VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

К категориям микро ГЭС относят гидроэлектрические станции мощностью менее 100 кВт, при этом мощность одного гидроагрегата, до 50 кВт.

Микро ГЭС – один из наиболее ранних видов ГЭС в истории развития гидроэнергетики. Они были прообразом крупных гидроэлектростанций и выполняли зачастую роль моделей крупных гидротурбин.

Сооружения микро ГЭС является прекрасной альтернативой для энергоснабжения изолированных от энергосистемы (или требующих резервирования) потребителей, число которых в Таджикистане еще множество.

Например микро ГЭС мощностью 50 кВт может обеспечить электроэнергией сельский поселок с населением 100 человек. Самое широкое применение микро ГЭС могут найти для обеспечения электроэнергии стационарных сельских потребителей и объектов отгонного животноводства, горно-добывающих и геологоразведочных объектов, туристических комплексов, военных и много других объектах.

В настоящее время энергоснабжения мелких рассредоточенных потребителей в основном применяются дизельные и бензоэлектрические агрегаты. Наряду с важными преимуществами по транспортабельности, автоматическому регулированию, простоте пуска и остановки эти агрегаты имеют существенные недостатки –загрязнение окружающей природной среды выхлопными газами и топливом, сложность доставки топлива на большие расстояния, необходимость постоянного обслуживания, высокий уровень шума.

Наибольшее число изолированных электропотребителей сосредоточено в горных районах Таджикистана.

Сооружения микро ГЭС возможно при размещении их для попутного получения электроэнергии на водосбросах, на малых реках, на каналах.

Недостатком микро ГЭС является то что в зимнее время обычно малые реки практически не имеют стока, следовательно необходимо чтобы потребление электроэнергии в летный период было больше зимней.

В некоторых случаях целесообразно применение микро ГЭС в комплексе с ветроэнергоустановкой. Создание таких энергокомплексов является одним из перспективных направлений разработок.

Применительно к различным природным условиям можно выделить два типа микро ГЭС: реализующих потенциальную энергию или кинетическую энергию водотока.

Примерами первого типа являются микро ГЭС с традиционным оборудованием, русловое либо деривационные (рисунок 1).

Полную мощность протекающего воды под напором определяется по формуле (1.1).

(1.1)

где -мощность протекающего воды, кВт; - свободного падения, м/с;

-расход, , -напор, м.

Микро ГЭС второго типа устанавливаются непосредственно в водотоке их примерами являются гирляндные микро ГЭС конструкции Б. С. Блинова. (рисунок 2).

Гирляндные микро ГЭС создавались для работы на больших и малых водотоках, каналах. Условиями для их использования являются возможность свободного обтекания гидротурбины водным потоком и отсутствие специальной гидросооружений. Поперечная конструкция применяется на реках с широким руслом, торцевая на реках малой ширины (турбины поперечна и торцевая приведены на рисунке 2.1). Поперечная гирляндная микро ГЭС состоит из нескольких гидротурбин, жестко закрепленных на стальном тросе (выполняющем роль гибкого вала), редуктора и гидрогенератора. Трос с гидротрубинами располагается в воде поперек реки и удерживается на обеих берегах якорями или анкерными опорами. Сила лобового сопротивления сопротивления гирлянды гидротурбин при обтекании ее водным потоком натягивает трос. Благодаря этому гирлянда не отпускается на дно реки и создается условия для передачи крутящего момента от гидротурбин к тросу, а от него редуктору, расположенному на берегу. Мощность одногирляндной микро ГЭС, составленной из поперечных гидротурбин, определяется по формуле (1.2).

(1.2).

где - мощность на клеммах гидрогенератора, кВт; -диаметр гидротурбины, м; -длина активной части гирлянды, м; -скорость водного потока, м/с; -коэффициент, характеризующий качество профиля гидротурбины (для турбины Е.С. Бирюкова =0,46); , - КПД, равный для редуктора 0,7-0,9 и генератора 0,75-0,9 соответственно.

В зависимости от соотношения необходимой мощности и параметров водотока выбирается число устанавливаемых гидротурбин.

К достоинствам микро ГЭС можно отнести:

-простоту конструкции;

-автоматическое управление;

-отсутствие дежурного персонала;

-микро ГЭС могут функционировать как независимо от централизованного энергохозяйства, так и составе энергосистемы.

-для работы микро ГЭС не требуются создание водохранилищ, которые могу привести к затоплению местностей.

К недостаткам микро ГЭС можно отнести: -русла небольших рек и ручьев часто пересыхают летом и промерзают зимой; -строительство полноценной, пусть даже и небольшой гидроэлектростанции, способной исправно снабжать загородный коттедж электрической энергией круглый год, обходится недешево.

Литература:

1. Ясинский В.А., Мироненков А.П., Сарсембеков Т.Т. Современное состояние и перспективы развития малой гидроэнергетики в странах СНГ Алматы: Евразийский банк развития, 2011. – 36 с.

2. Четошникова Л.М. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: Учебное пособие. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2010. - 69 с.
3. Стафиевская В.В., Велентеенко А.М., Фролов В.А. Методы и средства энерго - и ресурсосбережения: Электрон. учеб. пособие. – Красноярск: ИПК СФУ, 2008. – 430 с.
4. Михайлов Л.П. Малая гидроэнергетика.- М.: Энергоатомиздат,1989. - 184 с.

Код для цитирования: Скопировать