ГИДРОЭНЕРГЕТИКА В РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Энергетика разделяется на классическую и не классическую. Классическая основывается на применении горючего либо ядерного топлива и энергии воды больших рек. Она делится на электроэнергетику, теплоэнергетику, ядерную энергетику и также гидроэнергетику. Множество лет успешно помогает человечеству энергия, имеющаяся в движущей воде. Запасы ее на планете огромны, поэтому разные ученые предполагают, что эту планету стоило бы назвать не Земля, а Вода - ведь около трех четвертей поверхности планеты покрыты водой. Гигантская батарейкой энергии служит Мировой океан, покрывающий большую ее часть, поступающую от Солнца. Здесь возвышаются волны, возникают приливы и отливы, великие океанские течения. Появляются великие реки, двигающие гигантские объёмы воды в моря и океаны. Не удивительно, что люди в желании найти больше энергии не могли не заметить насколько гигантский ее запас. Прежде всего люди постигли использование энергии рек.

Изобретение паровой машины остановило многовековой победный поход водных колес. Маленькие пыхтящие двигатели, которые можно было располагать везде, а не только на берегу реки, позволяли приводить в движение станки и кузнечные молоты и сукновальни, покусились даже на извечное предназначение водяных колёс – на полив полей. Одно за другим шли на слом большие водяные колёса, словно, многолетняя история водяной энергетики близится к завершению.

Но когда настал золотой век электричества, наступило возрождение водяного колеса уже в другом облике – в виде водяной турбины. Электрические генераторы, производящие энергию, надо было вращать, а это удачно могла делать вода.

Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, использующая в качестве источника энергии энергию водяного потока. Гидроэлектростанции в основном строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для плодотворного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных условия: стабильная обеспеченность водой круглый год и большие уклоны реки, которые способствуют гидростроительству каньонообразных видов рельефа.

Особенности:

- Себестоимость электроэнергии ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.

- Сток реки является незаменимым источником энергии.

- Строительство ГЭС более капиталоемкое, чем тепловых станций.

- Эффективные ГЭС расположены дальше от потребителей, чем тепловые станции.

Гидроэлектростанция, комплекс объектов и оборудования, благодаря которым энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.

Напор ГЭС создается концентрацией падения реки на используемом участке плотиной, либо деривацией, либо плотиной и деривацией совместно. Основное энергетическое оборудование ГЭС размещается в здании ГЭС: в машинном зале электростанции — гидроагрегаты, вспомогательное оборудование, устройства автоматического контроля и управления; в центральном посту управления — пульт оператора-диспетчера или автооператор гидроэлектростанции.

Повышающая трансформаторная подстанция размещается как внутри здания ГЭС, так и в отдельных зданиях или на открытых площадках. Распределительные устройства зачастую располагаются на открытой площадке. Здание ГЭС может быть разделено на секции с одним или несколькими агрегатами и вспомогательным оборудованием, отделённые от смежных частей здания. При здании ГЭС или внутри него создаётся монтажная площадка для сборки и ремонта различного оборудования и для вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС.

Гидроэлектрические станции подразделяются в зависимости от производимой мощности:

• мощные — производят от 25 МВт и выше;
• средние — до 25 МВт;
• малые гидроэлектростанции — до 5 МВт.

Мощность ГЭС зависит от напора и потребление воды, а также от КПД используемых турбин и генераторов. Так как по законам природы уровень воды безостановочно меняется, согласно времен года, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято выделять цикличную мощность. К примеру, различают годовой, квартальный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.

Гидроэлектростанции подразделяются в зависимости от использования напора воды:

• высоконапорные — более 60 м;
• средненапорные — от 25 м;
• низконапорные — от 3 до 25 м.

В Беларуси мест для создания столь больших гидроэлектростанций нет. Все наши крупные реки - Днепр, Припять, Двина, Неман - протекают на равнинах. Еще раньше, в СССР, когда цены на углеродное топливо были гораздо ниже нынешних, ГЭС в БССР строили. Из этого следует, что экономический будущее у белорусской гидроэнергетики есть. Тем более что при постоянном росте цен на природный газ любая замещена топливных носителей – очень выгодно.

Сейчас для ввода мощности 1 кВт на газе нужно использовать 1 условную денежную единицу, а тот же киловатт в виде гидроэлектростанции будет иметь цену в два раза выше - до 2,1 условной денежной единицы. Исходя из этих расчетов, можно сделать вывод, что это невыгодно. Но ведь и сам газ уже сегодня имеет стоимость около 55 долларов, и, как показывает практика цена на него понижаться не будет. Поэтому ГЭС в плане энергетической безопасности страны выгодны.

Согласно плану развития энергетической безопасности РБ, к 2025 году за счет гидроресурсов можно извлечь до 0,8-0,9 млрд. кВт*ч в год и заменить 220-250 тыс. тонн условного топлива. Для того, чтобы воплотить в жизнь такие большие планы, следует много сделать. Это и сооружение каскадов ГЭС на основных реках, возведения новых мини-ГЭС на малых реках, а также реставрация заброшенных мини-станций с заменой оборудования.

Мини-ГЭС могут решить множество местных проблем, что они доказали еще во времена СССР. К примеру, только в Гродненской области их было 29, в то время, как во всей стране около 180. Однако во времена подъема крупной энергетики в бывшем СССР мини-ГЭС в условиях Беларуси были признаны малоэффективными и их закрыли. В последние время началась реконструкция этих электростанций. На Гродненщине, к примеру, в 2005 году начала функционировать мини-ГЭС «Немново» на Августовском канале, мощностью 250 кВт*ч, и этого вполне хватает, для обеспечения светом и теплом поселка Сапоцкино. Окупилась эта установка через 11 лет, а служить будет еще целый век.

Интерес к мини-ГЭС оказывают ученые. Научные работники Института энергетики АПК Национальной академии наук выработали эффективный электрогенератор для этих станций мощностью 15 кВт. Генератор призведен с использованием широкодоступных магнитов, производимых в республике. Испытания данного образца генератора выяснили его способность в 1,5 раза повысить безопасность мини-ГЭС, при этом кпд образца на 10-15% выше аналогов. Хорошие результаты работы данного образца достигнуты в результате замены редуктора в конструкции на постоянные магниты.

Как считает, главный специалист концерна «Белэнерго» Владимира Кордуба, возможно, что на равнины белорусской земли придет и большая гидроэнергетика. Более того, на Западной Двине прорабатывается строительство целого каскада гидроэлектростанций (Витебской, Полоцкой, Бешенковичской и Верхнедвинской) общей мощностью около 130 МВт.

В данное время идут разговоры о возможном строительстве больших ГЭС. В частности, согласно одному из проектов, Неманская ГЭС в Гродно сможет вырабатывать 81,2 млн. кВт*ч электроэнергии (мощность 17 МВт), что составляет примерно 15 % всей энергии, которую потребляет Гродненская область. При создании водохранилища, будет создана возможность для разведения рыбы и будет объем запаса пресной воды. В Беларуси мест для создания таких больших гидроэлектростанций нет. Все наши реки ­Днепр, Припять, Двина, Неман – имеют русла на равнинах. Однако в СССР, когда цены на углеродное топливо были гораздо ниже теперешних, ГЭС в БССР строили. Можно предположить, что экономическое будущее у белорусской гидроэнергетики есть.

Потенциальная мощность всех водотоков республики составляет 850 МВт, в том числе технически доступная - 520 МВт, экономически целесообразная - 250 МВт.

Как показывает зарубежный опыт, в странах с незначительными собственными запасами органического топлива (газ, нефть, уголь) величина экономического потенциала гидроэнергетики приближается к технически доступному. В странах Западной Европы и Японии степень освоения технического потенциала составляет 60-90 %, в США и Канаде - 50-55 %.

В России - 20,5%.

В 1950-1960 годах было построено около 180 ГЭС суммарной мощностью 21 МВт с годовой выработкой 88 млн. кВт·ч электроэнергии в средний по водности год. Около 20% всей потребляемой электроэнергии в сельском хозяйстве Беларуси в этот период вырабатывалось малыми ГЭС (в основном, мощностью менее 100 кВт, состоящих на балансе у колхозов), большинство из которых с развитием энергосистемы было законсервировано или разрушено.

В настоящее время в республике находится в эксплуатации 41 ГЭС суммарной мощностью 16,1 МВт, что составляет около 3% от технически доступного потенциала.

Около 60% мощности всех ГЭС приходится на долю 22 ГЭС суммарной мощностью 9,4 МВт, находящихся в хозяйственном ведении РУП-облэнерго, входящих в состав ГПО "Белэнерго". Мощность самой крупной станции составляет 2,175 МВт (Осиповичская ГЭС, введена в эксплуатацию в 1953 году).

Выработка электроэнергии на ГЭС ГПО "Белэнерго" составила в 2008 году 24,8 млн. кВт·ч, в 2009 году - 29,6 млн. кВт·ч. Суммарная выработка электроэнергии всеми ГЭС республики составила в 2008 году 39 млн. кВт·ч, в 2009 - 44 млн. кВт·ч.

Равнинная Территория Республики Беларусь предопределяет развитие гидроэнергетики с использованием потенциала низконапорных потоков.

В приложении1 приведены данные РУП "ЦНИИКИВР" (исследования 1997-2000 гг.) по эколого-экономическим показателям ГЭС мощностью более 100 кВт, возможных для строительства на реках Беларуси. В качестве критериев выбора створов и водонапорных отметок приняты условия не затопления населенных пунктов и крупных коммуникаций образующимися водохранилищами, а также их экологическая приемлемость по глубоководности и степени регулирования стока.

Наибольший потенциал гидроэнергетики сосредоточен в Гродненской, Витебской и Могилевской областях на участках бассейнов рек Неман, Западная Двина и Днепр. К настоящему времени выполнена оценка экономической целесообразности строительства каскадов ГЭС на этих реках. Признано целесообразным строительство двух ГЭС суммарной мощностью 37 МВт на реке Неман, четырех ГЭС (112 МВт) на реке Западная Двина и каскада из четырех ГЭС (суммарная мощность 20,3 МВт) на реке Днепр. При вводе их в эксплуатацию установленная мощность ГЭС, находящихся в хозяйственном ведении ГПО "Белэнерго", составит около 180 МВт.

Заключение

Анализируя вышеизложенный материал и информацию, получаемую из средств массовой информации, можно сделать следующие выводы.

На фоне событий в странах ближнего и дальнего зарубежья нам просто необходимо осваивать новые виды энергоресурсов, которые в дальнейшем могли бы обеспечить республику более дешевыми энергоносителями. Так как нашу республику называют краем рек и озер развитие гидроэнергетики в нашей республики, а в частности мини-ГЭС, можно считать перспективным и вполне рентабельным.

Список литературы:

1. Володин В.В., Хазановский П.М. «Энергия, век двадцать первый: Научно-художественная литература». – М.: Дет. лит., 1989г.
2. Андрижиевский А.А., Володин В.И. «Энергосбережение и энергетический менеджмент». – Мн: «Вышейшая школа» 2005г.
3. Журнал «Экономика Беларуси» - №3(4)/2005г.
4. Щавелев Ю. С. И др. – 2-е изд. – Л.: Энергоиздат, 1981 г.
5. Р. Кларк «Более чем достаточно?» - М.: Энергоиздат,1984 г.