ГЭС классификация и типы используемых плотин для них

ГЭС: классификация и типы используемых плотин для них

Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока.

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией — естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.

Классификация ГЭС По вырабатываемой мощности По максимальному использованию напора воды малые гидроэлектростанции — до 5 МВт низконапорные — от 3 до 25 м По принципу работы гидроаккумулирующие электростанции деривационные гидроэлектростанции средние — до 25 МВ средненапорные — от 25 м приплотинные ГЭС мощные — вырабатывают от 25 МВт и выше высоконапорные — более 60 м русловые и плотинные ГЭС

Преимущества ГЭС: • использование возобновляемой энергии. • очень дешевая электроэнергия. • работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу. • быстрый (относительно ТЭЦ/ТЭС) выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции. Недостатки ГЭС: затопление пахотных земель строительство ведется только там, где есть большие запасы энергии воды на горных реках опасны из-за высокой сейсмичности районов

Все плотины можно грубо разделить на две группы: грунтовые и бетонные (различную экзотику, вроде металлических, тканевых или деревянных плотин мы можем проигнорировать как в современной гидроэнергетике практически не используемую)

Как следует из их названия, грунтовые плотины строятся из грунтовых материалов – песка, суглинка, камня. Все они гравитационные, т. е. их устойчивость обеспечивается за счет их веса.

Бетонные плотины делятся на три большие группы: гравитационные контрфорсные арочные

Гравитационные плотины сохраняют устойчивость за счет своего веса. Они просты, надежны, технологичны, легко совмещаются с водосбросными сооружениями и зданиями ГЭС, в связи с чем получили очень широкое распространение. Основной недостаток – такая плотина требует много бетона.

Контрфорсные плотины работают главным образом не за счет веса, а за счет передачи усилий на основание с помощью специальных подпорных стенок – контрфорсов. Такая конструкция плотины требует значительно меньше бетона, но существенно сложнее в строительстве.

Арочные плотины передают давление воды в берега. Бетон в них работает на сжатие, а в этом случае его прочность очень велика. Поэтому, арочные плотины могут быть очень тонкими и экономичными. Минусами арочных плотин является невозможность их строительства в широких створах, а также наличие особых требований к качеству и конфигурации склонов.

Когда применяются различные виды плотин Гравитационные бетонные плотины, которые используются чаще всего применяют в двух случаях: 1. водосбросные плотины на нескальных основаниях и 2. плотины на скальных основаниях. Арочные плотины сооружаются в горной местности с каньонообразным рельефом в районе гидроузла. Контрфорсные плотины применяются в различных климатических условиях (в том числе и суровых), нередко при значительном сейсме (8 — 9 баллов и даже выше) и в сложных геологических условиях.

Водосбросная плотина Жигулевской ГЭС

ГЭС Гури

Ингурская плотина

Массивно-контрфорсная плотина Алькантара (Испания)