ВВЕДЕНИЕ. В последнее время, из-за роста тарифов на электроэнергию, все более актуальными становятся возобновляемые источники практически бесплатной энергии

В последнее время, из-за роста тарифов на электроэнергию, все более актуальными становятся возобновляемые источники практически бесплатной энергии.

Получение дешевой энергии от крупных ГЭС - хорошо изученная и решенная во всех развитых странах задача.

Однако рек, позволяющих возводить гидротехнические сооружения (плотины) в мире и в Казахстане, не слишком много; в основном эти источники энергии уже используются.

Из известной классической триады: солнечные батареи, ветрогенераторы, гидрогенераторы (ГЭС), последние наиболее сложные. Они, во-первых, работают в агрессивных условиях, а во-вторых, имеют максимальную наработку за равный промежуток времени. В мировой практике использования энергии водных потоков значительное место заняли микрогидроэлектростанции мощностью от 300 Вт до нескольких мегаватт. Это связано главным образом с тем, что микрогидроустановки рассматриваются в качестве наиболее дешевого и удобного источника электроснабжения для индивидуальных потребителей, не связанных с централизованной энергосистемой.

Наиболее эффективно используются микро ГЭС в странах Юго-Восточной Азии, Китае, а также в горных районах Европы и Америки, богатых природными водотоками.

По конструкции подавляющая часть выпускаемых различными производителями микроГЭС относится к деривационным напорным сооружениям.

Такие установки имеют относительно длинные напорные трубы или требуют создания небольшой плотины или уклона русла водотока. Эти ограничения делают достаточно сложным использование подобных микроГЭС на равнинных водотоках ввиду значительного увеличения капитальных затрат в строительную часть станции.

В этой связи большой интерес вызывает конструкция микроГЭС, в составе которой отсутствует дорогостоящие плотины и напорные трубы. Работа этих установок основана на использовании кинетической энергии потока, так называемого скоростного напора Н = V² / 2g и они называются свободнопоточными микрогидроэлектростанциями (СПМГЭС).

Однако невысокий энергетический потенциал водотока, основанного на использовании лишь скоростного напора, ограничивает возможности СПМГЭС по развитию мощности. Это утверждение можно наглядно доказывать следующим образом.

Известно, что гидравлической машины есть:

N=9,81•Q•Н•η
где Q - расход воды, протекающий через поперечное сечение турбины, м³ /с
Н - напор, м, η - КПД установки

При скорости потока V = 1 м/с и средней величине КПД машины η= 0,20, что характерно для большинства СПМГЭС [3], вышеприведенная формула с учетом зависимостей Q = πD²/4∙ V и Н = V² /2D имеет вид,

N = 0,077 • D², кВт

Из этого следует, что для получения мощности 10 кВт установка должна иметь диаметр рабочего колеса 11,4 метра. Такие большие размеры рабочего органа энергоустановки при незначительных величинах генерируемой мощности сильно ограничивает использование подобных конструкций. Однако даже небольшое увеличение величин Н и V приводит к резкому уменьшению диаметра рабочего колеса. Например, увеличение скорости потока до 2 м/с и напора до 20 см позволяет в два раза уменьшить диаметр рабочего колеса.

Исходя из этого можно отметить, что небольшие конструктивные изменения в конструкциях СПМГЭС, позволяющие увеличить параметры Н и V существенно повышает функциональные возможности гидроустановки.

Основными влияющими факторами являются степень изученности гидроэнергоресурсов района, технический прогресс в проектировании и строительстве энергетических объектов, изменение технико-экономических показателей альтернативных электростанций, уровень развития экономики района, а также изменение уровня и режима электропотребления, структура всех мощностей в балансе энергетической системы района, оценка влияния гидроэнергетического строительства на окружающую природную среду, комплексный характер использования водных ресурсов, измерение хозяйственного освоения речных долин.

Использование микро-, мини-, и малых ГЭС, как альтернативных источников традиционным энергогенерирующим станциям, дает как минимум два преимущества:

• Уменьшение стоимости электроэнергии;
• Возможность снабжения электроэнергией автономного потребителя, удаленного от централизованного энергоснабжения.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 166; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!