На главнуюОтправить сообщениеКарта сайта
КАЗАХСТАНСКАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ
Комитет по Возобновляемым Источникам Энергии

Энергия воды


09 сентября 2011
Строительство малых ГЭС – как альтернативный путь получения дешевой электрической энергии в условиях Южного Казахстана

SDC11073Южно Казахстанская область является остро дефицитным регионом по электроэнергии. Собственные энергоисточники (АО «Шардаринская ГЭС» АО, «З-Энергоорталық», ТЭЦ – 1,2 и АО ПК «Южполиметалл») не способны удовлетворить электрической энергией. Местные источники электроэнергии обеспечивают потребность области в пределах около 50%, остальная же часть покрывается за счет перетоков из внешних источников.


Дефицит энергетических мощностей в ЮКО заставляет рассмотреть, возможность использования альтернативных источников электроэнергии, а именно энергию малых рек - возобновляемые гидроресурсы. Южно-Казахстанская область обладает значительным гидроэнергетическим потенциалом малых горных рек и системой ирригационных каналов, которые весьма перспективны для выработки электроэнергии.
Строительство малых ГЭС является целесообразным как с экологической, так и с экономической точки зрения. В настоящее время во многих странах мира определяется потенциал малой гидроэнергетики и разрабатываются национальные программы его освоения. Например, в Китае имеется более 90 тыс. действующих малых и мини ГЭС суммарной мощностью 8,5 млн.кВт, ежегодно вводятся более 300 МГЭС. Малые ГЭС, обеспечивают до 35% потребности сельского хозяйства Китая.

В США имеется около 10 тыс. действующих малых ГЭС суммарной мощностью более 7 млн. кВт.  Намечается восстановить 2150 из 3000 ранее выведенных из эксплуатации малых ГЭС. Проектируются и вводятся в эксплуатацию новые МГЭС.  По оценкам специалистов это позволит сэкономить ежегодно 65 млн. тонн минерального топлива. Предпринимателям, строящим МГЭС, правительство США предоставляет существенные кредитные и налоговые льготы. доля малой энергетики достигает 50% от всей гидроэнергетики США.
В Японии действует 1350 малых ГЭС, суммарной мощностью 7 млн. кВт, предусмотрено более 900 МГЭС.
Интенсивно идет строительство и ввод мощностей в странах Западной Европы, в Австрии 950, в Италии 1200, в Норвегии 500, в Финляндии 170, во Франции 1100, в ФРТ 800 в Швеции 1200 МГЭС.
В настоящее время в ООН разрабатываются проекты строительства малых ГЭС для более 50 слабых и развивающихся стран. Учитывая большой опыт Китая в строительстве малых ГЭС, ООН заключила с Китаем соглашение о создании в г. Хангжауе международного центра по исследованию и развитию малых ГЭС.

В странах СНГ, в том числе в Казахстане разрабатываются национальные программы развития малой гидроэнергетики.
Так, в 2005 году Правительством Казахстана разработана и принята концепция по строительству до 2015 года 20 МГЭС с годовой выработкой электроэнергии 4,8 млрд. кВт часов.
Стимулирующими факторами в строительстве малых ГЭС являются:
- постоянная возобновляемость водных ресурсов;
- минимальное влияние на окружающую среду;
- низкая себестоимость электроэнергии по сравнению с тепловыми станциями;
- значительная экономия минерального топлива;
- улучшение коммунально-бытовых условий и труда людей;
- малые ГЭС не требует длительных сроков строительства;
- низкая капиталоемкость, короткий инвестиционный цикл.
В данной работе рассмотрена техническая возможность и экономическая целесообразность строительства мини ГЭС на быстротоке Аксуйского канала в Сайрамском районе Южно Казахстанской области.
Быстроток правобережного Аксуйского канала имеет существенный гидроэнергетический потенциал, который в настоящее время не используется для производства электроэнергии (рис.1).

foto1

 

Рис.1. Места предполагаемых створов расположения мини ГЭС


Анализ расхода воды, прошедший через быстроток канала Аксу в течение 1997-2007 годов, облводхоза показал, что максимальный расход через быстроток составляет 11,7 м3/с, а величина среднего расчетного расхода равна – 8 м3/с.
Топографическая съемка вдоль сечения рассматриваемого быстротока позволяет сделать вывод о том, что возможно обеспечить величину напора – нетто МГЭС, равную 50 метрам (рис.2).

foto2_1

Рис.2. К технико-экономическому расчету проекта


Эти две величины являются основными исходными данными, позволяющими определить расчетную мощность МГЭС по формуле:

Nгэс=9,81 х ncр. х Н х Q
 где  - мощность МГЭС
  - средний коэффициент полезного действия трубины и генератора.
 50 м – расчетный напор нетто МГЭС
 8 м3/сек. – средний расчетный расход МГЭС.

Тогда  
Анализ известных гидроагрегатов для МГЭС, изготавливаемых на предприятиях СНГ показал, что наиболее приемлемым является гидроагрегат типа ГАЭ-50-1000 (производства России) с единичной мощностью агрегата 800 кВт при напоре 50 метров и числе оборотов 1000 в минуту. С учетом определенной мощности МГЭС – 3200 кВт число таких агрегатов должно быть четыре.
Среднегодовой расход воды пропускаемый через быстроток за 1992-2002 г.г. колеблется от 2.3 до 4.92 м3/с.
На основании этих данных, величина расчетного расхода для определения среднегодовой выработки электроэнергии при расходе воды   3,4 м3/с определяется по формуле:

Эгод  9,81 х ŋср.ХН х Qср
где ŋср = 0,88 – средний коэффициент полезного действия трубины.
ŋг.ср. = 0,92 – средний коэффициент полезного действия генератора          
Н = 50 м – напор МГЭС
Qср= 3,4 м3/сек. – среднегодовой расчетный показатель расхода
24-число часов в сутки
365-число дней в году.
Э ср.год. = 11,8 млн. кВт/час.
Следует отметить, что например за один год эта выработка могла бы составить 17.1 млн. кВт/час.
В состав основных сооружении проектируемых малых ГЭС входят:
- водозаборные сооружения;
- трубопроводы напорные;
- здание станции.
Водозаборные сооружения состоят из элементов, показанных на рис.3, а именно:
- затвора с закладными частями и механизмами устраиваемого собственно на быстротоке ниже правобережного отводящего канала сечением 2х3 м;
- железобетонной аванкамеры размером в плане 6х12 м и глубиной 3,5 м, оснащенной двумя затворами с закладными частями и механизмами сороудерживающими решетками; (рис.3);
- входа в трубопроводы в виде двух развилок размещаемых на дне аванкамеры;
- железобетонных (сборных) плит перекрытия.

foto3_1

Рис.3. Технологическая схема мини ГЭС
Два трубопровода имеют диаметр 1200 мм длиной 1100 м.
Здание станции предназначено для размещения 4 гидроагрегатов  размером 14х9 м.

foto4

Затраты на строительства водозаборного сооружения, подводящих водоводов гидроагрегатов МГЭС и перегораживающего быстроток затворного комплекса и здания станции, включая СМР, составит примерно 910,0 тыс. долларов США (Табл. 1).
Стоимость приобретаемого технологического оборудования четырех гидроагрегатов МГЭС составит около 2,0 млн.долларов США. Стоимость прочих затрат окружению составит 290 тыс. долларов США.
Таким образом, общая стоимость строительства МГЭС на быстротоке правобережного Аксуйского канала может составить 3,2 млн. долларов США. Технико-экономические показатели и эффективности МГЭС представлены в таблице 2.

foto5

Вышеприведенные показатели МГЭС говорят о ее достаточно высокой экономической эффективности и целесообразности строительства в регионе Юга Казахстана.

Литература

1. Малая гидроэнергетика. Под ред. Михайлов Л.П. Москва «Энергоатомизат» 1989 г.

2. Карелин В.Я., Волшаник В.В. Сооружения и оборудования малых гидроэлектростанций. М., «Энергоатомизат» 1986 г.

3. Оценка комплексной эффективности малых ГЭС. М., Гидропроект – 1990 г.

4. Материалы международной научно-технической конференции
  «Современные проблемы гидроэнергетики» Ташкент 14-15 октября 1997 г.

Источник: Бескенов Н.Б., Ибрагимов К. ЮКГУ им.М.Ауезова, г.Шымкент

Все статьи этой рубрики

 

Другие статьи

24.12.2012Возобновляемые энергетические ресурсы Южного Казахстана: состояние, проблемы и перспективы развития
Республика Казахстан по данным Международной Академии энергетики им. А.Энштейна имеет очень высокий потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ), многократно превышающий потребность страны в топливно-энергетических ресурсах. Однако, в настоящее время в общем энергопотреблении Казахстана доля энергии воды, ветра, солнца и биомассы незначительна и составляет 0,5%.
27.08.2011Так ли безопасны приливные электростанции?
Исследователи будут работать с трехмерными моделями морского дна для изучения эффектов турбулентности и подводных шумов на морскую флору и фауну, а также поведение рыб. А для мониторинга испытаний новой конструкции подводного приливного генератора и его воздействия на экосистему ученые планируют использовать два судна, оснащенных научно-исследовательской аппаратурой.
27.08.2011Безплотинная мобильная гидро-электростанция
Электростанция состоит из гидроэлектрического агрегата и регулировочного трансформатора. Трансформатор устанавливается на сухом месте ( на берегу), а агрегат под водой (на дне). Диаметр стандартной турбины 2,5м. Вес агрегата около 150кг. При необходимости получения большей мощности агрегаты могут спариваться. Для повышения эффективности агрегата могут применяться ускорители течения (насадки) или полуплотины. Возможна установка агрегата в протоках и отводных каналах.
27.08.2011Ученые предложили превратить людей в живые электростанции
Удивительный способ получения электричества предложили швейцарские исследователи из Бернского университета прикладных наук. По их мнению, генератором энергии способен стать любой человек. Точно так же, как на реках стоят гидроэлектростанции, в сосуды людей, по их мнению, можно установить миниатюрные турбины, которые начнут вырабатывать электричество в результате кровообращения.