Гидроэлектрическая станция

История ГЭС

В начале июля 2006 года у двух человек – Владислава Дудка и Николая Мартынова – во время легендарного фестиваля бардов пересеклись вдруг взгляды на Фестивальный парк. Парк только-только появился тогда «на свет» ради множества поколений, которые любят территорию Грушинского праздника, благодарно живущего несколько десятилетий, известного всей России.

13 мая 2007 года утверждено окончательно место фронт-танцпола «ГЭС», на котором в пятницу 13 июля 2007 года стартует самое соблазнительное событие лета (сориентироваться можно по карте-схеме ГЭС, она есть на сайте). Размер этой «танцплощадки» действительно 20 000 кв. метров! На территориях с сотню в сумме гектар вокруг него располагаются 5-6 площадок поменьше. Хотя, кто знает? Фестиваль готов и к десяткам сцен. За 100 килоВатт звука и света он перевалит уже к шести вечера «пятницы тринадцатого». Закрытие ГЭС – в полдень воскресенья 15 июля. Но многие наблюдатели сильно сомневаются, что публика тут же захочет покинуть рай. А меньшее, чем рай, оргкомитету делать «строго запрещено».

Тема: Электроэнергетика

План курсовой работы.

Введение.

Глава
1. Значение крупных электростанций и узлов.

Глава
2. Принципы и факторы размещения электроэнергетики.

Глава
3. Экономическая оценка энергетических ресурсов РФ и их размещение.

Глава
4. География электроэнергетического хозяйства РФ.

Глава
5. Характеристика структуры электроэнергетики ведущих регионов.

Глава
6. Современные проблемы размещения электроэнергетики в условиях перехода к рынку и перспективы дальнейшего развития.

Заключение.

Список использованной литературы.

Введение.

Электроэнергетика - составляющая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию хозяйства страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии. Она имеет очень важное преимущество перед энергией других видов - относительную легкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, преобразования в другие виды энергии (механическую, химическую, тепловую, свет).

Специфической особенностью электроэнергетики является то, что ее продукция не может накапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергии и во времени, и по количеству (с учетом потерь).

Становление электроэнергетики РФ связано с планом ГОЭЛРО (1920 г.) сроком на 15 лет, который предусматривал строительство 10 ГЭС общей мощностью 640 тыс. кВт. План был выполнен с опережением: к концу 1935 г. было построено 40 районных электростанций.

Таким образом, план ГОЭЛРО создал базу индустриализации РФ, и она вышла на второе место по производству электроэнергии в мире.[1]

Доля СССР в мировом производстве электроэнергии в 1988 году составила приблизительно 15,5%, а Соедененные(ых) Штаты(ах) Америки – 25%.

Россия не только полностью обеспечена топливно-энергетическими ресурсами, но и экспортирует их.

Последние 50 лет электроэнергетика является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей народного хозяйства РФ. Основное потребление электроэнергии в настоящее пора приходится на долю промышленности, в частности тяжелой индустрии (машиностроения, металлургии, химической и лесной промышленности).

В промышленности электроэнергия применяется в действо различных механизмов и самих технологических процессах; без нее невозможно действие современных средств связи и развитие кибернетики, вычислительной и космической техники.

Так же велико важность электроэнергии в сельском хозяйстве, транспортном комплексе и в быту.

Глава
1. Значение крупных электростанций и узлов.

Электроэнергетика отличается большим районообразующим значением. Обеспечивая научно-технический прогресс, она решающим образом воздействует не только на развитие, но и на территориальную организацию производительных сил, в первую очередь промышленности.

Передача энергии на большие расстояния способствует более эффективному освоению топливно-энергетических ресурсов независимо от их удаленности от места потребления.

Электроэнергетика способствует подъему плотности размещения промышленных предприятий.

В местах больших запасов энергетических ресурсов концентрируются энергоемкие (производство алюминия, магния, титана, ферросплавов) и теплоемкие (производство химических волокон, глинозема) производства, в которых доля топливно-энергетических затрат в себестоимости готовой продукции существенно выше, чем в традиционных отраслях.

Особенно велика роль электроэнергетики как районообразующего фактора в Сибири и на Дальнем Востоке. В этих районах она определяет их специализацию и служит основой для формирования территориально-промышленных комплексов (ТПК). Например, Саянский ТПК. На базе Саяно-Шушенской ГЭС развивается электрометаллургия; сооружается Саянский алюминиевый предприятие, предприятие по обработке цветных металлов, строится молибденовый комбинат.

Крупные промышленные узлы тоже играют районообразующую роль. Промышленный узел - это комплексно спланированное на общей территории сочетание предприятий, рационально использующих минерально-сырьевые, энергетические, сельскохозяйственные и трудовые ресурсы; связанных единством смежных, вспомогательных и обслуживающих производств; единым транспортным обеспечением и общей строительной базой. Например:


1. Иркутско-Черемховский узел. На базе Иркутской ГЭС и ТЭЦ в

Иркутске, Шелехово и Ангарске работает алюминиевый предприятие, предприятия машиностроения, легкой, целлюлозно-бумажной, химической промышленности.

ГЭС, обеспечивает работу лесоперерабатывающей и горнодобывающей промышленности, машиностроения и завода ферросплавов.

Глава
2. Принципы и факторы размещения электроэнергетики.

Принципы размещения производства представляют собой исходные научные положения, которыми руководствуется страна в своей экономической политике.

Основные принципы развития электроэнергетики.


1. Концентрация производства электроэнергии путем строительства крупных районных электростанций, использующих дешевое топливо и гидроэнергоресурсы.


2. Комбинирование производства электроэнергии и теплоты

(теплофикация городов и индустриальных центров).

Электроэнергетика характеризуется быстрыми темпами роста и высоким уровнем централизации (районные электростанции производят свыше 90% электроэнергии в стране).

На размещение производительных сил также влияют энергоэкономические условия: обеспеченность района энергетическими ресурсами, величина запасов, качество и экономические показатели.

Факторами размещения принято считать совокупность условий для наиболее рационального выбора места размещения хозяйственного объекта, группы объектов, отрасли или конкретной территориальной организации структуры хозяйства республики, экономического района, ТПК.

Непосредственное влияние на размещение промышленности оказывает сравнительно небольшое число факторов: сырьевой, топливно- энергетический, водный, рабочей силы, потребительский и транспортный.

Степень влияния некоторых факторов на размещение электроэнергетики показана в таблице.[2]

|Отрасль |Сырьевой |Топл.-энерг. |Трудовой |Потреб. | |Вся электроэнер. |-------------|++ |-------------|++ | | |-- | |-- | | |КЭС |-------------|++ |-------------|++ | | |-- | |-- | | |ТЭЦ |-------------|-------------|-------------|+++ | | |-- |--- |-- | | |ГЭС |-------------|+++ |-------------|-------------| | |-- | |--- |-- | |АЭС |-------------|-------------|-------------|+++ | | |-- |-- |--- | |

Условные обозначения: +++ - решающее влияние;

++ - сильное влияние;

+ - слабое влияние;

- - отсутствие влияния.

Глава
3. Экономическая оценка энергетических ресурсов РФ и их размещение.

Энергетические ресурсы на местности РФ расположены крайне неравномерно. Основные их запасы сконцентрированы в Сибири и на Дальнем Востоке (около 93% угля, 60% природного газа, 80% гидроэнергоресурсов), а большая часть потребителей электроэнергии - в европейской части страны.

Одним из самых распространенных источников топлива для электростанций является уголь. Россия располагает большими запасами и занимает первое место в мире по разведанным запасам углей. Наиболее благоприятны условия добычи угля в Кузнецком (40% всей добычи России), Канско-Ачинском, Южно-Якутском и Печерском бассейнах. Уголь Кузнецкого бассейна по запасам (балансовые – 600 млрд. т), качеству и мощности пластов (6-25 м) занимает одно из первых мест в мире. Кузнецкие угли высококалорийны (до 8,6 тыс. ккал), а также в этом районе разведаны значительные запасы коксующихся углей. Мощность пластов бурых углей Канско-Ачинского бассейна, расположенного в пределах Кемеровской области и Красноярского края, огромна (14-70 м). Теплотворность их невелика – 2,8-4,6 тыс. ккал, но они имеют самую низкую себестоимость в РФ, т.к. есть условия для открытой добычи. Здесь создается программно-целевой ТПК с крупными тепловыми электростанциями. Также ресурсами углей располагают и другие районы России: Центральный, Уральский, но условия добычи там менее благоприятны.

В РФ разведано несколько сотен месторождений нефти. В настоящее пора главным районом добычи является Западная Сибирь (2/3 добываемой в РФ нефти). Основные месторождения находятся в среднем течении Оби (Самотлорское, Усть-Балыкское, Мегионское, Александровское и др.). Также запасами нефти обладают Волго-Уральский район (Татарстан, Башкортостан), Европейский Север (республика Коми), Северный Кавказ (Чечня и Дагестан) и Дальний Восток (о. Сахалин). В настоящее пора разведанность европейской части РФ и Западной Сибири на нефть достигает 65-70%, а в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке - 6-8%. Шельфы морей разведаны лишь на 1%.[3] Но именно на эти труднодоступные регионы приходится приблизительно половины перспективных и прогнозируемых ресурсов нефти.

Ресурсами природного газа наиболее хорошо обеспечены Западная Сибирь, Поволжье, Урал и Северный Кавказ. В Западной Сибири выделяют три крупных газоносных области: Тазовско-Пурпейскую (основные месторождения – Тазовское, Медвежье, Ямбургское, Уренгойское, Надымское); Березовскую (месторождения – Игримское, Пунгинское, Пахромское); Васюганскую (месторождения – Усть-Сильгинское, Лугинецкое, Мыльджинское). В Оренбургской области и республике Коми созданы ТПК на базе газово-конденсатных месторождений.

Основными запасами торфа обладают Западная Сибирь, Европейский Север, Урал, Северо-Западный, Центральный районы. В электроэнергетике торф служит топливом для ТЭС.

Огромные запасы гидроэнергоресурсов сосредоточены в восточных районах РФ на Ангаре, Енисее, Оби, Иртыше и в европейской части - на Волге и Каме.

Также энергетическими ресурсами являются горючие сланцы, уран, энергия ветра, приливов и отливов, солнечная радиация и внутреннее тепло Земли. Многие из них являются нетрадиционными и пока ещё не используются просторно.

Глава
4. География электроэнергетического хозяйства РФ.

В нашей стране производится и потребляется большое количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

Индексы физического объема продукции по отраслям

промышленности (1990 = 100).[4]

|Отрасль | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 |1995 в | |промышлен- | | | | |процентах | |ности | | | | |к 1994 | |Электроэнер- | 96 | 91 | 83 | 80 | 97 | |гетика | | | | | |

Производство электроэнергии электростанциями

(млрд. кВт-ч).[5]

| |1970 |1980 |1990 |1991 |1992 |1993 |1994 |1995 | |Все: |470 |805 |1082 |1068 |1008 |957 |876 |860 | | ТЭС |373 |622 |797 |780 |715 |663 |601 |583 | | ГЭС |93,6 |129 |167 |168 |173 |175 |177 |177 | | АЭС |3,5 |54,0 |118 |120 |120 |119 |97,8 |99,5 |

Проанализировав данные этих таблиц, можно отметить, что производство электроэнергии, достигнув пика в 1990 году, с 1991-го года начало снижаться. Это можно объяснить кризисными явлениями в российской экономике и общим спадом в промышленности (в 1995 году индекс физического объема продукции к 1990 году составил 50, т.е. производство снизилось в два раза). В большей степени это коснулось производства электроэнергии на ТЭС (значительный спад). Меньший спад производства произошел на АЭС, а на ГЭС резко замедлились темпы роста.

Итак, основным типом электростанций в РФ являются тепловые (ТЭС). Эти установки вырабатывают примерно 67% электроэнергии РФ.

На их размещение влияют топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные электростанции располагаются в местах добычи топлива. ТЭС, использующие калорийное, транспортабельное топливо, ориентированы на потребителей.

Существует несколько принципов классификации ТЭС:


1. ТЭС делятся на конденсационные (КЭС) и ТЭЦ.


2. По виду используемой энергии выделяют установки:

А) работающие на традиционном органическом топливе (уголь, торф, сланцы, мазут, природный газ);

Б) геотермические (ГТЭС).
3. По характеру обслуживания потребителей различают:

А) районные ТЭС, начиная с плана ГОЭЛРО, государственные районные электрические станции (ГРЭС);

Б) центральные, расположенные вблизи центра энергетических нагрузок. 4. По принципу взаимодействия все электростанции делятся на системные и изолированные (работающие за пределами энергосистем).

Тепловые электростанции используют просторно распространенные топливные ресурсы, относительно свободно размещаются и способны вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний. Их строительство ведется быстро и связано с меньшими затратами труда и материальных средств. Но у ТЭС есть существенные недостатки. Они используют невозобновимые ресурсы, обладают невысоким КПД (30-35%), оказывают крайне негативное влияние на экологическую обстановку. ТЭС всего мира ежегодно выбрасывают в атмосферу 200-250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида[6], а также поглощают огромное количество кислорода. Установлено, что уголь в микродозах почти всегда содержит U238, Tp32 и радиоактивный изотоп углерода. Большинство ТЭС РФ не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов от оксидов серы и азота. Хотя установки, работающие на природном газе экологически существенно чище угольных, сланцевых и мазутных, вред природе наносит прокладка газопроводов (особенно в северных районах).

Первостепенную роль среди тепловых установок играют конденсационные электростанции (КЭС). Они тяготеют и к источникам топлива, и к потребителям, и поэтому очень просторно распространены.

Чем крупнее КЭС, тем дальше она может передавать электроэнергию, т.е. по мере увеличения мощности возрастает влияние топливно- энергетического фактора. Ориентация на топливные базы происходит при наличии ресурсов дешевого и нетранспортабельного топлива (бурые угли Канско-Ачинского бассейна) или в случае использования электростанциями торфа, сланцев и мазута (такие КЭС обычно связаны с центрами нефтепереработки).

ТЭЦ (теплоэлектроцентрали) представляют собой установки по комбинированному производству электроэнергии и теплоты. Их КПД доходит до 70% против 30-35% на КЭС. ТЭЦ привязаны к потребителям, т.к. радиус передачи теплоты (пара, горячей воды) составляет 15-20 км. Максимальная мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС.

В последнее пора появились принципиально новые установки:

. газотурбинные (ГТ) установки, в которых вместо паровых применяются газовые турбины, что снимает проблему водоснабжения

(на Краснодарской и Шатурской ГРЭС);

. парогазотурбинные (ПГУ), где тепло отработавших газов используется для подогрева воды и получения пара низкого давления (на Невинномысской и Кармановской ГРЭС);

. магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию (на

ТЭЦ-21 Мосэнерго и Рязанской ГРЭС).

В РФ мощные (2 млн. кВт и более) построены в Центральном районе, в Поволжье, на Урале и в Восточной Сибири.

На базе Канско-Ачинского бассейна создается мощный топливно- энергетический комплекс (КАТЭК). В проекте предусмотрено строительство восьми ГРЭС мощностью по 6,4 млн. кВт. В 1989 г. был введен в строй первый агрегат Березовской ГРЭС-1 (0,8 млн. кВт).

В результате экономического кризиса 90-х производство электроэнергии на ТЭС существенно снизилось, что ощутимо повлияло на общероссийские показатели.

Геотермические электростанции (ГТЭС), в основе работы которых лежит освоение глубинной теплоты земных недр, напоминают ТЭЦ, но связаны с источником энергии. В РФ подобные электростанции сооружены на Камчатке: Паужетская (11 тыс. кВт)

Атомные электростанции (АЭС) в качестве топлива используют уран. Он легко транспортабелен, что исключает подневольность АЭС от топливно- энергетического фактора. Установки ориентированы на потребителей и расположены в районах с ограниченными энергетическими ресурсами или напряженным топливно-энергетическим балансом. Количество теплоты, полученное при расходе 1 кг урана (U235), равно получаемому при сжигании 2,5 т лучшего угля.

В 1954 году вступила в строй опытная Обнинская АЭС. Затем АЭС сооружались в наиболее густонаселенных и часто уязвимых с экологической точки зрения местах, что вызывало недовольство общественности.

Из-за аварии в Чернобыле в 1986 году программа развития атомной энергетики была сокращена.

После значительного увеличения производства электроэнергии в 80-е годы темпы роста замедлились, а в 1992-1993 гг. начался спад.

При правильной эксплуатации, АЭС – наиболее экологически чистый источник энергии. Их функционирование не приводит к возникновению "парникового" эффекта, выбросам в атмосферу в условиях безаварийной работы, и они не поглощают кислород.

Атомные электростанции большой мощности экономичнее КЭС (себестоимость электроэнергии примерно в 2 раза меньше), но на мощность АЭС введены ограничения.

К недостаткам АЭС можно отнести трудности, связанные с захоронением ядерных отходов, катастрофические последствия аварий и тепловое загрязнение используемых водоемов.

В 1990 году на атомных электростанциях было произведено около 10% всей электроэнергии РФ. В 1995 году доля АЭС в производстве электроэнергии составила примерно 11,6%.

В нашей стране мощные АЭС расположены: в Центральном и Центрально-Черноземном районах, на Севере, на Северо-Западе, на Урале, в Поволжье и на Северном Кавказе.

Новым в атомной энергетике является создание АТЭЦ и АСТ. На АТЭЦ, как и на обычной ТЭЦ, производится тепловая и электрическая энергия, а на АСТ – только тепловая. АТЭЦ действует в поселке Билибино на Чукотке, строятся АСТ.

Гидроэлектростанции являются весьма эффективными источниками энергии. Они используют возобновимые ресурсы - механическую энергию падающей воды. Необходимый для этого подпор воды создается плотинами, которые воздвигают на реках и каналах. Гидравлические установки позволяют сокращать перевозки и экономить минеральное топливо (на 1 кВт-ч расходуется примерно 0,4 т угля). Они достаточно просты в менеджменте и обладают очень высоким коэффициентом полезного действия (более 80%). Себестоимость этого типа установок в 5-6 раз ниже, чем ТЭС, и они требуют намного меньше обслуживающего персонала.

Гидравлические установки представлены гидроэлектростанциями (ГЭС), гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС) и приливными электростанциями (ПЭС). Их размещение во многом зависит от природных условий, например, характера и режима реки. В горных районах обычно возводятся высоконапорные ГЭС, на равнинных реках действуют установки с меньшим напором, но большим расходом воды. Гидростроительство в условиях равнин сложнее из-за преобладания мягких оснований под плотинами и необходимости иметь крупные водохранилища для регуляции стока. Сооружение ГЭС на равнинах вызывает затопление прилегающих территорий, что приносит важный материальный ущерб.

В целом по РФ в настоящее пора использована 1/5 часть экономически обоснованного потенциала гидроэнергоресурсов. Аналогичны показатели по Сибири, но в европейской части страны ресурсы использованы на 2/5, причем максимальные значения характерны для Урала и Поволжья.

В данной таблице представлено использование экономического потенциала гидроэнергетических ресурсов по регионам РФ.[7]

| |Экономический |Использование экон. Потенциала | |Район |потенциал, млрд. | | | |кВт-ч | | | | |На