Виды электростанций в россии

Энергетика в России

Основные виды электростанций в нашей стране: тепловые, атомные, гидроэлектростанции. Больше половины энергии вырабатывают ТЭС. Они строятся в тех районах, где осуществляется добыча топлива, либо на местности с потреблением энергии. ГЭС целесообразно строить на горных полноводных реках, поэтому такие станции появились на Ангаре, Енисее.

Эти виды электростанций в России есть и на Волге. На долю ГЭС приходится около 67% вырабатываемой в стране электрической энергии.

Разные виды атомных электростанций в России располагаются в западной части страны, где наблюдается повышенное потребление энергии.

Другие виды топлива для ТЭС

Помимо традиционных видов топлива тепловые электростанции применяют в своей работе и другие источники энергии. Одним из таких энергоресурсов является мазут, который использовался на многих электростанциях во второй половине 20-го века.

В современных условиях цена продуктов нефтепереработки существенно увеличилась, поэтому мазут перестал быть основным топливом. Его частично используют угольные электростанции для растопки. Эксплуатационные качества мазута аналогичны с природным газом, однако при его сжигании в большом количестве выделяется оксид серы, загрязняющий окружающую среду.

В 20-м веке некоторые ТЭС работали на торфе. В настоящее время этот ресурс практически не используется из-за низкой эффективности по сравнению с газом и углем. Установки на дизельном топливе применяются на небольших объектах, где не требуются значительные объемы электроэнергии. В основном, они предназначены для удаленных районов, расположенных на значительном расстоянии от сетей централизованного электроснабжения.

Как начиналось производство электричества в России

Во второй половине 19-го века стало ясно, что электричество можно получать не только во время физических опытов, но и промышленным способом. Для этих целей были изготовлены специальные машины, использующие энергию воды или пара. Вначале появились динамо-машины небольшой мощности, подающие электричество в отдельные дома Санкт-Петербурга и Москвы. Таким образом, электрификация России началась задолго до ленинского плана ГОЭЛРО.

В 1879 году русским инженером Яблочковым была запущена первая электростанция для освещения петербургского Литейного моста, а вслед за ним спроектирована и реализована практически система освещения в торговом комплексе на Лубянке в Москве. В середине 80-х годов к электричеству были подключены все самые важные объекты в крупных российских городах.
В конце 19-го – начале 20-го века появились первые электростанции в России, работающие на энергии воды: возле Петербурга на речке Охте и около Ессентуков на речке Подкумке. Петербургская ГЭС России была маломощная, всего на 350 л.с., а вот Кавказская станция обеспечивала светом сразу несколько городов.

Дальнейшему развитию энергетической отрасли помешала 1-я мировая война. Ее возрождение и дальнейшее развитие началось после гражданской войны и то не сразу, а лишь в конце 20-х годов, во время первых пятилеток. После Великой отечественной войны были не только восстановлены разрушенные объекты. Началось активное строительство новых электростанций, в том числе и на атомной энергии.

Работы по изучению и использованию энергии атомного ядра активно проводились в послевоенные годы. Было установлено, что цепная реакция по расщеплению ядра споровождается выделением огромного количества тепловой энергии. В дальнейшем это тепло использовалось для нагрева воды и превращения ее в пар, приводящий в действие турбины парогенераторов.

В 1950 году началось строительство первой атомной электростанции в городе Обнинске. Она была введена в эксплуатацию в 1954 году и обеспечивала электроэнергией лишь небольшое количество объектов, поскольку ее мощность не превышала 5 мегаватт. Данная отрасль продолжала развиваться и в настоящее время АЭС дают свет и тепло крупным территориально-производственным комплексам, где живут и работают миллионы людей.

На данный момент единая энергосистема включает в себя примерно 600 электростанций различного типа, а установленная мощность электростанций России доходит до 210 гигаватт. Среди них около 70% занимают тепловые установки – ТЭС, 21% приходится на ГЭС и ГАЭС, доля АЭС составляет 11% от общей мощности. Чтобы до конца уяснить их роль и значение, следует подробнее рассмотреть каждый тип станций с наиболее значимыми объектами.

Преимущества АЭС перед ТЭС

Преимущества и недостатки АЭС зависят от того, с каким видом получения электроэнергии мы сравниваем ядерную энергетику. Поскольку основные конкуренты атомных станций – ТЭС и ГЭС, сравним достоинства и недостатки АЭС по отношению к этим видам получения энергии.

ТЭС, то есть теплоэлектростанции бывают двух видов:

1. Конденсационные или коротко КЭС служат только для производства электроэнергии. Кстати, другое их название пришло из советского прошлого, КЭС также называют ГРЭСами – сокращенно от «государственная районная электростанция». 2. Теплоэлектроцентрали или ТЭЦ позволяют только производить не только электрическую, но и тепловую энергию. Взяв, к примеру, жилой дом, понятно, что КЭС только даст в квартиры электричество, а ТЭЦ еще и отопление вдобавок.

Как правило, ТЭС работают на дешевом органическом топливе – угле или угольной пыли и мазуте. Самые востребованные энергетические ресурсы сегодня – это уголь, нефть и газ. По оценкам экспертов мировых запасов угля хватит еще на 270 лет, нефти – на 50 лет, газа – на 70. Даже школьник понимает, что 50летних запасов очень мало и их надо беречь, а не ежедневно сжигать в печах.

АЭС решают проблему нехватки органического топлива. Преимущество АЭС – это отказ от органического топлива, тем самым, сохранение исчезающих газа, угля и нефти. Вместо них на АЭС используется уран. Мировые запасы урана оцениваются в 6 306 300 тонн. Насколько лет его хватит, никто не считает, т.к. запасов много, потребление урана достаточно небольшое, и об его исчезновении думать пока не приходится. В крайнем случае, если запасы урана вдруг унесут инопланетяне или они испарятся сами собой, в качестве ядерного топлива может применяться плутоний и торий. Преобразовать их в ядерное топливо пока дорого и сложно, но можно.

Преимущества АЭС перед ТЭС – это и сокращение количества вредных выбросов в атмосферу.

Что выделяется в атмосферу при работе КЭС и ТЭЦ и насколько это опасно:

1. Диоксид серы или сернистый ангидрид – опасный газ, губительный для растений. При попадании в организм человека в больших количествах вызывает кашель и удушье. Соединяясь с водой, диоксид серы превращается в сернистую кислоту. Именно благодаря выбросам диоксида серы возникает риск кислотных дождей, опасных для природы и человека. 2. Оксиды азота – опасны для дыхательной системы человека и животных, раздражают дыхательные пути. 3. Бенапирен – опасен тем, что имеет свойство скапливаться в организме человека. В результате длительного воздействия может вызывать злокачественные опухоли.

Суммарные годовые выбросы ТЭС на 1000 МВт установленной мощности – это 13 тысяч тонн в год на газовых и 165 тысяч тонн на пылеугольных тепловых станциях. ТЭС мощностью в 1000 МВт в год потребляет 8 миллионов тонн кислорода для окисления топлива, преимущества АЭС в том, что в атомной энергетике кислород не потребляется в принципе.

Вышеперечисленные выбросы для АЭС также не характерны. Преимущество АЭС — выбросы вредных веществ в атмосферу на атомных станциях ничтожно малы и по сравнению с выбросами ТЭС, безвредны.

Преимущества АЭС перед ТЭС – это низкие затраты на перевозку топлива. Уголь и газ чрезвычайно дорого доставлять на производства, в то время как необходимый для ядерных реакций уран можно поместить в одну небольшую грузовую машину.

Нетрадиционные источники электроэнергии

Нетрадиционные источники представлены геотермальными электростанциями (рис. 1), работающими на тепловой энергии, поступающей из земных недр. Чем глубже от поверхности земли, тем выше температура данного слоя. В России такие установки построены на Камчатке и на Курильских островах.

Существуют конструкции приливных электростанций (рис. 2), которые функционируют от энергии, создаваемой приливами и отливами в самом узком месте искусственного залива, отсеченного от моря. В качестве примера можно привести опытную Кислогубскую ПЭС, возведенную на Кольском полуострове.

Классификация электростанций включает в себя солнечные и ветровые альтернативные установки (рис. 3). Все виды таких систем обеспечивают электроэнергией небольшие предприятия и производства, используются в частном секторе для удовлетворения бытовых потребностей. В основном, это районы и места, где отсутствует централизованное электроснабжение и нет возможности подключиться к обычным ЛЭП.

Газотурбинная электростанция (ГТЭС)

Тепловые электростанции (ТЭС)

Газовые электростанции

Геотермальные электростанции (ГТЭС)

Волновая электростанция (ВЭС)

Дизельные электростанции (ДЭС)

Примеры станций

Итак, достаточно производительным и в какой-то мере даже универсальным объектом может считаться любая ТЭС, электростанция. Примеры таких комплексов представляем в списке ниже.

1. Белгородская ТЭЦ. Мощность этой станции составляет 60 МВт. Турбины ее работают на природном газе.
2. Мичуринская ТЭЦ (60 МВт). Этот объект также расположен в Белгородской области и работает на природном газе.
3. Череповецкая ГРЭС. Комплекс находится в Волгоградской области и может работать как на газу, так и на угле. Мощность этой станции равна целых 1051 МВт.
4. Липецкая ТЭЦ -2 (515 МВТ). Работает на природном газе.
5. ТЭЦ-26 «Мосэнерго» (1800 МВт).
6. Черепетская ГРЭС (1735 Мвт). Источником топлива для турбин этого комплекса служит уголь.

Какие предъявляются требования к ТЭС

ТЭС — это тепловая электрическая станция, на которой выработка электроэнергии и ее потребление производятся одномоментно. Поэтому такой комплекс должен полностью соответствовать ряду экономических и технологических требований. Это обеспечит бесперебойное и надежное обеспечение потребителей электроэнергией. Так:

• помещения ТЭС должны иметь хорошее освещение, вентиляцию и аэрацию;
• должна быть обеспечена защита воздуха внутри станции и вокруг нее от загрязнения твердыми частицами, азотом, оксидом серы и т. д.;
• источники водоснабжения следует тщательно защищать от попадания в них сточных вод;
• системы водоподготовки на станциях следует обустраивать безотходные.

Как происходит переработка топлива АЭС

Спустя год использования урана в ядерных реакторах необходимо производить его замену.

Топливные элементы остужают в течение нескольких лет и отправляют на рубку и растворение.

В результате химической экстракции выделяются уран и плутоний, которые идут на повторное использование, из них делают свежее ядерное топливо.

Продукты распада урана и плутония направляются на изготовление источников ионизирующих излучений, их используют в медицине и промышленности.

Все, что остается после этих манипуляций, отправляется в печь для разогрева, из этой массы варится стекло, такое стекло находится в специальных хранилищах.

Из остатков изготавливают стекло не для массового применения, стекло используется для хранения радиоактивных веществ.

Из стекла сложно выделить остатки радиоактивных элементов, которые могут навредить окружающей среде. Недавно появился новый способ утилизации радиоактивных отходов.

Быстрые ядерные реакторы или реакторы на быстрых нейтронах, которые работают на переработанных остатках ядерного топлива.

По подсчетам ученых, остатки ядерного топлива, которые сегодня хранятся в хранилищах, способны на 200 лет обеспечить топливом реакторы на быстрых нейтронах.

Помимо этого, новые быстрые реакторы могут работать на урановом топливе, которое делается из 238 урана, это вещество не используется в привычных атомных станциях, т.к. сегодняшним АЭС проще перерабатывать 235 и 233 уран, которого в природе осталось немного.

Таким образом, новые реакторы – это возможность использовать огромные залежи 238го урана, которые до этого не применялись.

Общие сведения

Мощность станции — 1,7 МВт (первоначально 0,4 МВт).

Станция установлена в узкой части губы Кислая, высота приливов в которой достигает 5 метров. Конструктивно станция состоит из двух частей — старой, постройки 1968 года, и новой, постройки 2006 года. Новая часть присоединена к одному из двух водоводов старой части. В здании ПЭС размещено два ортогональных гидроагрегата — один мощностью 0,2 МВт (диаметр рабочего колеса 2,5 м, находится в старом здании) и один ОГА-5,0 м мощностью 1,5 МВт (диаметр рабочего колеса 5 м, находится в новом здании). Гидротурбины изготовлены ФГУП «ПО Севмаш» генераторы — ООО «Русэлпром

Кислогубская ПЭС принадлежит ОАО «РусГидро» в лице его 100 % дочернего общества — ОАО «Малая Мезенская ПЭС».

Экологическая безопасность

Запрет на проектирование прямоточных систем в Водном кодексе РФ появился в 2007 году, напомнил эксперт в области финансовых коммуникаций Андрей Лобода. Ограничение было обусловлено в том числе загрязнением Братского и Усть-Илимского водохранилищ из-за сброса сточных вод химпредприятиями, уточнил он.

— Тогда в водохранилищах концентрация ртутных соединений была превышена в десятки раз, серьезно пострадала водная экосистема, наблюдался высокий уровень ртути в погибшей рыбе, — отметил эксперт.

В итоге экологические риски и запрет на использование прямоточных систем водоснабжения химическими предприятиями были распространены и на электростанции, добавил Андрей Лобода.

— Любая электростанция, работающая на принципе превращения воды в пар, который идет на турбину, действительно потребляет большое количество воды. Однако основная часть — более 90% — направлена на охлаждение турбин генератора, — сказала «Известиям» руководитель проекта департамента тарифов и целевых резервов «Росэнергоатома» Елена Майтелес.

Она добавила, что в этом случае вода забирается из водной системы и возвращается в водоем лишь в слегка нагретом состоянии, полностью сохранив химико-биологические свойства. В случае сооружения электростанции на берегу крупного водоема (озера, большой реки или залива) так называемое «тепловое загрязнение» оказывает ничтожное воздействие на флору и фауну и растворяется в общих объемах воды, подчеркнула Елена Майтелес.

Какие ваши воды

Фото: РИА Новости/Сергей Красноухов

— Именно об этой воде, объемы которой велики, а вреда окружающей среде нет, идет речь в законопроекте. Вода, которая идет на охлаждение турбины, не проходит других технологических схем. Это обстоятельство чаще всего намеренно опускается при рассмотрении проблемы, — заявила эксперт.

Елена Майтелес отметила, что сооружать дорогостоящие системы для охлаждения оборудования (например, градирни) попросту нецелесообразно, ведь есть возможность взять ее из водоема и вернуть чистой.

На электростанциях такие системы охлаждают специально очищенный водяной пар — даже если он попадет в водный объект, что практически невероятно, это не нанесет водоему никакого вреда, сказали «Известиям» в ООО «Газпром энергохолдинг». Химическое загрязнение воды таким образом исключено, отметили в компании.

— Все экологические риски прямоточных систем хорошо изучены, регулируются, установлены нормативы воздействий систем на окружающую среду, и соблюдение их контролируется так же, как и прочие воздействия от всех производственных объектов, — отметили в «Газпром энергохолдинг».

Возможно, этот запрет обоснован для производств, на которых прямоточные системы применяются для охлаждения или транспортировки экологически опасных, вредных веществ, но для электростанций он очевидно избыточен, заключили в компании.

Наличие запрета на проектирование прямоточных систем должно быть дифференцировано исходя из особенностей технологического процесса конкретного предприятия, считает первый зампред общественного совета при Минприроды Александр Закондырин. Если проектируемый объект теплоэнергетики ориентирован на использование естественного водоема, необходимо смоделировать его долгосрочное влияние на экосистему и предусмотреть природоохранные меры, заключил эколог.

В Минприроды на запрос «Известий» не ответили.

Какие ваши воды

Фото: РИА Новости/Александр Кондратюк

Классификация

Основными критериями, определяющими типы ветряных установок, являются следующие:

• Различие по количеству лопастей. Быстроходные и малолопастные имеют до 4 лопастей, а 4 и выше относятся к тихоходным многолопастным устройствам. Чем меньше количество лопастей, тем выше обороты двигателя.
• Величина номинальной мощности. Бытовые – до 15 кВт, полупромышленные – от 15 до 100 кВт, промышленные – от 100 кВт до 1 Мвт. Границы между показателями довольно условные, поэтому установки применяются там, где это действительно необходимо.
• Направление оси. В конструкциях используются два типа. В первом случае это горизонтальная ось, расположенная перпендикулярно относительно движения воздуха, напоминающая обычный флюгер. Такие генераторы отличаются более высоким КПД и приемлемой стоимостью. Второй вариант – это вертикальная ось, благодаря которой конструкция генератора становится более компактной. Она не зависит от направления ветра, а ее лопасти изготовлены в виде турбин. Нагрузка на ось значительно снижена, поэтому и мощность таких установок гораздо меньше. В некоторых электростанциях одновременно используется несколько генераторов с различными осями, объединенными в сеть, что позволяет получить высокую мощность на сравнительно небольшой площади.

Существует отдельная классификация ветровых электростанций по месту их расположения. Среди них можно выделить три основных типа:

• Наземные установки, получившие наиболее широкое распространение. Они монтируются на холмах и высотах, а также на специально подготовленных площадках. Строительство ведется с использованием дорогостоящей подъемной техники, поскольку все основные конструкции устанавливаются на большую высоту. Несколько устройств объединяются в общую систему с помощью электрических кабелей.
• Прибрежные ветровые электростанции. Строятся неподалеку от берегов морей и океанов. Работа системы зависит от морского бриза, который создает воздушные потоки с определенной периодичностью. Сам бриз возникает в результате неравномерного нагрева поверхностей водоемов и суши. Днем движение воздуха осуществляется в направлении с воды на сушу, а ночью, наоборот, с побережья к водоему. Таким образом, получение электроэнергии происходит круглосуточно, без каких-либо перерывов.
• Шельфовые ветряные электростанции. Устанавливаются в море далеко от берега, на расстоянии 10-12 км. В этом случае генераторы используют энергию, создаваемую регулярными морскими ветрами. Для установки используются участки морского дна, расположенные на незначительной глубине. Фундамент конструкции представляет собой сваи, забиваемые в грунт на глубину до 30 м. Передача электроэнергии на берег, осуществляется при помощи подводного кабеля.

Солнечные батареи

Рассуждая над тем, какие виды электростанций существуют в нашей стране, нельзя оставить без внимания альтернативные установки для получения электрической энергии.

Солнце – это не только источник тепла и света, благодаря ему применяют многие другие виды энергии (например, нефть, вода, уголь, ветер).

Использование солнечных батарей в северных регионах страны не настолько выгодно, чем в теплых районах. И все-таки, многие жители Российской Федерации стараются использовать альтернативную энергетику. Для принятия правильного решения по поводу результативного применения альтернативного источника энергии необходимо задуматься о стоимости солнечных батарей на отечественном рынке. Трудно назвать точную цену одного киловатта, генерируемого солнечным коллектором.

Сегодня в России 1 ватт электрической энергии, полученной солнечными батареями, имеет намного более высокую цену, чем то же количество энергии, получаемое из традиционных источников.

Дизельные электростанции

Дизельные электростанции представляют собой весьма практичное и эффективное решение проблемы автономного энергоснабжения объектов разного рода.

Основные достоинства:

• низкая стоимость вырабатываемой электроэнергии;
• быстрая окупаемость;
• большой моторесурс и долговечность.

Несмотря на то, что стоимость дизельной электростанции значительно выше, нежели бензиновой, в эксплуатации она гораздо дешевле, что компенсирует разницу в цене. Также, дизельные электростанции за счет большего моторесурса, могут работать гораздо дольше, чем электростанции бензиновые. В силу этих обстоятельств дизельные электростанции, нашли своё применение как источники постоянного или аварийного электроснабжения на беспрерывном производстве. Нельзя не отметить и высокую надежность и долговечность дизельных электростанций.

Дизельные электростанции восприимчивы и к температурным перепадам (например, резким заморозкам). Дело здесь вот в чем. Летнее дизельное топливо, которое без проблем используется в теплое время года, не подходит для работы зимой.

От холода в самом топливе происходит выпадение парафина, который забивает топливопроводы. Поэтому зимнее дизельное топливо обрабатывают дополнительно, удаляют парафин. Естественно, оно становится дороже, чем летнее.

Однако, при всем этом, надо указать на очевидное преимущество дизельной электростанции — дизельное топливо не обладает летучестью, как пары бензина или газ. Это обеспечивает дизелю своеобразную защиту от взрыва, что для дизельных электростанций, часто используемых как вспомогательные агрегаты при ликвидации различных катастроф и аварий, особенно ценно. Даже значительная утечка дизельного топлива не создает опасности окружающим и работникам.

Дизельные электростанции

Для работы дизельных электростанций, которые называют ДЭС, используются различные виды жидкого топлива. Основой системы является дизель-генератор, включающий в себя дизельный двигатель, электрический генератор, системы смазки и охлаждения, пульт управления.

Данные установки применяются как альтернативные в отдаленных районах, где являются основными источниками электроэнергии. Как правило, подведение стационарных ЛЭП в такие места экономически не выгодно. Кроме того, дизельные электростанции служат аварийными или резервными источниками питания, когда потребители не должны отключаться от электроснабжения.

Виды дизельных электростанций могут быть стационарными (4-5 тысяч кВт) и мобильными (12-1000 кВт). Благодаря небольшим размерам, они могут размещаться в небольших зданиях и помещениях. Эти станции постоянно готовы к пуску, а сам процесс запуска не занимает много времени. Большинство функций установок автоматизировано, а остальные легко переводятся в автоматический режим. Основным недостатком дизельных станций является привозное горючее и все мероприятия, связанные с его доставкой и хранением.

Преимущества и недостатки АЭС перед ГЭС

Преимущества и недостатки АЭС перед ГЭС связаны в основном с зависимостью ГЭС от природных ресурсов. Об этом подробнее…

1. Преимущество АЭС перед гидроэлектростанциями – это теоретическая возможность строительства новых атомных станций, в то время как большинство рек и водоемов, способных работать на благо гидроэлектростанций, уже заняты. То есть открытие новых ГЭС затруднено из-за нехватки нужных мест. 2. Следующие преимущества АЭС перед ГЭС – это непрямая зависимость от природных ресурсов. ГЭС напрямую зависят от природного водоема, АЭС же только косвенно – от добычи урана, все остальное обеспечивают сами люди и их изобретения.

Недостатки АЭС перед водными станциями незначительны — ресурсы, которые использует АЭС для ядерной реакции, а конкретно урановое топливо, является не возобновляемым. В то время как количество воды – основного возобновляемого ресурса ГЭС, от работы гидроэлектростанции никак не изменится, а уран сам по себе восстановиться в природе не может.

Похожие записи:

Активное, емкостное и индуктивное сопротивление. закон ома для цепей переменного тока Ретро проводка в современном доме Где используется фидерный кабель Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине