Vandkraft

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 19. oktober 2021; checks kræver 6 redigeringer .

Vandkraft  er en gren af ​​energi , et sæt af store naturlige og kunstige delsystemer, der tjener til at omdanne energien fra en vandstrøm til elektrisk energi .

GOST 19431-84 "Energi og elektrificering. Termer og definitioner" definerer vandkraft som en energigren , der er forbundet med brugen af ​​vandressourcernes mekaniske energi til at producere elektrisk energi.

Udstyr

Elektrisk energi genereres af elektriske generatorer til:

En særlig plads i vedvarende energikilder i almindelighed og vandkraft i særdeleshed er optaget af kraftværker, der bruger energien fra tidevand, ebbe og havstrømme . Den installerede effekt af disse kraftværker ved udgangen af ​​2018 er 519 MW

Nøglebegrebet inden for vandkraft er vandkraftpotentiale . Ifølge WEC (World Energy Council) definitioner klassificeres vandkraftpotentialet i brutto teoretisk vandkraftpotentiale, samlet teknisk vandkraftpotentiale og økonomisk vandkraftpotentiale. [1] [2]

Udvalget af ændringer i vandkraftpotentialet varierer betydeligt fra regioner og lande til verden. I overensstemmelse med EES EAEC-data [3] er det maksimale teoretiske vandkraftpotentiale således i Asien og Oceanien i verdens regioner (15606 TWh/år) og minimum i Mellemøsten (690 TWh/år).

For store lande i verden overstiger forskellen to størrelsesordener, nemlig: Kina - 6083 TWh / år (maksimalt) og Sydkorea - 52 TWh / år (minimum).

Vandkraftværker

Et vandkraftværk (HPP) er et kraftværk, der omdanner vands mekaniske energi til elektrisk energi. [en]

I strukturen af ​​den installerede kapacitet af kraftværker i verdens regioner i slutningen af ​​2018 udgør andelen af ​​vandkraftværker fra 5,2% i Mellemøsten til næsten 51% i Central- og Sydamerika. Omfanget af ændringen af ​​denne andel i strukturen af ​​den installerede kapacitet i store lande, for eksempel Brasilien - andelen af ​​HPP'er når 63,7%, og der er ingen HPP'er i Saudi-Arabien. Den største andel af vandkraftværker i verdens lande (179 lande), hvilket er næsten 100%, falder på Paraguay, hvor den installerede nettokapacitet på alle kraftværker er 8761 MW, inklusive vandkraftværker - 8760 MW.

Ved udgangen af ​​2018 er den installerede kapacitet af vandkraftværker i verden 1283,4 GW, inklusive pumpekraftværker.

Hydrolagerstationer

En pumped-storage station (PSPP) forstås som et kompleks af strukturer og udstyr, der udfører funktionerne til at akkumulere og generere elektrisk energi ved at pumpe vand fra den nederste pool til den øvre (pumpetilstand) og derefter konvertere vandets potentielle energi til elektrisk energi (turbinetilstand) [4] . I overensstemmelse med VVM -ordlisten refererer pumped-storage hydroelectric plant (PSPP) til kraftværker, der bruger præ-injiceret vand i den øvre pool fra den nederste i perioden med belastningsplan-dip og genererer elektricitet i perioden med maksimal belastning [ 5] .

Ved udgangen af ​​2018 var den installerede kapacitet af verdens pumpekraftværker 109,1 GW

Fordele og ulemper

Fordele:

Fejl:

Statistik

I 2006 leverede vandkraft produktionen af ​​op til 88% af vedvarende energi og op til 20% af al elektricitet i verden, den installerede vandkraftkapacitet nåede 777 GW.

For 2020 giver vandkraft produktionen af ​​op til 41% af vedvarende energi og op til 16,8% af al elektricitet i verden, den installerede vandkraftkapacitet når 1.170 GW. [6]

Den absolut førende inden for produktion af vandkraft pr. indbygger er Island . Derudover er denne indikator højest i Norge (andelen af ​​vandkraftværker i den samlede produktion er 98%), Canada og Sverige . I Paraguay kommer 100 % af den producerede energi fra vandkraftværker.

De fem bedste lande i verden med hensyn til teknisk vandkraftpotentiale i 2008 var (i faldende rækkefølge): Kina, Rusland, USA, Brasilien og Canada.

De vigtigste producenter af vandkraft i 2008, herunder pumpekraftværker [7]
Land Vandkraftforbrug i TWh
Kina 585
Canada 369
Brasilien 364
USA 251
Rusland 167
Norge 140
Indien 116
Venezuela 87
Japan 69
Sverige 66
Frankrig 63
Vigtigste hydrauliske kapaciteter for 2020, inklusive pumpelagerkraftværker [8]
Territorium Strøm, GW
Kina 370
EU-27 152
Brasilien 109
USA 103
Canada 81
Rusland 52
Indien 51
Japan halvtreds
Norge 33
Kalkun 31
Vietnam atten
Vandkraftproduktion pr. borger i 2020
Land Generation, tusinde kWh/person
Island 36,0
Norge 26.2
Canada 10.3
Paraguay 9.3
Butan 9.1
Grønland 7.1
New Zealand 4.9
Schweiz 4.4
Laos 4.0
Georgien 2.5
Albanien 2.1

Den mest aktive vandkraftkonstruktion i begyndelsen af ​​2000'erne udføres af Kina , hvor vandkraft er den vigtigste potentielle energikilde. Op mod halvdelen af ​​verdens små vandkraftværker er placeret i dette land, såvel som verdens største vandkraftværk " Three Gorges " ved Yangtze-floden og den største HPP-kaskade under opførelse. En endnu større HPP " Grand Inga " med en kapacitet på 39 GW er planlagt til opførelse af et internationalt konsortium på Congo -floden i Den Demokratiske Republik Congo (tidligere Zaire) .

Kun for perioden fra 1992 til 2018 er der væsentlige ændringer i strukturen af ​​den installerede kapacitet på verdens kraftværk (herefter omfatter verden 179 lande). Andelen af ​​vandkraft, herunder vandkraftværker (HPP'er) og pumpekraftværker (PSPP'er), faldt fra 23,3 % (659,3 GW) i 1992 til 18,0 % (1283,4 GW) ved udgangen af ​​2018.

Historie

I 1878 brugte englænderen William Armstrong første gang vandkraft til at generere elektricitet til at drive den eneste lysbuelampe i hans kunstgalleri. Det første kraftværk blev lanceret i 1882 ved Fox River i Appleton, Wisconsin , USA. Fem år senere var der allerede 45 vandkraftværker i USA og Canada, og i 1889 - 200 [9] .

I Rusland

Den mest pålidelige er, at det første vandkraftværk i Rusland var Berezovskaya (Zyryanovskaya) vandkraftværket, bygget i Rudny Altai ved Berezovka-floden (en biflod til Bukhtarma-floden) i 1892 ; det var en fire-turbine med en samlet kapacitet på 200 kW og var beregnet til at levere elektricitet til minedræning fra Zyryanovsky-minen [10] . Nygrinskaya HPP, som dukkede op i Irkutsk-provinsen ved Nygri-floden (en biflod til Vacha -floden ) i 1896, hævder også at være den første. Stationens kraftudstyr bestod af to turbiner med en fælles vandret aksel, som roterede tre 100 kW dynamoer. Primærspændingen blev konverteret af fire trefasede strømtransformere op til 10 kV og transmitteret via to højspændingsledninger til nabominer. Disse var de første højspændingsledninger i Rusland. Den ene linje (9 km lang) blev lagt gennem goltsyen til Negadanny- minen , den anden (14 km) - op ad Nygri-dalen til mundingen af ​​Sukhoi Log-kilden, hvor Ivanovsky-minen fungerede i disse år. Ved minerne blev spændingen omdannet til 220 V. Takket være elektriciteten fra Nygrinskaya HPP blev der installeret elektriske elevatorer i minerne. Derudover blev minejernbanen elektrificeret, som tjente til eksport af gråsten, som blev den første elektrificerede jernbane i Rusland. [elleve]

I 1919 anerkendte Council of Labor and Defense opførelsen af ​​Volkhov og Svir vandkraftværker som objekter af forsvarsmæssig betydning. Samme år begyndte forberedelserne til opførelsen af ​​Volkhovskaya HPP, det første af de vandkraftværker bygget i henhold til GOELRO-planen.

Den første etape af konstruktionen af ​​HPP [12]

Areal Navn Effekt, tusinde kW
nordlige Volkhovskaya tredive
Nizhnesvirskaya 110
Verkhnesvirskaya 140
Syd Alexandrovskaya 200
Ural Chusovaya 25
kaukasisk Kuban 40
Krasnodar tyve
Terskaya 40
Sibirien Altai 40
Turkestan Turkestan 40

I den sovjetiske periode med energiudvikling blev der lagt vægt på den særlige rolle af den samlede nationale økonomiske plan for elektrificeringen af ​​landet - GOELRO , som blev godkendt den 22. december 1920. Denne dag blev erklæret en professionel ferie i USSR - Power Engineer's Day . Vandkraftkapitlet i planen hed Elektrificering og vandenergi. Den påpegede, at vandkraftværker kan være økonomisk fordelagtige, hovedsageligt i tilfælde af kompleks anvendelse: til at producere elektricitet, forbedre navigationsforholdene eller landvinding . Det blev antaget, at det inden for 10-15 år ville være muligt at bygge vandkraftværker i landet med en samlet kapacitet på 21.254 tusind hestekræfter (ca. 15 millioner kW), herunder i den europæiske del af Rusland - med en kapacitet på 7394, i Turkestan  - 3020, i Sibirien  - 10.840 du SL. Med. Byggeriet af HPP'er med en kapacitet på 950.000 kW var planlagt i de næste 10 år, men i fremtiden var det planlagt at bygge ti HPP'er med en samlet arbejdskapacitet på de første etaper på 535.000 kW.

I 2020 var vandkraftkapaciteten i Rusland 51.811 MW. [otte]

Noter

  1. ↑ 1 2 Installeret HPP-kapacitet . EES EØK. World Energy (2021-22-07). Hentet 5. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 19. august 2021.
  2. ↑ Installeret kapacitet for GeoTPP og PSP . EES EØK. World Energy (2021-22-07). Hentet 5. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 30. september 2021.
  3. ↑ HPP installeret kapacitet Arkiveret 19. august 2021 på Wayback Machine // EES EAEC
  4. ↑ SO 34.21.308-2005. Hydraulikteknik. Basale koncepter. Begreber og definitioner
  5. ↑ Installeret kapacitet for RES . EES EØK. World Energy (2021-22-07). Hentet 6. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 6. oktober 2021.
  6. ↑ Arkiveret kopi . Hentet 12. august 2021. Arkiveret fra originalen 15. juni 2021.
  7. ↑ TM L'état paufine l'ouverture des barrages à la concurrence  // Les échos. — Paris, 27/11/2009. - nr. 20561 . - S. 21 . Arkiveret fra originalen den 1. december 2009.
  8. ↑ 1 2 Statistik om vedvarende kapacitet, 2021, s. 17 . Hentet 20. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 24. august 2021.
  9. ↑ Sidorovich, Vladimir, 2015 , s. 70.
  10. ↑ Berezovskaya HPP . Hentet 7. april 2012. Arkiveret fra originalen 12. januar 2011.
  11. ↑ Elindustrien i Irkutsk-regionen. Avis "Science in Siberia" nr. 3-4 (2139-2140) 23. januar 1998 (utilgængeligt link) . Hentet 7. april 2012. Arkiveret fra originalen 15. januar 2014. 
  12. ↑ Ifølge materialerne fra GOELRO-kommissionen

Litteratur