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