Vesivoima

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 19. lokakuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 6 muokkausta .

Vesivoima on energian  haara , joukko suuria luonnollisia ja keinotekoisia osajärjestelmiä, joiden tehtävänä on muuttaa vesivirran energia sähköenergiaksi .

GOST 19431-84 "Energia ja sähköistys. Termit ja määritelmät” määrittelee vesivoiman energia -alaksi, joka liittyy vesivarojen mekaanisen energian käyttöön sähköenergian tuottamiseen.

Varusteet

Sähkögeneraattorit tuottavat sähköä seuraaviin tarkoituksiin:

Uusiutuvissa energialähteissä yleensä ja erityisesti vesivoimassa on erityinen paikka voimalaitoksilla, jotka käyttävät vuorovesien, vuorovesien ja merivirtojen energiaa . Näiden voimalaitosten asennettu kapasiteetti vuoden 2018 lopussa on 519 MW

Vesivoiman avainkäsite on vesivoimapotentiaali . WEC:n (World Energy Council) määritelmien mukaan vesivoimapotentiaali luokitellaan teoreettiseen bruttovesivoimapotentiaaliin, tekniseen kokonaisvesivoimapotentiaaliin ja taloudelliseen vesivoimapotentiaaliin. [1] [2]

Vesivoimapotentiaalin muutosten vaihteluväli vaihtelee merkittävästi maailman alueittain ja maittain. Siten EES EAEC -tietojen [3] mukaan maailman alueilla suurin teoreettinen vesivoimapotentiaali on Aasiassa ja Oseaniassa (15606 TWh/vuosi) ja minimi Lähi-idässä (690 TWh/vuosi).

Suurissa maailman maissa ero ylittää kaksi suuruusluokkaa, nimittäin: Kiina - 6083 TWh / vuosi (enintään) ja Etelä-Korea - 52 TWh / vuosi (minimi).

Vesivoimalaitokset

Vesivoimalaitos (HPP) on voimalaitos, joka muuttaa veden mekaanisen energian sähköenergiaksi. [yksi]

Maailman alueiden voimalaitosten asennetun kapasiteetin rakenteessa vuoden 2018 lopussa vesivoimaloiden osuus on Lähi-idän 5,2 %:sta Keski- ja Etelä-Amerikan lähes 51 %:iin. Tämän osuuden vaihteluväli suurten maiden, esimerkiksi Brasilian, asennetun kapasiteetin rakenteessa - HEPP-osuus on 63,7%, ja Saudi-Arabiassa ei ole HEPU:ta. Suurin osuus vesivoimaloista maailman maissa (179 maata), joka on lähes 100%, osuu Paraguayhin, jossa kaikkien voimalaitosten asennettu nettokapasiteetti on 8761 MW, mukaan lukien vesivoimalat - 8760 MW.

Vuoden 2018 lopussa vesivoimalaitosten asennettu kapasiteetti maailmassa on 1283,4 GW, mukaan lukien pumppuvoimalaitokset.

Vesivarastoasemat

Pumppuvarasto (PSPP) ymmärretään rakenteiden ja laitteiden kokonaisuudeksi, joka suorittaa sähköenergian keräämisen ja tuottamisen pumppaamalla vettä alemmasta altaasta ylempään (pumpputila) ja muuttamalla sitten veden potentiaalisen energian . sähköenergiaksi (turbiinimoodi) [4] . YVA -sanaston mukaan pumppuvesivoimalaitoksella (PSPP) tarkoitetaan voimalaitoksia, jotka käyttävät esisuihkutettua vettä ylemmästä altaasta kuormitusaikalaskun aikana ja tuottavat sähköä maksimikuormituksen aikana [ 5] .

Vuoden 2018 lopussa maailman pumppuvoimaloiden asennettu kapasiteetti oli 109,1 GW

Edut ja haitat

Edut:

Virheet:

Tilastot

Vuonna 2006 vesivoimalla tuotettiin jopa 88 % uusiutuvasta energiasta ja jopa 20 % kaikesta maailman sähköstä, asennettu vesivoimakapasiteetti oli 777 GW.

Vuodelle 2020 vesivoima tuottaa jopa 41 % uusiutuvasta ja jopa 16,8 % kaikesta maailman sähköstä, asennettu vesivoimakapasiteetti on 1 170 GW. [6]

Vesivoiman tuotannon ehdoton johtaja asukasta kohden on Islanti . Sen lisäksi indikaattori on korkein Norjassa (vesivoimaloiden osuus kokonaistuotannosta 98 ​​%), Kanadassa ja Ruotsissa . Paraguayssa 100 % tuotetusta energiasta tulee vesivoimaloista .

Maailman viisi parasta maata teknisen vesivoimapotentiaalin mukaan vuonna 2008 olivat (laskevassa järjestyksessä): Kiina, Venäjä, USA, Brasilia ja Kanada.

Tärkeimmät vesivoiman tuottajat vuodelle 2008, mukaan lukien pumppuvoimalat [7]
Maa Vesivoiman kulutus TWh
Kiina 585
Kanada 369
Brasilia 364
USA 251
Venäjä 167
Norja 140
Intia 116
Venezuela 87
Japani 69
Ruotsi 66
Ranska 63
Päähydraulikapasiteetit vuodelle 2020, mukaan lukien pumppuvoimalat [8]
Alue Teho, GW
Kiina 370
EU-27 152
Brasilia 109
USA 103
Kanada 81
Venäjä 52
Intia 51
Japani viisikymmentä
Norja 33
Turkki 31
Vietnam kahdeksantoista
Vesivoiman tuotanto asukasta kohti vuonna 2020
Maa Sukupolvi, tuhat kWh/henkilö
Islanti 36.0
Norja 26.2
Kanada 10.3
Paraguay 9.3
Butaani 9.1
Grönlanti 7.1
Uusi Seelanti 4.9
Sveitsi 4.4
Laos 4.0
Georgia 2.5
Albania 2.1

2000-luvun alun aktiivisinta vesirakentamista tekee Kiina , jolle vesivoima on tärkein potentiaalinen energianlähde. Jopa puolet maailman pienistä vesivoimalaitoksista sijaitsee tässä maassa, samoin kuin maailman suurin vesivoimala " Kolme rotko " Jangtse-joella ja suurin rakenteilla oleva HEPP-kaskadi. Kansainvälinen konsortio suunnittelee rakentavansa Kongon demokraattisessa tasavallassa (entinen Zaire) Kongo-joelle vieläkin suuremman 39 GW:n voimalaitoksen " Grand Inga " .

Vain ajanjaksolla 1992–2018 maailman voimalaitoksen (jäljempänä maailmaan kuuluu 179 maata) asennetun kapasiteetin rakenteessa on tapahtunut merkittäviä muutoksia. Vesivoiman osuus, mukaan lukien vesivoimalaitokset (HPP) ja pumppuvoimalaitokset (PSPP:t), laski vuoden 1992 23,3 %:sta (659,3 GW) 18,0 %:iin (1283,4 GW) vuoden 2018 lopussa.

Historia

Vuonna 1878 englantilainen William Armstrong käytti ensimmäistä kertaa vesivoimaa tuottamaan sähköä taidegalleriansa ainoalle sähkökaarilampulle. Ensimmäinen voimalaitos käynnistettiin vuonna 1882 Fox-joella Appletonissa, Wisconsinissa , Yhdysvalloissa. Viisi vuotta myöhemmin Yhdysvalloissa ja Kanadassa oli jo 45 vesivoimalaitosta ja vuoteen 1889 - 200 mennessä [9] .

Venäjällä

Luotettavin on, että Venäjän ensimmäinen vesivoimalaitos oli Berezovskajan (Zyryanovskaya) vesivoimala, joka rakennettiin Rudny Altai Berezovka-joelle (Bukhtarma-joen sivujoki) vuonna 1892 ; se oli neliturbiini, jonka kokonaisteho oli 200 kW ja sen oli tarkoitus tuottaa sähköä Zyrjanovskyn kaivoksen kaivoksen tyhjennykseen [10] . Nygrinskaya HPP, joka ilmestyi Irkutskin maakuntaan Nygri-joen varrelle ( Vacha -joen sivujoki ) vuonna 1896, väittää myös olevansa ensimmäinen. Aseman voimalaitteisto koostui kahdesta turbiinista, joissa oli yhteinen vaaka-akseli ja jotka pyörittivät kolmea 100 kW dynamoa. Ensiöjännite muunnettiin neljällä kolmivaiheisella virtamuuntajalla 10 kV:iin asti ja siirrettiin kahden suurjännitejohdon kautta viereisille kaivoksille. Nämä olivat Venäjän ensimmäiset suurjännitelinjat. Yksi linja (9 km pitkä) laskettiin goltsyn kautta Negadannyn kaivokselle , toinen (14 km) - Nygrin laaksoa pitkin Sukhoi Log -lähteen suulle, jossa Ivanovskin kaivos toimi noina vuosina. Kaivoksilla jännite muutettiin 220 V:iin. Nygrinskajan HEP:n sähkön ansiosta kaivoksille asennettiin sähköhissit. Lisäksi sähköistettiin kaivosrautatie, joka palveli jätekiven vientiä, josta tuli Venäjän ensimmäinen sähköistetty rautatie. [yksitoista]

Vuonna 1919 työ- ja puolustusneuvosto tunnusti Volhovin ja Svirin vesivoimaloiden rakentamisen puolustustarkoituksen kannalta tärkeiksi kohteiksi. Samana vuonna aloitettiin valmistelut Volkhovskajan HEPP:n rakentamiseksi, joka on ensimmäinen GOELRO-suunnitelman mukaan rakennetuista vesivoimalaitoksista.

HPP:n rakentamisen ensimmäinen vaihe [12]

Alue Nimi Teho, tuhat kW
Pohjoinen Volkhovskaja kolmekymmentä
Nižnesvirskaja 110
Verkhnesvirskaya 140
Eteläinen Aleksandrovskaja 200
Ural Chusovaya 25
Kaukasialainen Kuban 40
Krasnodar kaksikymmentä
Terskaya 40
Siperia Altai 40
Turkestan Turkestan 40

Neuvostoliiton energiakehityksen aikana korostettiin yhtenäisen kansantalouden suunnitelman maan sähköistämiseksi - GOELRO - erityistä roolia , joka hyväksyttiin 22. joulukuuta 1920. Tämä päivä julistettiin ammattilomaksi Neuvostoliitossa - Sähköinsinöörin päiväksi . Suunnitelman vesivoimaluku oli nimeltään Sähköistys ja vesienergia. Se huomautti, että vesivoimalaitokset voivat olla taloudellisesti hyödyllisiä, lähinnä monimutkaisessa käytössä: sähkön tuottamiseen, navigointiolosuhteiden parantamiseen tai maanparannuskeinoon . Oletettiin, että 10-15 vuoden kuluessa maahan olisi mahdollista rakentaa vesivoimaloita, joiden kokonaiskapasiteetti on 21 254 tuhatta hevosvoimaa (noin 15 miljoonaa kW), mukaan lukien Venäjän eurooppalainen osa - joiden kapasiteetti on 7394, Turkestanissa  - 3020, Siperiassa -  10 840 SL. Kanssa. Seuraavaksi 10 vuodeksi suunniteltiin 950 000 kW:n HEPP:n rakentamista, mutta jatkossa suunniteltiin kymmenen HEP:n rakentamista, joiden ensimmäisten vaiheiden kokonaisteho on 535 000 kW.

Vuonna 2020 Venäjän vesivoimakapasiteetti oli 51 811 MW. [kahdeksan]

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Asennettu HPP-kapasiteetti . EES EAEC. World Energy (2021-22-07). Haettu 5. lokakuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 19. elokuuta 2021.
  2. ↑ GeoTPP:n ja PSP:n asennettu kapasiteetti . EES EAEC. World Energy (2021-22-07). Haettu 5. lokakuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 30. syyskuuta 2021.
  3. ↑ HPP:n asennettu kapasiteetti Arkistoitu 19. elokuuta 2021 Wayback Machinessa // EES EAEC
  4. ↑ SO 34.21.308-2005. Hydraulitekniikka. Peruskonseptit. Termit ja määritelmät
  5. ↑ Uusiutuvan energian asennettu kapasiteetti . EES EAEC. World Energy (2021-22-07). Haettu 6. lokakuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 6. lokakuuta 2021.
  6. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 12. elokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 15. kesäkuuta 2021.
  7. ↑ TM L'état paufine l'ouverture des barrages à la concurrence  // Les échos. — Pariisi, 27.11.2009. - nro 20561 . - S. 21 . Arkistoitu alkuperäisestä 1. joulukuuta 2009.
  8. ↑ 1 2 Uusiutuvan kapasiteetin tilastot, 2021, s. 17 . Haettu 20. lokakuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 24. elokuuta 2021.
  9. ↑ Sidorovich, Vladimir, 2015 , s. 70.
  10. ↑ Berezovskaya HPP . Haettu 7. huhtikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 12. tammikuuta 2011.
  11. ↑ Irkutskin alueen energiateollisuus. Sanomalehti "Science in Siberia" nro 3-4 (2139-2140), 23. tammikuuta 1998 (linkki ei ole käytettävissä) . Haettu 7. huhtikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 15. tammikuuta 2014. 
  12. ↑ GOELRO-komission materiaalien mukaan

Kirjallisuus