Hidroenergia este o ramură a energiei , un set de mari subsisteme naturale și artificiale care servesc la transformarea energiei unui flux de apă în energie electrică .
GOST 19431-84 „Energie și electrificare. Termeni și definiții” definește hidroenergia ca o ramură a energiei asociată cu utilizarea energiei mecanice a resurselor de apă pentru a produce energie electrică.
Energia electrică este generată de generatoarele electrice pentru:
Un loc specific în sursele de energie regenerabilă în general și hidroenergetică în special este ocupat de centralele electrice care utilizează energia mareelor, refluxului și curenților oceanici . Capacitatea instalată a acestor centrale la sfârșitul anului 2018 este de 519 MW
Conceptul cheie în hidroenergie este potențialul hidroenergetic . Conform definițiilor WEC (World Energy Council), potențialul hidroenergetic este clasificat în potențialul hidroenergetic teoretic brut, potențialul hidroenergetic tehnic total și potențialul hidroenergetic economic. [1] [2]
Gama de modificări ale potențialului hidroenergetic diferă semnificativ în funcție de regiuni și țări ale lumii. Astfel, în conformitate cu datele EES EAEC [3] , în regiunile lumii, potențialul hidroenergetic teoretic maxim este în Asia și Oceania (15606 TWh/an) și cel minim în Orientul Mijlociu (690 TWh/an).
Pentru țările mari ale lumii, diferența depășește două ordine de mărime și anume: China - 6083 TWh/an (maximum) și Coreea de Sud - 52 TWh/an (minim).
O centrală hidroelectrică (HPP) este o centrală electrică care transformă energia mecanică a apei în energie electrică. [unu]
În structura capacității instalate a centralelor electrice din regiunile lumii la sfârșitul anului 2018, ponderea hidrocentralelor este de la 5,2% în Orientul Mijlociu până la aproape 51% în America Centrală și de Sud. Gama de modificare a acestei ponderi în structura capacității instalate a țărilor mari, de exemplu, Brazilia - ponderea CHE ajunge la 63,7% și nu există CHE în Arabia Saudită. Cea mai mare pondere a centralelor hidroelectrice din țările lumii (179 de țări), care este de aproape 100%, revine Paraguayului, unde capacitatea netă instalată a tuturor centralelor este de 8761 MW, inclusiv hidrocentrale - 8760 MW.
La sfârșitul anului 2018, capacitatea instalată a hidrocentralelor din lume este de 1283,4 GW, inclusiv centralele cu acumulare prin pompare.
O stație de pompare-stocare (PSPP) este înțeleasă ca un complex de structuri și echipamente care îndeplinește funcțiile de acumulare și generare de energie electrică prin pomparea apei din piscina inferioară în cea superioară (modul de pompare) și apoi conversia energiei potențiale a apei. în energie electrică (mod turbină) [4] . În conformitate cu glosarul EIA , centrala hidroelectrică cu stocare prin pompare (PSPP) se referă la centralele care utilizează apă preinjectată în piscina superioară din cea inferioară în timpul perioadei de scădere a programului de încărcare și generează energie electrică în perioada de sarcină maximă [ 5] .
La sfârșitul anului 2018, capacitatea instalată a centralelor cu acumulare prin pompare din lume era de 109,1 GW .
Avantaje:
Defecte:
În 2006, hidroelectricitatea asigura producția de până la 88% din surse regenerabile și până la 20% din toată energia electrică din lume, capacitatea hidroenergetică instalată a ajuns la 777 GW.
Pentru 2020, hidroenergia asigură producția de până la 41% din surse regenerabile și până la 16,8% din toată energia electrică din lume, capacitatea hidroenergetică instalată ajungând la 1.170 GW. [6]
Liderul absolut în producția de hidroenergie pe cap de locuitor este Islanda . În plus, acest indicator este cel mai ridicat în Norvegia (ponderea centralelor hidroelectrice în producția totală este de 98%), Canada și Suedia . În Paraguay , 100% din energia produsă provine din centrale hidroelectrice.
Primele cinci țări din lume în ceea ce privește potențialul tehnic hidroenergetic în 2008 au fost (în ordine descrescătoare): China, Rusia, SUA, Brazilia și Canada.
Principalii producători de hidroenergie pentru anul 2008, inclusiv centralele cu acumulare prin pompare [7]| Țară | Consumul de hidroenergie in TWh |
|---|---|
| China | 585 |
| Canada | 369 |
| Brazilia | 364 |
| STATELE UNITE ALE AMERICII | 251 |
| Rusia | 167 |
| Norvegia | 140 |
| India | 116 |
| Venezuela | 87 |
| Japonia | 69 |
| Suedia | 66 |
| Franţa | 63 |
| Teritoriu | Putere, GW |
|---|---|
| China | 370 |
| UE-27 | 152 |
| Brazilia | 109 |
| STATELE UNITE ALE AMERICII | 103 |
| Canada | 81 |
| Rusia | 52 |
| India | 51 |
| Japonia | cincizeci |
| Norvegia | 33 |
| Curcan | 31 |
| Vietnam | optsprezece |
| Țară | Generație, mii kWh/persoană |
|---|---|
| Islanda | 36,0 |
| Norvegia | 26.2 |
| Canada | 10.3 |
| Paraguay | 9.3 |
| Butan | 9.1 |
| Groenlanda | 7.1 |
| Noua Zeelanda | 4.9 |
| Elveţia | 4.4 |
| Laos | 4.0 |
| Georgia | 2.5 |
| Albania | 2.1 |
Cea mai activă construcție hidroelectrică de la începutul anilor 2000 este realizată de China , pentru care hidrocentrala este principala sursă potențială de energie. Până la jumătate din centralele hidroelectrice mici din lume sunt situate în această țară, precum și cea mai mare centrală hidroelectrică din lume „ Trei Chei ” de pe râul Yangtze și cea mai mare cascadă CHE în construcție. Un consorțiu internațional și mai mare „ Grand Inga ”, cu o capacitate de 39 GW, este planificat pentru construcție pe râul Congo , în Republica Democrată Congo (fostul Zair) .
Numai pentru perioada 1992-2018, au loc schimbări semnificative în structura capacității instalate a centralei electrice din lume (în continuare, lumea include 179 de țări). Ponderea hidroenergiei, inclusiv a centralelor hidroelectrice (HPP) și a centralelor cu acumulare prin pompare (PSPP), a scăzut de la 23,3% (659,3 GW) în 1992 la 18,0% (1283,4 GW) la sfârșitul anului 2018.
În 1878, englezul William Armstrong a folosit pentru prima dată energia hidroelectrică pentru a genera electricitate pentru a alimenta singura lampă cu arc electric din galeria sa de artă. Prima centrală electrică a fost lansată în 1882 pe râul Fox în Appleton, Wisconsin , SUA. Cinci ani mai târziu, existau deja 45 de hidrocentrale în SUA și Canada, iar în 1889 - 200 [9] .
Cel mai de încredere este că prima centrală hidroelectrică din Rusia a fost centrala hidroelectrică Berezovskaya (Zyryanovskaya), construită în Rudny Altai pe râul Berezovka (un afluent al râului Bukhtarma) în 1892 ; era o turbină cu patru turbine cu o capacitate totală de 200 kW și era destinată să furnizeze energie electrică pentru drenarea minelor din mina Zyryanovsky [10] . HC Nygrinskaya, care a apărut în provincia Irkutsk de pe râul Nygri (un afluent al râului Vacha ) în 1896, pretinde, de asemenea, că este primul. Echipamentul de putere al stației era format din două turbine cu un arbore orizontal comun, care roteau trei dinamo de 100 kW. Tensiunea primară a fost convertită de patru transformatoare de curent trifazate de până la 10 kV și transmisă prin două linii de înaltă tensiune către minele învecinate. Acestea au fost primele linii electrice de înaltă tensiune din Rusia. O linie (9 km lungime) a fost întinsă prin goltsy până la mina Negadanny , cealaltă (14 km) - în sus pe valea Nygri până la gura izvorului Sukhoi Log, unde a funcționat mina Ivanovsky în acei ani. La mine, tensiunea a fost transformată la 220 V. Datorită energiei electrice a CHE Nygrinskaya, în mine au fost instalate ascensoare electrice. În plus, a fost electrificată calea ferată minieră, care a servit pentru exportul de rocă sterilă, care a devenit prima cale ferată electrificată din Rusia. [unsprezece]
În 1919, Consiliul Muncii și Apărării a recunoscut construcția hidrocentralelor Volhov și Svir ca obiecte de importanță pentru apărare. În același an, au început pregătirile pentru construcția CHE Volkhovskaya, prima dintre centralele hidroelectrice construite conform planului GOELRO.
Prima etapă de construcție a CHE [12]
| Zonă | Nume | Putere, mii kW |
|---|---|---|
| De Nord | Volkhovskaya | treizeci |
| Nijnesvirskaya | 110 | |
| Verkhnesvirskaya | 140 | |
| de sud | Alexandrovskaya | 200 |
| Ural | Chusovaya | 25 |
| caucazian | Kuban | 40 |
| Krasnodar | douăzeci | |
| Terskaia | 40 | |
| Siberia | Altai | 40 |
| Turkestan | Turkestan | 40 |
În perioada sovietică de dezvoltare energetică, s-a pus accent pe rolul deosebit al planului economic național unificat pentru electrificarea țării - GOELRO , care a fost aprobat la 22 decembrie 1920. Această zi a fost declarată sărbătoare profesională în URSS - Ziua Inginerilor Energetici . Capitolul hidroenergetic al planului s-a numit Electrificare și Energia apei. Acesta a subliniat că hidrocentralele pot fi benefice din punct de vedere economic, în special în cazul utilizării complexe: pentru generarea de energie electrică, îmbunătățirea condițiilor de navigație sau recuperarea terenurilor . S-a presupus că în 10-15 ani va fi posibilă construirea de centrale hidroelectrice în țară cu o capacitate totală de 21.254 mii cai putere (aproximativ 15 milioane kW), inclusiv în partea europeană a Rusiei - cu o capacitate de 7394, în Turkestan - 3020, în Siberia - 10.840 tu SL. Cu. Construcția de CHE cu o capacitate de 950.000 kW a fost planificată pentru următorii 10 ani; totuși, în viitor, era planificată construirea a zece CHE cu o capacitate totală de lucru a primelor trepte de 535.000 kW.
În 2020, capacitatea hidroenergetică din Rusia a fost de 51.811 MW. [opt]
| Industrii | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||
| Energie | |||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| structura pe produse si industrii | |||||||||||||||||||||||||||
| Industria energetică : electricitate |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Furnizare de căldură : energie termică |
| ||||||||||||||||||||||||||
Industria combustibilului : combustibil |
| ||||||||||||||||||||||||||
Energie promițătoare : |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Portal: Energie | |||||||||||||||||||||||||||