Электроэнергетика, гидроэнергетика, альтернативная энергетика

 1. Гидроэнергетика

Гид­ро­элек­тро­стан­ции -  это элек­тро­стан­ции,  ко­то­рые пре­об­ра­зу­ют па­да­ю­щую воду в элек­тро­энер­гию.

По за­па­су гид­ро­ре­сур­сов Рос­сия делит 1-2 места с Ки­та­ем. 12% об­ще­ми­ро­вых за­па­сов на­хо­дят­ся в Рос­сии, из них 80% на­хо­дят­ся в ма­ло­осво­ен­ных и ма­ло­об­жи­тых рай­о­нах во­сточ­ной тер­ри­то­рии Рос­сии, при этом, из этих ре­сур­сов ис­поль­зу­ют­ся всего лишь 20%. В тоже время,  в Ев­ро­пей­ской части тер­ри­то­рии Рос­сии ис­поль­зу­ет­ся боль­ше 50% гид­ро­энер­ге­ти­че­ско­го по­тен­ци­а­ла. Мощ­ные ГЭС по­стро­е­ны толь­ко на круп­ных, гор­ных реках, так как уро­вень мощ­но­сти их за­ви­сит от на­по­ра воды.

Пре­иму­ще­ства и недо­стат­ки ГЭС в срав­не­нии с ТЭС и АЭС:

Рис. 1. Гид­ро­элек­тро­стан­ция

Для более пол­но­го ис­поль­зо­ва­ния гид­ро­по­тен­ци­а­ла, на реке, как пра­ви­ло, стро­ят не одну, а несколь­ко ГЭС. Такую груп­пу ГЭС на­зы­ва­ют кас­ка­дом.

Кас­кад – это груп­па ГЭС,  по­стро­ен­ных на одной реке для более пол­но­го ис­поль­зо­ва­ния гид­ро­по­тен­ци­а­ла.

Рис. 2. Волж­ско-Кам­ский кас­кад гид­ро­элек­тро­стан­ций

Самые круп­ные кас­ка­ды рас­по­ло­же­ны на Волге и Каме, Ени­сее и Ан­га­ре, фор­ми­ру­ют­ся на реке Амур. Волж­ско-Кам­ский кас­кад со­сто­ит из Ни­же­го­род­ской ГЭС, Че­бок­сар­ской ГЭС, Жи­гу­лёв­ской ГЭС, Са­ра­тов­ский ГЭС, Волж­ской ГЭС, ко­то­рые рас­по­ла­га­ют­ся на реке Волга. Кам­ская, Вот­кин­ская и Ниж­не­кам­ская ГЭС на реке Каме. Самый круп­ной на Волге яв­ля­ет­ся Вол­го­град­ская ГЭС, её мощ­ность со­став­ля­ет  2653 МВт.

Рис. 3. Вол­го­град­ская ГЭС

Ан­га­ро-Ени­сей­ский кас­кад со­сто­ит из Са­я­но-Шу­шен­ской, Крас­но­яр­ской на реке Ени­сее, Ир­кут­ской, Брат­ской, Усть-Илим­ской ГЭС на реке Ан­га­ре.

Рис. 4. Крас­но­яр­ская ГЭС на банк­но­те в 10 руб­лей

Самая круп­ная ГЭС Рос­сии Са­я­но-Шу­шен­ская ГЭС и её мощ­ность со­став­ля­ет 6400 МВт. Она вхо­дит в 10 самых мощ­ных ГЭС мира.

Рис. 5. Са­я­но-Шу­шен­ская ГЭС

Рис. 6. Круп­ней­шие ГЭС Рос­сии

Раз­но­вид­но­стью ГЭС яв­ля­ют­ся Гид­ро­ак­ку­му­ли­ру­ю­щие элек­тро­стан­ции (ГАЭС). Во время пика по­треб­ле­ния элек­тро­энер­гии они ра­бо­та­ют как обыч­ные элек­тро­стан­ции. Вода, из верх­не­го во­до­хра­ни­ли­ща, про­хо­дя через элек­тро­ге­не­ра­то­ры, вы­ра­ба­ты­ва­ет элек­тро­энер­гию. Ко­гда-же пик по­треб­ле­ния элек­тро­энер­гии прой­ден, как пра­ви­ло, в ноч­ное время, вода из ниж­не­го во­до­хра­ни­ли­ща за­ка­чи­ва­ет­ся в верх­нее, при этом по­треб­ля­ет­ся элек­три­че­ская энер­гия, ко­то­рая вы­ра­ба­ты­ва­ет­ся дру­ги­ми элек­тро­стан­ци­я­ми.Такой тип элек­тро­стан­ций можно стро­ить на лю­бы­хре­ках, но при этом, она все­гда вза­и­мо­дей­ству­ет с дру­ги­ми ти­па­ми элек­тро­стан­ций.

Рис. 7. Схема ра­бо­ты Гид­ро­ак­ку­му­ли­ру­ю­щей элек­тро­стан­ции

Самая круп­ная За­гор­ская гид­ро­ак­ку­му­ли­ру­ю­щая элек­тро­стан­ция (ГАЭС) на­хо­дит­ся на тер­ри­то­рии Мос­ков­ской об­ла­сти рядом с го­ро­дом Сер­ги­ев Посад.

Рис. 8. За­гор­ская ГАЭС

 2. Альтернативная электроэнергетика

Аль­тер­на­тив­ная элек­тро­энер­ге­ти­ка -  это элек­тро­энер­гия, ис­поль­зу­ю­щая  аль­тер­на­тив­ные ис­точ­ни­ки энер­гии:сол­неч­ную, вет­ро­вую, при­лив­ную, гео­тер­маль­ную.

Рис. 9. Аль­тер­на­тив­ная элек­тро­энер­ге­ти­ка

Элек­тро­стан­ций, ко­то­рые ис­поль­зу­ют аль­тер­на­тив­ную элек­тро­энер­гию, в Рос­сии пока немно­го. В на­сто­я­щее время такой тип элек­тро­стан­ций про­из­во­дит мень­ше 1% всей элек­тро­энер­гии Рос­сии. На по­лу­ост­ро­ве Кам­чат­ка дей­ству­ют Па­у­жет­ская, Мут­нов­ская и Верхне-мут­нов­ская гео­тер­маль­ные элек­тро­стан­ции (ГеоТ­ЭС) . Для по­лу­че­ния элек­тро­энер­гии они ис­поль­зу­ют внут­рен­нее тепло земли.

Рис. 10. Гео­тер­маль­ная элек­тро­стан­ция

На Коль­ском по­лу­ост­ро­ве в Мур­ман­ской об­ла­сти по­стро­е­на Кис­ло­губ­ская при­лив­ная элек­тро­стан­ция (ПЭС).

Рис. 11. Кис­ло­губ­ская при­лив­ная элек­тро­стан­ция

Кроме того, боль­ши­ми воз­мож­но­стя­ми ис­поль­зо­ва­ния при­лив­ной энер­гии, кроме Коль­ско­го по­лу­ост­ро­ва, об­ла­да­ет ещё и по­бе­ре­жье Охот­ско­го моря.

Вет­ро­вая и сол­неч­ная энер­гия пока мало ис­поль­зу­ет­ся в нашей стране, но есть рай­о­ны эф­фек­тив­ные для их ис­поль­зо­ва­ния. Пер­спек­тив­ны­ми рай­о­на­ми для ис­поль­зо­ва­ния сол­неч­ной энер­гии яв­ля­ет­ся южные рай­о­ны Рос­сии, юг Си­би­ри и Даль­не­го Во­сто­ка.

Рис. 12. Сол­неч­ная энер­гия Рос­сии

К наи­бо­лее пер­спек­тив­ным рай­о­нам для ис­поль­зо­ва­ния вет­ро­вой элек­тро­энер­гии от­но­сят­ся ост­ро­ва Се­вер­но­го Ле­до­ви­то­го оке­а­на от Коль­ско­го по­лу­ост­ро­ва до Кам­чат­ки, рай­о­ны ниж­ней и сред­ней Волги, по­бе­ре­жье Кас­пий­ско­го моря, по­бе­ре­жье Охот­ско­го, Ба­рен­це­ва, Бал­тий­ско­го, Чёр­но­го и Азов­ско­го морей

Рис. 13. Вет­ро­вая энер­гия Рос­сии

 3. Энергосистема

 Элек­три­че­ская энер­гия не может быть про­из­ве­де­на впрок, не может по­ле­жать на скла­де. Всё ко­ли­че­ство элек­тро­энер­гии долж­но быть из­рас­хо­до­ва­но, по­это­му все дей­ству­ю­щие типы элек­тро­стан­ций объ­еди­не­ны между собой и это на­зы­ва­ет­сяэнер­го­си­сте­ма. Так про­ис­хо­дит пе­ре­рас­пре­де­ле­ние элек­тро­энер­гии между по­тре­би­те­ля­ми.

Энер­го­си­сте­ма - это груп­па элек­тро­стан­ций, объ­еди­нён­ных ли­ни­я­ми элек­тро­пе­ре­дач (ЛЭП) вы­со­ко­го на­пря­же­ния.

Стан­ции почти всей Рос­сии и юга Бай­ка­ла объ­еди­не­ны в энер­ге­ти­че­скую си­сте­му Рос­сии. К этой си­сте­ме под­клю­че­ны Ев­ро­пей­ские стра­ны, стра­ны СНГ и се­вер­ные рай­о­ны Ка­зах­ста­на.