когда ветер движется по поверхности океана, он передает энергию воде и создает волны.Хотя волны меняются по размеру и скорости, они предсказуемы и постоянно создаются. Только в прибрежных водах США общая годовая энергия волн составляет 2100 тераватт-часов.

Испытываются различные технологии преобразования энергии волн в электричество. Большинство систем улавливают энергию на поверхности волн или используют разницу давлений чуть ниже поверхности. Эти системы используют волны волн для создания давления и перемещения гидравлических насосов или сжатого воздуха, что, в свою очередь, приводит в движение генераторы.Воздействие волновых генераторов на окружающую среду полностью не изучено, но считается минимальным и зависит от конкретной площадки.

Лучшими потенциальными местами для генерации волн являются океанические районы с сильными ветровыми течениями. Эти области находятся между 30 ° и 60 ° широты, полярные районы с частыми штормами, районы вблизи экваториальных пассатов и западные побережья континентов. Гибридная ветро-волновая технология для морских энергетических ферм находится в стадии разработки. Потенциальные места в Соединенных Штатах для гибридных ветроэнергетических ферм включают прибрежные районы восточного побережья и тихоокеанского северо-запада.

Преобразование тепловой энергии океана

Преобразование тепловой энергии океана (OTEC) использует пар, полученный из теплой поверхностной воды, для вращения генерирующих турбин. В холодной глубоководной океанской воде пар снова конденсируется в воду для повторного использования. Между поверхностной и глубокой водой необходима разница температур в 36 ° F. Возможные участки включают тропические острова. OTEC находится на ранней стадии разработки и еще не является рентабельным из-за высокой стоимости перекачки глубинной воды на наземные электростанции.OTEC может работать в паре с системами кондиционирования воздуха в океане (см. Ниже). Кроме того, богатая питательными веществами глубокая вода может помочь в аквакультуре. В поверхностных прудах с глубокой водой можно выращивать лосося, омаров и другие морепродукты, а также планктон и водоросли.

Тепловое кондиционирование океана / озера

Вода может использоваться не только для выработки электроэнергии, но и для непосредственного получения тепловой энергии. Вода из озер или океанов может обеспечить кондиционирование воздуха в зданиях. Холодная глубинная вода используется для охлаждения пресной воды, которая циркулирует по зданию в системе с замкнутым трубопроводом, обеспечивая кондиционирование воздуха с меньшими затратами, чем традиционные методы.Израсходованная вода возвращается в океан или озеро, чтобы возобновить цикл. Холодная глубокая вода должна иметь температуру от 39 ° F до 45 ° F и находиться близко к берегу, чтобы быть экономичной. Примеры систем термического охлаждения океана можно увидеть на Гавайях (совмещенных с объектами OTEC) и в Торонто, где вода из озера Онтарио используется для кондиционирования зданий в центре города. Крупномасштабный проект OTEC (100 МВт +), расположенный в островных сообществах, таких как Пуэрто-Рико, Гавайи или Гуам, может быть экономически жизнеспособным.

Подробнее о гидроэнергетике:

Просмотреть другие записи с тегом «Гидроэнергетика»

ГЭС — обзор

6.03.1.1.3 Строительство гидроэлектростанций

Гидроэлектростанции планируются, строятся и эксплуатируются для удовлетворения потребностей человека: выработка электроэнергии, орошаемое сельскохозяйственное производство, борьба с наводнениями, общественное и промышленное водоснабжение, питьевое водоснабжение и другие различные цели. Плотины гидроэлектростанций накапливают воду в резервуарах в периоды высокого стока, которые затем можно использовать для нужд человека в периоды низкого стока (то есть, когда естественный сток недостаточен). Положительное влияние плотин заключается в улучшении контроля над наводнениями и улучшении благосостояния в результате нового доступа к ирригационной и питьевой воде.Что касается роли плотин, имея в виду их многоцелевые функции, уместно сослаться на г-на Джамаля Сагира, представителя Всемирного банка на конференции Hydro 2004 в Порту, Португалия, октябрь 2004 г .:

(…) вода для еды, вода для канализации, вода для питья, вода для энергоснабжения — это оружие в борьбе с голодом и бедностью.

Несмотря на это, по-прежнему существуют серьезные опасения по поводу воздействия плотин на окружающую среду.Борьба с наводнениями с помощью плотин снижает объемы сброса в периоды естественных паводков. Изменение характера потока ниже по течению (то есть интенсивности, времени и частоты) может привести к изменению режима наносов и питательных веществ ниже по течению от плотины. Температура и химический состав воды изменяются и, следовательно, могут привести к нарушению целостности речной системы. Эти воздействия на окружающую среду являются сложными и далеко идущими, могут возникать в отдаленных районах, далеко от участка плотины, могут возникать во время строительства плотины или позже, и могут повлиять на биоразнообразие и продуктивность природных ресурсов.

Каждая гидроэлектростанция имеет свои рабочие характеристики. Плотины расположены в самых разных условиях — от высокогорья до низменности, от умеренного до тропического, реки с быстрым и медленным течением, в городских и сельских районах, с отводом воды и без него. Воздействие водозабора различается между северными странами, где наблюдается умеренный климат и незначительное орошение, и полузасушливыми странами, которые могут иметь широкое использование за пределами реки и высокие коэффициенты испарения. Комбинация типа плотины, операционной системы и контекста, в котором плотины расположены, дает широкий спектр условий, которые зависят от конкретного участка и сильно варьируются.Эта сложность затрудняет обобщение информации о воздействии плотин на экосистемы, поскольку каждый конкретный контекст, вероятно, будет иметь разные типы воздействий и с разной степенью интенсивности. Кроме того, высота плотин и площади их водохранилищ чрезвычайно изменчива.

Плотины для борьбы с наводнениями служат для смягчения пикового стока. Обычно плотины гидроэлектростанций проектируются так, чтобы обеспечить регулирование потока с целью максимизации выработки электроэнергии, и, следовательно, имеют тенденцию оказывать аналогичное влияние на структуру потока ниже по течению.Однако, если целью является обеспечение мощности в периоды пиковой нагрузки, в течение коротких периодов могут происходить значительные колебания расхода, вызывая искусственные паводки или наводнения ниже по течению. Плотины для орошения вызывают умеренные колебания режима потока в более длительном масштабе времени, сохраняя воду во время высокого потока для использования во время низкого потока. Потоки, превышающие емкость хранилища, обычно разливаются, позволяя некоторым паводкам проходить вниз по течению, хотя и в направленной и, следовательно, ослабленной форме. Поскольку плотины часто предназначены для выполнения нескольких функций, их воздействия будут иметь комбинацию вышеуказанных форм.Следует отметить, что гидротехнические сооружения, такие как плотины и плотины, а также водозаборные сооружения или проекты переброски между бассейнами, могут оказывать аналогичное воздействие на плотины.

В этой главе собраны достижения в области знаний и современных технологий, используемых для предотвращения или смягчения экологического воздействия плотин на природную экосистему, а также на людей, средства к существованию которых зависят от них.

Гидроэлектростанция | Услуги и услуги кампуса

Корнельская гидроэлектростанция

Первый объект по производству электроэнергии в ущелье Фолл-Крик был построен в начале 1880-х годов.Эта установка питалась водой от плотины чуть выше нынешней установки, с водяным колесом чуть выше нынешней установки с кабелем к генератору, расположенным рядом с литейным цехом. В 1904 году построен нынешний завод. Строительство предшествовало замене плотины Трипхаммер немного западнее ее первоначального местоположения, начиная с 1896 года. Вода подается на завод из озера Биби через подземный напорный трубопровод диаметром пять футов и длиной 1700 футов. Существующий водозабор датируется 1953 годом и был модернизирован в 1981 году. Его планируется обновить в 2017 году для увеличения производства.

Первоначальная мощность установки составляла 300 кВт с двумя турбинами Pelton Wheel и двумя возбудителями постоянного тока мощностью 30 кВт. В 1913 году он был увеличен за счет добавления турбины Фрэнсиса мощностью 360 кВт. Капитальный ремонт объекта был проведен в 1935 году после полного затопления. В 1957 году генератор № 2 был заменен на агрегат мощностью 175 кВт. Мощность станции тогда составляла 850 кВт при 2400 вольт. В такой конфигурации завод последний раз работал в 1970 году. В 1972 году он подвергся вандализму.

В 1981 году завод был полностью отремонтирован и демонтировано все оригинальное оборудование.Были установлены две турбины поперечного потока Ossberger общей номинальной мощностью 1780 кВт. Однако мощность установки ограничена примерно 1200 кВт из-за размера напорного трубопровода. Модернизация завода с 2007 года включает новые элементы управления ПЛК, новую крышу и лестницу электростанции, а также полный заводской капитальный ремонт обеих турбин Ossberger.
Эта гидроэлектростанция работает по принципу «русло реки», что означает, что вода не хранится. В любое время через плотину должны проходить 10 км / ч. Среднегодовая выработка этого растения — 4 штуки.От 5 млн кВтч до 5,5 млн кВтч.

Активы гидростанций
	Блок № 1	Блок № 2
Производитель турбины	Оссбергер	Оссбергер
Тип , модель	Crossflow G8069 / 17g (2 ячейки)	Crossflow G1078 / 20g (2-элементный)
Номинальная мощность	712 кВт (консервативный рейтинг)	997 кВт (консервативный рейтинг)
Чистый напор	115 футов	115 футов
Скорость выгрузки	88.3 CFS	123,5 КОС
Производитель усилителя	Флендер	Флендер
Модель	Сен 360	Сен 450
Производитель генератора	Опора	Опора
Тип	Асинхронный двигатель	Асинхронный двигатель
Номинальная мощность	750 кВт	1030 кВт
Напряжение	2400 В	2400 В

Производство электроэнергии требует большого количества воды — как лучше всего это исправить?

Прошло девять месяцев с тех пор, как рекордное количество осадков урагана Харви нанесло ущерб штату Техас, и сейчас большая часть штата находится в засухе .В то же время более 15 процентов западной части Соединенных Штатов находятся в экстремальной засухе , по сравнению с практически нулевым процентом год назад. Во всем мире во многих регионах наблюдается засуха , истощение подземных вод и дефицит муниципальной воды .

Решение этих проблем потребует инвестиций в технологии и инфраструктуру для экономии воды и увеличения традиционных источников водоснабжения. Одной из очевидных целей для экономии воды является сектор электроэнергетики, который потребляет триллиона галлонов воды в год.Вопрос в том, должны ли мы сосредоточиться на сокращении количества потребляемой гидроэлектростанциями воды или использовать вырабатываемую ими электроэнергию для производства пресной воды путем опреснения. Давайте углубимся, чтобы узнать, как на самом деле сравниваются эти две стратегии.

Как электростанции потребляют воду?

Согласно одной из оценок , производство электроэнергии потребляет более трех триллионов галлонов воды во всем мире в год. Почему электростанции так жаждут? На большинстве электростанций для выработки электроэнергии используется паровая турбина.Пар, выходящий из турбины, необходимо охладить, снова конденсировать в воду и рециркулировать через систему, как показано на рисунке ниже. В этом процессе охлаждения большая часть воды расходуется на электростанциях.

На большинстве электростанций для выработки электроэнергии используется паровая турбина. Кредит: Джеффри М. Филлипс Уэббер Энергетическая группа
Согласно Управлению энергетической информации США (EIA ), большинство электростанций в США используют системы охлаждения с «замкнутым циклом» или «рециркуляцией».Иллюстрация рециркуляционной системы охлаждения показана ниже. В рециркуляционных системах охлаждения отдельный поток воды используется для охлаждения и конденсации пара, выходящего из турбины. При этом нагревается охлаждающая вода, которая затем распыляется в градирню. Некоторые из этих капель горячей воды испаряются и всплывают из градирни, в результате чего тепло выходит из системы охлаждения. Вода, теряемая на испарение, — это вода, «потребляемая» электростанцией. «Потребление» не означает, что вода исчезла навсегда, поскольку она в конечном итоге снова попадает в водную систему через дождь, но вода больше не доступна локально после того, как испаряется.
Большинство электростанций в США имеют системы рециркуляционного охлаждения, в которых используется испарительное охлаждение для конденсации пара на выходе из паровой турбины. Кредит: Джеффри М. Филлипс Уэббер Energy Group
Можно ли охлаждать электростанции без воды?
С таким большим беспокойством о потреблении воды на электростанции вы можете спросить: «Почему бы просто не исключить воду из уравнения и не использовать большой вентилятор для охлаждения пара, выходящего из турбины?» Такие системы «сухого охлаждения» действительно существуют и были развернуты в регионах с дефицитом воды по всему миру, включая части ЮАР , Китай и США. К сожалению, системы сухого охлаждения имеют тенденцию снижать эффективность электростанции. Паровая турбина производит больше мощности, когда пар охлаждается до более низкой температуры. Таким образом, в жаркий день выходная мощность и эффективность электростанции с сухим охлаждением будут значительно ниже, чем у аналогичной электростанции с мокрым охлаждением. Таким образом, жизнеспособность систем сухого охлаждения как стратегии экономии воды зависит от того, сколько дополнительной энергии топлива должно потребляться электростанциями, чтобы компенсировать снижение эффективности, и как это дополнительное потребление энергии соотносится с другими стратегиями управления водоснабжением, такими как опреснение. соленая вода.Проще говоря, важно спросить, не лучше ли нам использовать кучу дополнительной энергии для переключения электростанций на сухое охлаждение или перенаправить эту энергию на опреснение. Давайте погрузимся и ответим на этот вопрос.
Энергозатраты на экономию воды при сухом охлаждении можно оценить на основе двух факторов: 1) экономии воды при переходе с влажного охлаждения на сухое и 2) влияния сухого охлаждения на эффективность электростанции. Количество воды, сэкономленное при сухом охлаждении, зависит от типа электростанции, поскольку угольные электростанции потребляют больше воды, чем электростанции комбинированного цикла, работающие на природном газе, которые являются наиболее эффективными из существующих электростанций, работающих на ископаемом топливе.Влияние сухого охлаждения на эффективность электростанции также зависит от типа электростанции, поскольку угольные электростанции теряют больше эффективности, чем станции комбинированного цикла, работающие на природном газе, из-за перехода на сухое охлаждение. Сводная информация об иллюстративном влиянии сухого охлаждения на экономию воды и эффективность приведена в таблице ниже.
Суть в том, что для экономии тысячи галлонов воды за счет перехода с систем влажного охлаждения на сухие для электростанций требуется примерно 55–130 кВтч электроэнергии. Для сравнения, средняя американская семья потребляет около 30 кВтч электроэнергии и 300 галлонов воды в день.
Энергоемкость экономии воды при сухом охлаждении может быть рассчитана на основе экономии воды за счет перехода с систем влажного охлаждения на сухие и изменения эффективности электростанций, работающих на угле и природном газе.
Как лучше всего экономить воду?
Как эти цифры соотносятся с энергоемкостью опреснения соленой воды? Наиболее распространенная технология опреснения использует насосы высокого давления, чтобы пропустить соленую воду через мембрану, которая отделяет пресную воду от концентрированных сточных вод.Для опреснения соленых грунтовых вод только с помощью этой технологии использует 4-6 кВтч на тысячу галлонов, а для опреснения соленой морской воды используется 10-15 кВтч на тысячу галлонов. Опреснение воды в несколько раз более энергоемкое, чем обычная очистка воды, при которой расходуется менее 2 кВтч на тысячу галлонов. Даже в этом случае энергоемкость опреснения намного ниже, чем энергоемкость экономии воды при сухом охлаждении.
Этот анализ учитывает только разницу в потреблении энергии между экономией воды с помощью систем сухого охлаждения и обработкой воды с помощью опреснения.Как всегда, следует учитывать и другие факторы. Например, опреснительные установки дороги и требуют близости к соленым грунтовым или морской воде. Однако в конечном итоге менее энергоемкие стратегии управления водоснабжением по своей природе предпочтительнее более энергоемких альтернатив. Изменение климата может усугубить причины нехватки воды, а повышенный спрос на энергию для сбережения или очистки воды оказывает дополнительное давление на планы по сокращению выбросов углерода.Таким образом, хотя сокращение потребления воды при производстве электроэнергии является достойной стратегией экономии воды, экологические издержки таких технологий, как системы сухого охлаждения, могут перевешивать преимущества по сравнению с альтернативами.
.
No related posts.