Гідроенергетика України.
ПЛАН
Вступ.................................................................................................................... 3
1. Особливості функціонування гідроенергетики України................................ 4
2. Становлення малої гідроенергетики України............................................... 10
3. Аналіз ефективності малої гідроенергетики України................................... 17
4. Еколого-економічні аспекти регіональної гідроенергетики........................ 20
Висновок............................................................................................................ 25
Список використаної літератури...................................................................... 26
Для енергетики України характерна велика концентрація генеруючих потужностей і залежність, що росте, від експорту палива. Поліпшення техніко-економічних показників при концентрації енерговиробництва одночасно приводило до загострення екологічних проблем регіонів розташування генеруючих потужностей. Чорнобильська катастрофа і відставання у створенні екологічно прийнятних технологій генерування призвели до енергетичної кризи, наслідки якої ще до кінця не усвідомлені.
В умовах мораторію на АЕС, кінцевої екологічної ємності навколишнього середовища, дефіциту палива і технологічного відставання у вугільній промисловості необхідні нетрадиційні рішення в енергетичній політиці.
При цьому технології, що вважалися економічно малоефективними, стають конкурентноспроможними. Прикладом є нетрадиційні і поновлювані джерела енергії. До них відносяться і малі форми гідроенергетики, що мають визначені переваги гарантованої потужності при значному потенціалі ресурсів малих рік і водоймищ на Україні.
Предметом даної курсової роботи є проблема розвитку гідроенергетики в Україні. Об’єктом – велика і мала гідроенергетика. Робота складається з чотирьох розділів, в яких послідовно досліджуються проблеми і перспективи розвитку гідроенергетики України.
Гідроенергетика України розпочалась зі спорудження найбільшої в Європі Дніпровської ГЕС - 560 МВт (1927 р. - початок будівництва, 1932 р. - введена в експлуатацію). До складу споруди входили будівлі ГЕС з дев'ятьма агрегатами.
Концентрація потужностей в процесі розвитку енергетики призвела до будівництва переважно потужних ГЕС. З ГЕС середньої потужності була споруджена лише Теребле-Рікська (27 МВт, 1955 р.) - надзвичайно цікава ГЕС, де задіяно процедуру перекидання стоку р.Теребля в р.Ріку.
Тут використовується різниця наявних природних рівнів рік Теребля і Рікі, складова 200 м в тому місці, де ці ріки зближаються на відстані 3,5 км.
У період з 1955 р. почалось освоєння гідропотенціалу р. Дніпро - спорудження ГЕС Дніпровського каскаду. Узагальнені енергетичні показники Дніпровських ГЕС наведені в табл. 1. Сьогодні почався важливий процес реконструкції цих ГЕС. Як видно, всі ГЕС, крім Каховської (періодично - полупіковий об'єкт), є піковими електростанціями.
У 1983 р. введена в експлуатацію Дністровська ГЕС. Встановлена потужність Дністровської ГЕС - 702 МВт, середньобагаторічне (проектне) виробництво електроенергії складає 800 млн. кВт*год, розрахунковий напір - 55 м, число годин використання потужності по проекту - 1140 годин, тобто це чисто гостропікова електростанція. Дана електростанція має характер гірської, тому площа затоплення земель під водосховищем складає лише 14,2 тис. га (буферне водосховище - 1,04 тис. га).
ГЕС, в залежності від водності, виробляли в останні роки 14 - 16 % електроенергії в енергооб'єднанні. Собівартість електроенергії на великих ГЕС склала, наприклад, в 1998 р. 0,59 коп./кВт*год. Ясно, що саме ГЕС стримують зростання тарифів. Причому слід мати на увазі, що в структурі собівартості плата за водокористування складає 31 % (одна й та ж вода проходить через всі ГЕС Дніпровського каскаду та оплачується багаторазово), а витрати на заробітну плату у структурі собівартості вкрай малі.
Рівень освоєння гідропотенціалу великих рік практично вичерпаний. В останні роки використання технічного гідропотенціалу великих рік в Україні перевищувало 60 %. Довикористання потенціалу р.Дністер вимагає серйозних екологічних досліджень та обгрунтування (крім верхів'я). Ускладнює цю роботу нове міждержавне значення річки.
Відомо, що для енергооб'єднань з відносно малою питомою часткою в структурі потужностей ГЕС та переважним розвитком низькоманеврових пилевугільної блочної теплоенергетики та атомних електростанцій необхідним є спорудження спеціальних пікових енергооб'єктів. Розуміння важливості рішення проблеми покриття пікових потужностей спеціальними способами (крім широкого використання споживачів-регуляторів на основі багатозонних тарифів) було притаманне енергооб'єднанню України. Ще в січні 1975 р. введена перша в СРСР гідроакумулююча електростанція - Київська ГАЕС потужністю 225 МВт. Її характеристики:
· повний об'єм верхнього водоймища - 4,79 млн. м3;
· корисний об'єм - 3,79 млн. м3;
· площа верхнього водоймища - 60 га (нижнє - водосховище Київської ГЕС);
· середній напір води Нср = 70 м (65 - 74 м);
· потужність ГАЕС в турбінному режимі складає 225 МВт;
· на станції встановлені три обертових агрегати одиничної потужності в насосному режимі 43 МВт (після модернізації 43,5 МВт), в турбінному - 33,4 МВт (після модернізації 37,0 МВт);
· потужність трьох прямих агрегатів складає по 41,5 МВт.
Українське енергомашинобудування впоралось із завданням створення перших обернених гідромашин. Набуто досвід їх проектування та експлуатації. При створенні гідрообладнання вирішено складні питання розробки проточної частини насосів-турбін та реверсивних підп'ятників з нульовим ексцентриситетом.
Київська ГАЕС стала великомаштабною моделлю для всебічних досліджень. Виконані дослідження властивостей утомленості металів в оборотних агрегатах у залежності від впливу інтенсивних вібраційних навантажень, міцності вузлів (кришки турбіни та турбінного підшипника), вібрації лопаток направляючого апарату, системи віджиму води та випуску повітря при пуску в насосний режим. Проведено комплекс досліджень перехідних процесів при пусках та переведенні в різні режими, зупинках, втраті привода. Відпрацьований двотактний та більше режим експлуатації. Досвід експлуатації та накопичені дослідні наробки в майбутньому сприятимуть впровадженню потужних ГАЕС (споруджуються Дністровська та Ташликська, почато будівництво, але законсервовано, Канівської ГАЕС).
Таблиця 1.
Узагальнені енергетичні показники ГЕС Дніпровського каскаду.
| Гідроелектростанції | Потужність на 01.06.00, МВт | Потужністьгідроагрегатів, шт.*МВт | Вироб-ництво електро-енергії, млн. кВт*год | Макси-мальний напір,м | Об'єм водо-cховища, км3 | Нормаль-ний рівень резервуару, м | Характер регулювання стоку |
| Київська ГЕС | 361,2 | 4x16,3 16x18,5 | 635 | 12,0 | 1,175 | 103,0 | сезонне обмеження |
| Київська ГАЕС | 235,5 | 3x37 3x41,5 | 112 | 73,1 | 0,0037 | 174,6 | денне |
| Канівська ГЕС | 444 | 24x18,5 | 829 | 15,7 | 0,29 | 91,5 | денне/тижневе |
| Канівська ГЕС | 444 | 24x18,5 | 829 | 15,7 | 0,29 | 91,5 | денне/тижневе |
| Кременчуцька ГЕС | 625 | 12x32 | 1506 | 17,0 | 8,97 | 81,0 | ранкове |
| Дніпродзержинська ГЕС | 352 | 8x44 | 1250 | 15,5 | 0,5 | 64,0 | денне/тижневе |
| Дніпровська ГЕС | 1538,2 | 9x72 1x2,6 2x104,5 6x113,1 | 4140 | 38,7 | 0,865 | 54,4 | денне/тижневе |
| Каховська ГЕС | 351 | 6x58,5 | 1420 | 16,5 | 6,78 | 16,0 | ранкове |
| Дністровська ГЕС | 702 | 6x117 | 800 | 53,4 | 2,0 | 121,0 | ранкове з переходом на тривалий режим |
У 20-30-ті роки почався масовий розвиток малої гідроенергетики. Так, в 1924 р. в Україні експлуатувалось 84 малих гідроелектростанцій (МГЕС) (сумарна потужність 4000 кВт, середня потужність 47,6 кВт), а до 1929 р. їх було вже 150 (сумарна потужність 8400 кВт, середня потужність 56 кВт). Серед них достатньо потужною була Бузька (введена в експлуатацію в 1929 р., потужність 570 кВт), Вознесенська (1929 р., 840 кВт), Сутиська (1927 р., розширена в 1935 р. до 1000 кВт). В 1935 - 1937 рр. з відомих введені в експлуатацію Шумська (120 кВт), Потуська (32 кВт), Писаревська (160 кВт), Білоусівська (88 кВт), Березовська (108 кВт), Клебанська (64 кВт) та багато інших МГЕС.
У 1934 р. споруджена Корсунь-Шевченківська станція (1650 кВт), яка була однією з найдосконаліших МГЕС та стала основою першої в Україні і в СРСР місцевої Корсунь-Шевченківської сільської енергосистеми з дуже високими для того часу економічними показниками (існувала до 1957 р.). До складу її увійшли та працювали паралельно ще Юрківська ПТЕС (2000 кВт), Стеблівська ГЕС (2800 кВт), Дибненська ГЕС (560 кВт).
У 1950 р. за даними "Укргідропроект" в Україні експлуатувалось 956 МГЕС, але потім їх будівництво було призупинене.
З розвитком потужного гідроенергобудівництва, спорудженням великих ТЕС, зростанням централізації енергопостачання, а також низькими цінами на паливо і електроенергію у відомств та підприємств, на балансі яких знаходились МГЕС, інтерес до них зник, почалась їх консервація та стихійний демонтаж. Значною мірою втрачено досвід проектування, виробництва обладнання та спорудження. Сотні МГЕС були закинуті і поступово руйнувались, зносилось основне обладнання, колись споруджені греблі або зруйновані, або знаходяться в аварійному стані.
Як наслідок, сьогодні гідроенергетика не повністю задовольняє потреби енергосистем у піковій та напівпіковій потужності внаслідок недостатньої потужності на гідро- та гідроакумулюючих електростанціях (ГЕС та ГАЕС), а також обмежень, що їх накладають інші галузі водогосподарського комплексу.
Необхідно зауважити, що питання продовження спорудження великих ГЕС ще потребує значних доробок, пов'язаних з екологічними наслідками їх експлуатації, а також з урахуванням обмеження будівництва атомних електростанцій (АЕС) та широким впровадженням парогазових установок.