Vízenergia

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. október 19-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 6 szerkesztést igényelnek .

A vízenergia az energia  egyik ága , nagy természetes és mesterséges alrendszerek összessége, amelyek arra szolgálnak, hogy a vízáramlás energiáját elektromos energiává alakítsák .

GOST 19431-84 „Energia és villamosítás. Kifejezések és meghatározások” a vízenergiát olyan energiaágként határozza meg, amely a vízkészletek mechanikai energiájának elektromos energia előállítására történő felhasználásával kapcsolatos.

Berendezés

Az elektromos energiát elektromos generátorok állítják elő :

A megújuló energiaforrásokban általában, és különösen a vízenergiában különleges helyet foglalnak el azok az erőművek, amelyek az árapály, apály és óceáni áramlatok energiáját használják fel . Ezen erőművek beépített teljesítménye 2018 végén 519 MW

A vízenergia kulcsfogalma a vízenergia-potenciál . A WEC (World Energy Council) definíciói szerint a vízenergia potenciált bruttó elméleti vízenergia-potenciálra, teljes műszaki vízenergia-potenciálra és gazdasági vízenergia-potenciálra osztják. [1] [2]

A vízenergia-potenciál változásainak köre a világ régiói és országai szerint jelentősen eltér egymástól. Így az EES EAEC adatainak megfelelően [3] a világ régióiban a maximális elméleti vízenergia potenciál Ázsiában és Óceániában (15606 TWh/év), a minimum pedig a Közel-Keleten (690 TWh/év).

A világ nagy országaiban a különbség meghaladja a két nagyságrendet, nevezetesen: Kína - 6083 TWh / év (maximum) és Dél-Korea - 52 TWh / év (minimum).

Vízierőművek

A vízierőmű (HPP) olyan erőmű, amely a víz mechanikai energiáját elektromos energiává alakítja. [egy]

A világ régióiban az erőművek beépített kapacitásának szerkezetében 2018 végén a közel-keleti 5,2%-ról közel 51%-ra Közép- és Dél-Amerikában a vízerőművek részaránya. Ennek a részaránynak a változási tartománya a nagy országok, például Brazília beépített kapacitásának szerkezetében - a HPP-k részesedése eléri a 63,7%-ot, Szaúd-Arábiában pedig nincs HPP. A világ országaiban (179 ország) a vízerőművek legnagyobb része, ami közel 100%, Paraguayra esik, ahol az összes erőmű beépített nettó teljesítménye 8761 MW, beleértve a vízerőműveket is - 8760 MW.

2018 végén a világ vízerőművei beépített teljesítménye 1283,4 GW, beleértve a szivattyús tárolós erőműveket is.

Hidrotároló állomások

Szivattyús tárolóállomáson (PSPP) olyan szerkezetek és berendezések együttesét értjük, amelyek elektromos energia felhalmozásának és előállításának funkcióját látják el úgy, hogy vizet szivattyúznak az alsó medencéből a felsőbe (szivattyúzási mód), majd átalakítják a víz potenciális energiáját. elektromos energiává (turbinás üzemmód) [4] . A KHV szójegyzéke szerint a szivattyús tározós vízierőmű (PSPP) azokat az erőműveket jelenti, amelyek a terhelési ütemterv csökkenése idején az alsó medencébe előre besajtolt vizet használnak, és a maximális terhelés időszakában villamos energiát termelnek . 5] .

2018 végén a világ szivattyús tározós erőműveinek beépített teljesítménye 109,1 GW volt

Előnyök és hátrányok

Előnyök:

Hibák:

Statisztika

2006-ban a vízenergia a megújuló energia 88%-át és a világ összes villamos energiájának 20%-át biztosította, a beépített vízenergia-kapacitás elérte a 777 GW-ot.

2020-ra a vízenergia a megújuló energia 41%-át és a világ összes villamos energiájának 16,8%-át biztosítja, a beépített vízenergia-kapacitás eléri az 1170 GW-ot. [6]

Az egy főre jutó vízenergia-termelésben abszolút vezető Izland . Emellett ez a mutató Norvégiában a legmagasabb (a vízerőművek részesedése a teljes termelésből 98%), Kanadában és Svédországban . Paraguayban a megtermelt energia 100%-a vízerőművekből származik.

A műszaki vízenergia-potenciál tekintetében 2008-ban a világ első öt országa (csökkenő sorrendben): Kína, Oroszország, USA, Brazília és Kanada.

A fő vízenergia-termelők 2008-ban, beleértve a szivattyús tárolós erőműveket [7]
Ország Vízenergia-fogyasztás TWh-ban
Kína 585
Kanada 369
Brazília 364
USA 251
Oroszország 167
Norvégia 140
India 116
Venezuela 87
Japán 69
Svédország 66
Franciaország 63
Fő hidraulikus kapacitások 2020-ra, beleértve a szivattyús tárolós erőműveket [8]
Terület Teljesítmény, GW
Kína 370
EU-27 152
Brazília 109
USA 103
Kanada 81
Oroszország 52
India 51
Japán ötven
Norvégia 33
pulyka 31
Vietnam tizennyolc
Egy lakosra jutó vízenergia-termelés 2020-ban
Ország Generáció, ezer kWh/fő
Izland 36.0
Norvégia 26.2
Kanada 10.3
Paraguay 9.3
Bután 9.1
Grönland 7.1
Új Zéland 4.9
Svájc 4.4
Laosz 4.0
Grúzia 2.5
Albánia 2.1

A 2000-es évek elején a legaktívabb vízépítést Kína végzi , ahol a vízenergia a fő potenciális energiaforrás. A világ kis vízierőműveinek akár fele is ebben az országban található, valamint a világ legnagyobb vízerőműve, a „ Három-szurdok ” a Jangce-folyón , valamint a legnagyobb épülő erőmű-kaszkád. A Kongói Demokratikus Köztársaságban (korábbi Zaire) egy nemzetközi konzorcium egy még nagyobb, 39 GW teljesítményű " Grand Inga " erőművet tervez a Kongó folyón .

Csak az 1992-től 2018-ig tartó időszakban történt jelentős változás a világ (a továbbiakban: a világ 179 országot) erőművei beépített kapacitásának szerkezetében. A vízenergia részaránya, beleértve a vízerőműveket és a szivattyús tározós erőműveket is, az 1992-es 23,3%-ról (659,3 GW) 18,0%-ra (1283,4 GW) csökkent 2018 végére.

Történelem

1878-ban az angol William Armstrong használt először vízenergiát, hogy elektromos áramot termeljen művészeti galériája egyetlen elektromos ívlámpájának meghajtására. Az első erőművet 1882-ben indították útnak a Fox Riveren, Appletonban ( Wisconsin , USA). Öt évvel később már 45 vízerőmű működött az USA-ban és Kanadában, 1889-200-ra [9] .

Oroszországban

A legmegbízhatóbb az, hogy Oroszország első vízerőműve a Berezovskaya (Zyryanovskaya) vízerőmű volt, amelyet 1892-ben építettek Rudny Altájban a Berezovka folyón (a Buhtarma folyó mellékfolyója ) ; négy turbina volt, összesen 200 kW teljesítménnyel, és a Zyryanovsky-bányából való bányavíz elvezetésének volt a célja [10] . A Nygrinskaya HPP, amely 1896-ban jelent meg Irkutszk tartományban a Nygri folyón (a Vacha folyó egyik mellékfolyója ), szintén elsőnek vallja magát. Az állomás erőművi berendezése két közös vízszintes tengelyű turbinából állt, amelyek három 100 kW-os dinamót forgattak. A primer feszültséget négy háromfázisú áramváltó alakította át 10 kV-ig, és két nagyfeszültségű vezetéken továbbította a szomszédos bányákba. Ezek voltak az első nagyfeszültségű vezetékek Oroszországban. Az egyik vonalat (9 km hosszú) a Goltsy-n keresztül a Negadanny - bányáig , a másikat (14 km) - a Nygri-völgyön fel a Sukhoi Log-forrás torkolatáig, ahol azokban az években az Ivanovszkij bánya működött. A bányákban a feszültséget 220 V-ra alakították át. A Nygrinskaya HPP áramának köszönhetően a bányákban elektromos felvonókat szereltek fel. Ezenkívül villamosították a bányavasutat, amely a hulladékkő exportját szolgálta, és ez lett az első villamosított vasút Oroszországban. [tizenegy]

A Munkaügyi és Védelmi Tanács 1919-ben védelmi jelentőségű objektumként ismerte el a Volhov és Svir vízierőművek építését. Ugyanebben az évben megkezdődtek a Volkhovskaya HPP építésének előkészületei, az első a GOELRO terv szerint épített vízerőművek közül.

A HPP építésének első szakasza [12]

Terület Név Teljesítmény, ezer kW
Északi Volkovszkaja harminc
Nyizsnyevirszkaja 110
Verkhnesvirskaya 140
Déli Alexandrovskaya 200
Urál Chusovaya 25
kaukázusi Kuban 40
Krasznodar húsz
Terskaya 40
Szibéria Altaj 40
Turkesztán Turkesztán 40

Az energiafejlesztés szovjet időszakában az ország villamosítására vonatkozó egységes nemzetgazdasági terv - GOELRO - különleges szerepére helyezték a hangsúlyt , amelyet 1920. december 22-én hagytak jóvá . Ezt a napot a Szovjetunióban szakmai ünneppé nyilvánították - az Erőműmérnökök Napja . A terv vízenergiával foglalkozó fejezete a Villamosítás és vízenergia címet viselte. Felhívta a figyelmet arra, hogy a vízi erőművek elsősorban komplex felhasználás esetén lehetnek gazdaságilag előnyösek: villamosenergia-termelésre, hajózási feltételek javítására vagy meliorációra . Feltételezték, hogy 10-15 éven belül 21 254 ezer lóerő (mintegy 15 millió kW) összteljesítményű vízerőműveket lehet építeni az országban , beleértve Oroszország európai részét is - 7394 kapacitással. Turkesztánban  - 3020, Szibériában -  10 840 te SL. Val vel. A következő 10 évre 950 000 kW teljesítményű erőművek építését tervezték, a jövőben azonban tíz, az első ütemben 535 000 kW összteljesítményű erőmű megépítését tervezték.

2020-ban Oroszország vízerőművi kapacitása 51 811 MW volt. [nyolc]

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Telepített HPP kapacitás . EES EAEC. Világenergia (2021-22-07). Letöltve: 2021. október 5. Az eredetiből archiválva : 2021. augusztus 19.
  2. ↑ A GeoTPP és a PSP telepített kapacitása . EES EAEC. Világenergia (2021-22-07). Letöltve: 2021. október 5. Az eredetiből archiválva : 2021. szeptember 30.
  3. ↑ HPP beépített kapacitás Archiválva : 2021. augusztus 19. a Wayback Machine -nél // EES EAEC
  4. ↑ SO 34.21.308-2005. Vízépítés. Alapfogalmak. Kifejezések és meghatározások
  5. ↑ RES beépített kapacitása . EES EAEC. Világenergia (2021-22-07). Letöltve: 2021. október 6. Az eredetiből archiválva : 2021. október 6..
  6. ↑ Archivált másolat . Letöltve: 2021. augusztus 12. Az eredetiből archiválva : 2021. június 15.
  7. ↑ TM L'état paufine l'ouverture des barrages à la concurrence  // Les échos. – Párizs, 2009.11.27. - 20561 sz . - S. 21 . Az eredetiből archiválva : 2009. december 1.
  8. ↑ 1 2 Megújulókapacitás-statisztika, 2021, p. 17 . Letöltve: 2021. október 20. Az eredetiből archiválva : 2021. augusztus 24..
  9. ↑ Sidorovich, Vladimir, 2015 , p. 70.
  10. ↑ Berezovskaya HPP . Letöltve: 2012. április 7. Az eredetiből archiválva : 2011. január 12..
  11. ↑ Az irkutszki régió energiaipara. "Tudomány Szibériában" újság 3-4. szám (2139-2140), 1998. január 23. (elérhetetlen link) . Letöltve: 2012. április 7. Az eredetiből archiválva : 2014. január 15.. 
  12. ↑ A GOELRO Bizottság anyagai szerint

Irodalom