Това е електроенергията, която се
генерира, когато водата зад язовирната
стена
преминава през нея, следва
поредица от събития, които водят до
производството на електроенергия
Комплексът от машини и съоръжения,
чрез
които
водната
енергия
се
преобразува в електрическа се нарича
водноелектрическа централа (ВЕЦ)
1. Язовирна стена - бариера построена в речно корито за
спиране на потока вода, образува изкуствен резервоар.
2. Напорен тръбопровод - насочва водата под налягане към
турбините на ВЕЦ.
3. Турбина - ротационен двигател, който извлича енергия от
водния поток. Турбините превръщат кинетичната енергия
на водата в механична.
4. Генератор - преобразува механичната енергия в
електрическа. Процесът се нарича производство на
електроенергия.
5. Трансформатор - преобразува електрическата енергия,
произведена от генератора до използваеми нива на
напрежението.
6. Електропровод - съоражение за пренасяне на
произведената от водноелектрическата централа
електроенергия до потребителите.
Водноелектрическите централи сe
разделят в зависимост от мощността:
• големи - генерират 25 MW до 250
MW и нагоре;
• средни - до 25 MW;
• малки ВЕЦ - до 2 MW.
Водните електроцентрали се разделя в три
основни групи в зависимост от височината на
пада:
1) ВЕЦ–ове с високо налягане (височина на пада повече
от 50 м.)
Подходящи типове турбини: Пелтон или Франсис-Спирална
2) ВЕЦ–ове със средно налягане (височина на пада
между 10 и 50 м.
Подходящи типове турбини : Пелтон или Франсис-Спирална
3) ВЕЦ–ове с ниско налягане (височина на пада помалко от 10 м.)
Подходящи типове турбини : Каплан или Франсис
 Водонапорни
 Деривационни
 Комбинирани
 Хидрокинетични централи
 ПАВЕЦ
Използва кинетичната енергия на водата, за сметка на
изкуствено създадения воден пад (язовирна стена). Това е
една високо екстензивна хидротехнология, която не
включва пълноценно ползването на всички природни
свойства на водата.
Изграждат се чрез преграждане на водния
източник с язовирна стена.
Състоят се от:
1 - язовирна стена,
2 - водовземане,
3 - напорен тръбопровод,
4 - централа,
5 - долен канал.
• Големи капиталовложения, поради високата
стойност на язовирната стена и заливните
площи,
• Водонапорните ВЕЦ използват под 20%
годишно, с цел запазване на водният ресурс
• Създава и ограничен пад спрямо височината
на язовирната стена.
• Използват ЕДНОКРАТНО постъпващата
вода с висока енергийна плътност,
• Предимството на тази схема е възможността
за акумулиране на водна енергия.
Преграждане на водния поток с малка язовирна стена или
бент. Схемата включва: 1 - язовирна стена (бент), 2 - горен
канал (деривация), 3 - водна кула, 4 - напорен тръбопровод,
5 - турбинно-генераторна зала, 6 - изходен и отводен
тръбопровод. При изграждане на тази схема са необходими
малки капиталовложения и благоприятни топографски
условия.
Изгражда се чрез комбиниране на първите две схеми като се
използват техните предимства - създаване на голям пад и
възможността за акумулиране на водна енергия .
Изполват се преобразуватели на кинетичната енергия на
свободното водно течение (например напълно потопени
турбини), които се монтират направо в реките.
 Използват МНОГОКРАТНО безнапорно
течащата вода с естествено ниска енергийна
плътност.
 Не се налага заприщване и спиране на водата и
последващото й пускане към турбините по
изкуствени деривации, тръби и други
съоръжения
 експлоатацията на хидрокинетични инсталации
безпроблемно достига 4-5 пъти по-голяма
годишна натовареност от тази на ВЕЦ, което
води до значително намаление на
себестойността на произведената енергия.
При този тип централи има изградени два басейна –
горен и долен. ПАВЕЦ имат турбопомпени агрегати. Те
могат да работят в турбинен режим и да произвеждат
електроенергия по време на натоварените часове на
системата и в помпен режим, когато електрическото
търсене е ниско,
излишните производствени
мощности, се използва за изпомпване на вода в
горния басейн.
Изграждат се няколко язовири с възможност за
индивидуална и глобална регулация на тяхното напълване
и изпразване, което позволява оптималното използване и
регулиране на мощността, а също така съхраняването на
енергийните излишъци.
- Каплан турбина. Реактивни
турбини с възможност за
регулиране на параметрите. Те се изграждат за напор
Н=20÷70m H 2O, като максималната им мощност е до
250MW. Регулира се както направляващия апарат, така и
ъгъла на перките. Поради това може да работи дори и при
оводняване от 15%. Поради това са особено подходящи при
силно-променливи водни количества.
Като Каплан но единично
регулируема. Или направляващия апарат или ъгъла
на перките не могат да бъдат регулирани. Това прави
изпълнението на този вид турбини икономически
по-изгодно от класическите Каплан турбини, но
неподходящи при ВЕЦ-ове със силно променливи
водни количества.
-
Семикаплан
–
- турбини тип Франсис - представители също на
реактивните турбини с възможмност за регулиране на
параметрите. Те се изграждат за напор Н=2÷200m H2O
(малки) и Н=400÷600m H2O (големи) максималната
мощност е до 800MW.Диаметъра на ротора им е от
0,035÷8,5m, развиват честота на въртене до n=60÷350 min-1.
- Пелтон турбини - те са представители на турбините с
активен принцип на работа, изграждат се за напор
Н=40÷250m H2O
(малки) и за
Н=300÷1800m H2O
(големи).Имат мощност до 250 MW, а честотата на въртене е
n= Н=21÷400min-1. Този вид турбини работят при постоянно
водно налягане. При тях водната струя попада директно
върху чашките на въртящото се колело. Тя е подходяща при
големи водни падове – над 50 м., където се конкурира със
спиралната Франсис турбина.
Предимства:
- цената на ел. енергия не зависи от
международната цена на горивата;
- изграждат се с местни материали/съоръжения
пести се от вноса на горива;
- при работа не отделят вредни газове или
радиоактивни в-ва;
- водохранилищата им се използват за напояване и
водоснабдяване;
- могат да послужат за основа на туризма.
- строежът на ВЕЦ е продължителен и скъп, а
възвръщаемостта е бавна;
- променя се регионалният климат;
- флората и фауната се променят неблагоприятно;
- отнемат се или се заливат големи площи земя,
стопански, ист. и др;
- увеличават се свлачищата и ерозията;
- влошава се изгледът.
Изборът на ВЕЦ означава:
- добив и транспорт на голямо количество суровини за
изграждането на язовирната стена;
- няколко години интензивна инжинерна работа, в т.ч.
транспорт на тежки елементи и материали, шум, прах и други
подобни.;
- значително нарушаване на естественото русло на реката, както
над така и под язовирната стена, както и локалното състояние
на екосистемата, хранителните запаси и характерни
местообитания , промяна на наносния режим;
- нарушения на местните хидроложки условия, ниво на
подземните води и воден поток, заливане на площи;
- потенциални геофизически последствия, вследствие на
тежестта на изкуственото съоръжение, и повишаване на
сеизмическата активност на тези терени.
1. ВЕЦ «Трите гърла».
• Местоположение: Китай, р. Яндз
• Строеж 1993 – 2012 г.
• Цена - 26,36 милиарда долара.
• Инст.мощност – 22 500 МВ
• Дължината на язовира - 2 309 м., височината – 185 м
• Площ -60 000 хектара.
• Производство - 84,7 млрд. киловатчаса
електроенергия годишно (отговаря на
възможностите на 10 големи ТЕЦ и 20 АЕЦ).
• Местоположение: Бразилия, Парагвай р. Парана
• Строеж 1975-1991 г.
• Цена - 15,3 милиарда долара.
• Инст.мощност – 14 000 МВ
• Дължината на язовира -7 235 м., височината – 196 м.
• Площ – 1 350 кв.км.
• Производство - 94.68 TWh електроенергия
• Водно количество – 62 хил.куб.м/сек
• Местоположение: Р Венецуела на р. Карони на 100
•
•
•
•
•
•
км от вливането й в Ориноко
Строеж 1963-1978 г.
Инст.мощност – 10 300МВ
Дължината на язовира -7 426 м., височината – 162 м.
Площ – 4 250 кв.км.
Производство - 47 GWh електроенергия
Водно количество – 27 хил.куб.м/сек
• Местоположение: Бразилия, р. Токантинс
• Строеж 1975-1984 г.
• Цена – 5,5 милиарда долара.
• Инст.мощност – 8,370 МВ
• Дължината на язовира -12,5 км., височината – 78 м.
• Площ – 2 850 кв.км.
• Производство – 21,4 TWh електроенергия
• Водно количество – 110 хил.куб.м/сек
• Местоположение: САЩ, щат Вашингтон, р.
•
•
•
•
•
•
•
Колумбия
Строеж 1933-1942 г.
Цена – ок. 1 милиард долара.
Инст.мощност – 6,809 МВ
Дължината на язовира -1,5 км., височината – 168 м.
Площ – 324 кв.км.
Производство – 21 млрд. кВч електроенергия
Водно количество – 28 хил.куб.м/сек
• Местоположение: ОНД, р. Енисей
• Строеж 1963-1985 г.
• Инст.мощност – 5 120 МВ
• Дължина на язовира -1 066 м., височина– 245 м.
• Площ – 621 кв.км.
• Производство – 23 500 млн. kWh електроенергия
• Водно количество – 23 900 куб.м/сек
• Местоположение: Канада, провинция
•
•
•
•
•
•
•
Нюфаундленд и Лабрадо
Строеж 1967-1971 г.
Дължината -64 км., височината – 75 м.
Инст.мощност – 5 500 МВ
Деривационна ВЕЦ
Площ – 6 988 кв.км.
Производство – 35 000 GWh електроенергия
Водно количество – 23 900 куб.м/сек