Русловая гидроэлектростанция

Речная гидроэлектростанция ( ROR ) или русловая гидроэлектростанция — это тип гидроэлектростанции , в которой имеется небольшое количество воды или она вообще не используется. Русловые электростанции могут вообще не иметь резервуаров для воды или иметь ограниченный объем резервуаров, и в этом случае водохранилище называется прудом . Установка без пруда подвержена сезонным речным стокам, поэтому станция будет работать как непостоянный источник энергии . Обычная гидроэнергетика использует водохранилища , которые регулируют воду для борьбы с наводнениями , распределения электроэнергии и обеспечения пресной водой для сельского хозяйства .

Концепция

Русловая гидроэлектроэнергия, или ROR, считается идеальной для ручьев или рек, которые могут поддерживать минимальный сток, или для тех, которые регулируются озером или водохранилищем вверх по течению. ^[1]^[2]

Небольшую плотину обычно строят для создания напорного пруда, обеспечивающего поступление достаточного количества воды в трубы водовода , ведущие к турбинам , которые находятся на более низкой высоте. ^[3] Проекты с прудом, в отличие от проектов без пруда, могут хранить воду для ежедневных потребностей. ^[1] В целом проекты отводят часть или большую часть речного стока (до 95% среднегодового стока). ^[4] через трубу и/или туннель, ведущий к турбинам, вырабатывающим электроэнергию, а затем возвращать воду обратно в реку ниже по течению. ^[3]

Проекты русловых гидроэлектростанций кардинально отличаются по дизайну и внешнему виду от проектов обычных гидроэлектростанций. Традиционные плотины гидроэлектростанций хранят огромное количество воды в водохранилищах , иногда затопляя большие участки земли. Напротив, проекты по руслу реки не имеют недостатков, связанных с водохранилищами , и поэтому вызывают меньшее воздействие на окружающую среду. ^[5]

Использование термина «русло реки» для энергетических проектов варьируется по всему миру. Некоторые могут рассматривать проект как русловой, если электроэнергия производится без хранения воды, но другие считают, что ограниченное хранилище находится в русле реки. Девелоперы могут ошибочно назвать проект руслом реки, чтобы успокоить общественное мнение о его экологических или социальных последствиях. Европейская сеть операторов систем передачи электроэнергии различает русловые и прудовые гидроэлектростанции , которые могут удерживать достаточно воды, чтобы обеспечить выработку электроэнергии в течение 24 часов (емкость водохранилища / генерирующая мощность ≤ 24 часов), от водохранилищных гидроэлектростанций . , которые выдерживают гораздо более 24 часов генерации без насосов. ^[6] Бюро индийских стандартов описывает русловую гидроэлектроэнергию как: ^[7]

Электростанция, использующая русло реки для выработки электроэнергии, с достаточным водоемом для подачи воды для удовлетворения суточных или еженедельных колебаний спроса. На таких станциях нормальное течение реки существенно не изменяется. ^[7]

Многие из более крупных проектов русла реки были спроектированы по масштабу и генерирующей мощности, конкурирующим с некоторыми традиционными плотинами гидроэлектростанций. ^[8] Например, мощность гидроэлектростанции Богарнуа в Квебеке составляет 1853 МВт. ^[9] Некоторые проекты русла реки расположены ниже по течению от других плотин и водохранилищ. Водохранилище не было построено по проекту, но использует воду, поставляемую из него. Примером может служить электростанция La Grande-1 мощностью 1436 МВт 1995 года . Предыдущие плотины и водохранилища выше по течению были частью проекта залива Джеймс 1980-х годов .

Существуют также небольшие и малоподвижные формы русловых электростанций. Одним из примеров является так называемый электрический буй — небольшая плавучая гидроэлектростанция . Как и большинство буев, он крепится к земле, в данном случае к реке. Энергия движущейся воды приводит в движение генератор энергии и тем самым создает электричество. Прототипы коммерческих производителей вырабатывают электроэнергию на реке Средний Рейн в Германии и на реке Дунай в Австрии. ^[10]

Основные типы

Преимущества и недостатки русловых плотин зависят от типа. Следующие разделы обычно относятся к плотинам «Dam-Toe», если не указано иное. Они перечислены в порядке от наименьшего воздействия к наибольшему, а также (в среднем) необходимого размера проекта.

Дам-Носок

Плотина не имеет регулирования стока и использует естественный поток реки для вращения турбин. Производство электроэнергии во многом зависит от стока рек. ^[11]

Отводная плотина

У Diversion Weir очень мало регулирования расхода, которое обычно используется для покрытия исключительно краткосрочного спроса на электроэнергию в часы пик. Отводная плотина также сильно зависит от естественного речного стока. ^[11]

Размышление

Подобно обычной плотине, вода сохраняется в периоды затишья для использования в часы пик. Это позволяет прудовым плотинам обеспечивать регулирование суточного и/или еженедельного стока в зависимости от местоположения. ^[11]

Преимущества

При разработке с учетом размера и местоположения русловых гидроэлектростанций можно создать устойчивую энергетику, сводя к минимуму воздействие на окружающую среду и близлежащие сообщества. ^[3] Run-of-the-River использует потенциальную природную энергию воды, устраняя необходимость сжигания угля или природного газа для производства электроэнергии, необходимой потребителям и промышленности. Преимущества включают в себя:

Более чистая энергия и меньше парниковых газов

Как и все гидроэлектростанции, русло реки использует потенциальную природную энергию воды, устраняя необходимость сжигания угля или природного газа для производства электроэнергии, необходимой потребителям и промышленности. Кроме того, русловые ГЭС не имеют водохранилищ, что исключает выбросы метана и углекислого газа, вызванные разложением органического вещества в водохранилище обычной плотины ГЭС. ^[12] Это особенное преимущество в тропических странах, где образование метана может быть проблемой.

Меньше наводнений

Без водохранилища затопление верхней части реки не происходит. В результате люди продолжают жить на берегу реки или рядом с ней, а существующие места обитания не затопляются. Любая ранее существовавшая схема затопления останется неизменной, что представляет риск наводнения для объекта и территорий, расположенных ниже по течению.

Внедрение с низким уровнем воздействия

Из-за их низкого воздействия русловые плотины могут быть построены в существующих ирригационных плотинах практически без изменений в местной речной экосистеме. ^[13]

Недостатки

«Нетвердая» власть

Электроэнергия в русле реки считается «ненадежным» источником энергии: проект в русле реки имеет мало или совсем не имеет возможностей для хранения энергии. ^[14] и поэтому не может координировать производство электроэнергии в соответствии с потребительским спросом. Таким образом, он генерирует гораздо больше энергии при высоком сезонном речном стоке (весенний половодье ), ^[15] и, в зависимости от местоположения, гораздо меньше в более засушливые летние месяцы или морозные зимние месяцы.

В зависимости от местоположения и типа станция, скорее всего, будет иметь меньший напор воды , чем плотина, и, следовательно, будет производить меньше электроэнергии. ^[13]^[16]

Наличие сайтов

Потенциальная мощность на участке определяется напором и потоком воды. Запрудив реку, можно получить напор для выработки электроэнергии на берегу плотины. Плотина может создать водохранилище длиной в сотни километров, но в русле реки напор обычно доставляется по каналу, трубе или туннелю, построенному выше по течению от электростанции. Стоимость строительства выше по течению делает желательным крутой спуск, например, водопады или пороги. ^[17]

Воздействие на окружающую среду

Небольшие, удачно расположенные проекты по руслу реки могут быть реализованы с минимальным воздействием на окружающую среду. ^[3] Более крупные проекты имеют больше экологических проблем. Для рыбных рек может потребоваться лестница, а растворенные газы ниже по течению могут повлиять на рыбу.

В Британской Колумбии гористая местность и богатство крупных рек сделали ее глобальным испытательным полигоном для русловой технологии мощностью 10–50 МВт . По состоянию на март 2010 года на рассмотрении находились 628 заявок на получение новых лицензий на воду исключительно для производства электроэнергии, что представляет собой более 750 потенциальных точек отклонения реки. ^[18]

В неосвоенных районах новые подъездные дороги и линии электропередачи могут вызвать фрагментацию среды обитания , что приведет к интродукции инвазивных видов. ^[16]

Уязвимы к изменению климата

Проекты русла рек сильно зависят от постоянного стока воды, поскольку им не хватает водохранилищ и они зависят от естественного стока рек. Следовательно, эти проекты более уязвимы к изменению климата по сравнению с проектами, основанными на хранилищах. Кратковременные климатические аномалии, такие как Южное колебание Эль-Ниньо (ENSO) [1], могут существенно нарушить поток и оказать глубокое влияние на работу этих проектов. Таким образом, включение соображений изменения климата в первоначальный дизайн и выбор места для проектов по руслу реки может помочь смягчить уязвимость этих проектов к нарушениям, связанным с климатом. ^[13]

Основные примеры

Плотина Жирау , Рондония , Бразилия 3750 МВт
Плотина Санто-Антониу , Рондония , Бразилия 3580 МВт
Чиф Джозеф Дам , Вашингтон , США 2620 МВт
Плотина Джон Дэй , Орегон /Вашингтон, США 2160 МВт
Гидроэлектростанция Богарнуа , Квебек , Канада , 1903 МВт ^[19]
Плотина Даллес , Орегон/Вашингтон, США, 1878 МВт.
Плотина Телес Пирес , Бразилия 1820 МВт
Плотины Инга , Демократическая Республика Конго, 1775 МВт
Satluj Jal Vidyut Nigam Ltd , река Сатлудж , Шимла , Индия , 1500 МВт ^[20]
Проект гидроэлектростанции Гази-Барота , Хайбер-Пахтунхва , Пакистан 1450 МВт
Плотина Гечжоуба , Ичан , Хубэй , Китай 2715 МВт ^[21]

См. также

Примечания

^ Jump up to: ^а ^б Двиведи, А. К. Раджа, Амит Пракаш Шривастава, Маниш (2006). Энергетическое машиностроение . Нью-Дели: Нью Эйдж Интернэшнл. п. 354. ИСБН 81-224-1831-7 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Рагхунатх, HM (2009). Гидрология: принципы, анализ и проектирование (2-е изд.). Нью-Дели: Нью Эйдж Интернэшнл. п. 288. ИСБН 978-81-224-1825-5 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Дуглас Т., Брумхолл П., Орр К. (2007). Русловая гидроэнергетика в Британской Колумбии: Руководство для граждан по пониманию одобрений, воздействия и устойчивости независимых энергетических проектов
^ Knight Piesold Consulting. Проект залива Бьют Pluton Hydro Inc. Сводная информация о параметрах потребления проекта и турбины . Найт Писольд Консалтинг.
^ Hydromax Energy Limited. Веб-сайт Hydromax Energy Limited
^ «Описание гидромоделирования (PDF)» (PDF) . www.entsoe.eu . Проверено 10 августа 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б Партха Дж. Дас, Нирадж Ваголикар. «Плотина Северо-Восточной Индии» (PDF) . Калпаврикш, Аараньяк и ActionAid India. стр. 4–5 . Проверено 11 июля 2011 г.
^ Плутоническая сила (2008). Пересмотренное описание проекта с учетом требований проекта гидроэлектростанции на заливе Бьют. П1 . Плутоническая сила.
^ «Гидроэлектрические станции - Hydro-Québec Production» . www.гидрокебек.com .
^ Новости ОРФ. Питание от буев готово к серийному производству . Немецкий. Проверено 30 ноября 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Курики, Альбан; Пиньейру, Антониу Н.; Сордо-Уорд, Альваро; Бехарано, Мария Д.; Гарроте, Луис (01 мая 2021 г.). «Экологическое воздействие русловых гидроэлектростанций — текущее состояние и будущие перспективы на пороге энергетического перехода» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 142 : 110833. doi : 10.1016/j.rser.2021.110833 . ISSN 1364-0321 .
^ «Выбросы из резервуара» . Международные реки . Проверено 8 февраля 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Скуликарис, Харалампос (январь 2021 г.). «Русловные малые гидроэлектростанции как гидроустойчивый актив против изменения климата» . Устойчивость . 13 (24): 14001. doi : 10.3390/su132414001 . ISSN 2071-1050 .
^ Дуглас, Т. (2007). «Зеленая» гидроэнергетика: понимание последствий, одобрений и устойчивости независимых энергетических проектов в русле реки в Британской Колумбии . Водораздельный дозор.
^ Комитет по дикой природе. Комментарии Комитета по дикой природе к проекту технического задания частного электроэнергетического проекта Бьют-Инлет. Письмо Кэти Эйхенбергер, помощнику директора проекта. П1 . Комитет дикой природы.
^ Jump up to: ^а ^б Михельс-Брито, Адриан; Родригес, Даниэль Андрес; Круз Джуниор, Веллингтон Луис; Нильдо де Соуза Вианна, Жуан (01 сентября 2021 г.). «Потенциальное влияние изменения климата на русловую электростанцию, а также на экологические и экономические аспекты устойчивости» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 147 : 111238. doi : 10.1016/j.rser.2021.111238 . ISSN 1364-0321 .
^ Заиди, Арджуманд З.; Хан, Маджид (20 ноября 2016 г.). «Определение мест с высоким потенциалом для русловых гидроэлектростанций с использованием ГИС и цифровых моделей рельефа» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 89 : 106–116. дои : 10.1016/j.rser.2018.02.025 .
^ Веб-сайт IPPwatch.com. IPPwatch.com. Архивировано 13 января 2011 г. на Wayback Machine .
^ Hydro-Québec Production (2012), Гидроэлектростанции (по состоянию на 31 декабря 2010 г.) , Hydro-Québec , получено 17 мая 2011 г.
^ «Проект гидроэлектростанции Натпа-Джакри, Химачал-Прадеш, Индия» (PDF) . Геологическая служба Индии. Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2011 года . Проверено 7 августа 2011 г.
^ Гечжоуба, Китай , Power Technology, ноябрь 2021 г. , получено 12 сентября 2022 г.

Ссылки

Фридман, Б., 2007, Наука об окружающей среде: канадская перспектива; 4-е издание, Pearson Education Canada, Торонто, стр. 226 394.

[Dwivedi-1] Jump up to: ^а ^б Двиведи, А. К. Раджа, Амит Пракаш Шривастава, Маниш (2006). Энергетическое машиностроение . Нью-Дели: Нью Эйдж Интернэшнл. п. 354. ИСБН 81-224-1831-7 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[raghun-2] Рагхунатх, HM (2009). Гидрология: принципы, анализ и проектирование (2-е изд.). Нью-Дели: Нью Эйдж Интернэшнл. п. 288. ИСБН 978-81-224-1825-5 .

[two-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Дуглас Т., Брумхолл П., Орр К. (2007). Русловая гидроэнергетика в Британской Колумбии: Руководство для граждан по пониманию одобрений, воздействия и устойчивости независимых энергетических проектов

[one-4] Knight Piesold Consulting. Проект залива Бьют Pluton Hydro Inc. Сводная информация о параметрах потребления проекта и турбины . Найт Писольд Консалтинг.

[three-5] Hydromax Energy Limited. Веб-сайт Hydromax Energy Limited

[6] «Описание гидромоделирования (PDF)» (PDF) . www.entsoe.eu . Проверено 10 августа 2020 г.

[INDDAM-7] Jump up to: ^а ^б Партха Дж. Дас, Нирадж Ваголикар. «Плотина Северо-Восточной Индии» (PDF) . Калпаврикш, Аараньяк и ActionAid India. стр. 4–5 . Проверено 11 июля 2011 г.

[four-8] Плутоническая сила (2008). Пересмотренное описание проекта с учетом требований проекта гидроэлектростанции на заливе Бьют. П1 . Плутоническая сила.

[9] «Гидроэлектрические станции - Hydro-Québec Production» . www.гидрокебек.com .

[10] Новости ОРФ. Питание от буев готово к серийному производству . Немецкий. Проверено 30 ноября 2019 г.

[:0-11] Jump up to: ^а ^б ^с Курики, Альбан; Пиньейру, Антониу Н.; Сордо-Уорд, Альваро; Бехарано, Мария Д.; Гарроте, Луис (01 мая 2021 г.). «Экологическое воздействие русловых гидроэлектростанций — текущее состояние и будущие перспективы на пороге энергетического перехода» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 142 : 110833. doi : 10.1016/j.rser.2021.110833 . ISSN 1364-0321 .

[12] «Выбросы из резервуара» . Международные реки . Проверено 8 февраля 2017 г.

[:1-13] Jump up to: ^а ^б ^с Скуликарис, Харалампос (январь 2021 г.). «Русловные малые гидроэлектростанции как гидроустойчивый актив против изменения климата» . Устойчивость . 13 (24): 14001. doi : 10.3390/su132414001 . ISSN 2071-1050 .

[six-14] Дуглас, Т. (2007). «Зеленая» гидроэнергетика: понимание последствий, одобрений и устойчивости независимых энергетических проектов в русле реки в Британской Колумбии . Водораздельный дозор.

[five-15] Комитет по дикой природе. Комментарии Комитета по дикой природе к проекту технического задания частного электроэнергетического проекта Бьют-Инлет. Письмо Кэти Эйхенбергер, помощнику директора проекта. П1 . Комитет дикой природы.

[:2-16] Jump up to: ^а ^б Михельс-Брито, Адриан; Родригес, Даниэль Андрес; Круз Джуниор, Веллингтон Луис; Нильдо де Соуза Вианна, Жуан (01 сентября 2021 г.). «Потенциальное влияние изменения климата на русловую электростанцию, а также на экологические и экономические аспекты устойчивости» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 147 : 111238. doi : 10.1016/j.rser.2021.111238 . ISSN 1364-0321 .

[17] Заиди, Арджуманд З.; Хан, Маджид (20 ноября 2016 г.). «Определение мест с высоким потенциалом для русловых гидроэлектростанций с использованием ГИС и цифровых моделей рельефа» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 89 : 106–116. дои : 10.1016/j.rser.2018.02.025 .

[eight-18] Веб-сайт IPPwatch.com. IPPwatch.com. Архивировано 13 января 2011 г. на Wayback Machine .

[HQP-19] Hydro-Québec Production (2012), Гидроэлектростанции (по состоянию на 31 декабря 2010 г.) , Hydro-Québec , получено 17 мая 2011 г.

[20] «Проект гидроэлектростанции Натпа-Джакри, Химачал-Прадеш, Индия» (PDF) . Геологическая служба Индии. Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2011 года . Проверено 7 августа 2011 г.

[21] Гечжоуба, Китай , Power Technology, ноябрь 2021 г. , получено 12 сентября 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

v т и Гидроэнергетика
гидроэлектроэнергии Производство	Плотина Список обычных гидроэлектростанций Гидроаккумулирующая гидроэлектростанция Малая гидроэлектростанция Микро ГЭС Пико гидро Русловая гидроэлектростанция
Гидроэнергетическое оборудование	Турбина Фрэнсиса турбина Каплана Тайсон турбина Винтовая турбина Горлова Колесо Пелтона Турго турбина Крестоточная турбина Водяное колесо