CC BY
31DOI: 10.24411/2181-0761/2020-10134
УДК 621.075.8
ИЗУЧЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИНИ- И МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Каршибаев Абдусаттор Кирйигитович Кирйигитов Бахриддин Абдусаттарович Усманова Саида Гуламовна
Андижанский институт сельского хозяйства и агротехнологий
Данная работа посвящена использованию и анализу возможностей микро- и минигидроэлектростанций при обеспечении электроэнергией удаленных территорий. Приводится информация о типах гидросооружений такого уровня мощности и их параметры работы. Анализируются параметры работы и производительность гидрогенераторов. Приводятся выводы и заключения по данной проблеме.
Ключевые слова: суммарная мощность, возобновляемые источники энергии, гирляндный тип, водоворотный тип, каскад.
МАНБАЛАНИНГ ТАХ,ЛИЛИ ХАМДА МИНИ- ВА МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯЛАРДАН ФОЙДАЛАНИШ
Ушбу ишда узоцлашган худудларни электроэнергия таъминлашда кичик -ва мини гидроэлектростанциялар имконияти ва ишлаш жараени куриб чицилган. Мана шу муаммони хал этиш учун фойдали булган гидрокурилмалар тугрисида маълумот берилади. Гидрогенераторлар ишлаши ва уларнинг куввати урганилган. Кайд этилган масала юзасидан фикр-мулохаза ва хулосалар берилган.
Калит сузлар: ишлаш куввати, цайта тикланувчи энергия манбалари, гирляндасимон тури, айланма типли курилма, каскад.
RESEARCH OF SOURCES AND USE MINI AND MICRO HYDRO POWER PLANTS
This work is devoted to the use and analysis of the capabilities of micro and mini hydroelectric power plants when providing electricity to remote areas. Provides information on the types of hydraulic structures of this power level and their operating parameters. The parameters of operation and performance of hydrogenerators are analyzed. Conclusions and conclusions on this problem are presented.
Key words: total capacity, renewable energy sources, garland type, whirlpool type,
cascade.
Экономическое развитие сегодня напрямую связано с состоянием уровня обеспечения энергетическими ресурсами. Многие страны для уменьшения нагрузки на энергетическую систему стали использовать электроэнергию, получаемую от возобновляемых источников энергии. В странах Европы (Голландия, Германия) стала увеличиваться доля ветровой энергетики [1], а другие стали увеличивать использование солнечной энергетики (Южная Корея, Индонезия и др.). Наличие водных ресурсов стало толчком к вовлечению финансовых средств для развития малой гидроэнергетики (Россия, Германия).
В Узбекистане за последние годы уделяется большое внимание развитию малой гидроэнергетики, так как многие территории находятся на больших расстояниях от центральных линий электроснабжения и имеется резкая пересеченность рельефа. С другой стороны, наблюдается постоянный рост потребления электроэнергии, вызванное развитием промышленного сектора и ростом объема использования различной бытовой техники населением. Свой вклад вносит и развитие интесификации промышленного развития со стороны представителей малого и среднего бизнеса.
Дополнительной причиной для использования мощностей малой гидроэнергетики можно считать массовое вовлечение в практическое использование новых территорий, находящихся на большом удалении от линий центрального электроснабжения.
Обеспеченность водными ресурсами территории Ферганской долины различается по плотности размещения и объему водной массы в источниках. Поэтому можно считать, что постоянный рост мощностей гидросооружений малой гидроэнергетики лучшее решение проблемы улучшения удаленных территорий.
Территория Узбекистан по степени обеспеченности энергетическими ресурсами различна. Некоторые территории (Ташкентская, Навойиская и Кашкарьинская области) имеют превышение производства электроэнергии над его спросом, а другие территории в составе Восточного энергоузла (Андижанская, Наманганская и Ферганская области) имеют дефицит в размере 26%, тогда как здесь производится всего 14% при расходе 40%. Имеется место увеличение спроса на электроэнергию [1]. В другой части Узбекистана - Самаркандско-Бухарский энергоузел (Бахарская, Самаркандская, Сурхандарьинская области) и северозападный энергоузел (Хорезмская область) имеет место дефицит (18%). Причина -развитие промышленного сектора и резкий рост энергопотребления со стороны населения.
По объему мощностей и экономической привлекательности, экологическому влиянию привлечение энергетических запасов водных ресурсов очень выгодно.
В мировой энергетике произошли структурные изменения за счет использования возобновляемых источников электроэнергии. Данное состояние уровня интенсификации темпов роста энергетического роста связано не только с общими тенденциями в развитии электроэнергетики, а также повышением ровня обеспеченности потребителей, удаленных от централизованной энергосистемы [2]. Можно видеть новые работы по изучению состояния и вовлечения энергетических ресурсов, получаемых от использования малых водных источников для обеспечения удаленных территорий с привлечением малых и минигидро- электростанций [3].
Использование в децентрализованных системах электроснабжения на основе микро ГЭС требует повышения эффективности, так как в большинство таких энергетических установок работают в условиях мало- и мелководных низконапорных водных потоков. Их достоинствам можно отнести следующие стороны:
- генерация необходимого количества электроэнергии происходит от возобновляемых источников, более стабильного по сравнению солнечная и ветровая энергетика;
- энергетические потери на транспортировку минимальны или полностью отсутствуют;
- полученная электроэнергия имеет низкую себестоимость;
- воздействие на состояние атмосферы и водного бассейна носит минимальный характер;
- тратится меньшее время для выхода на проектную мощность по сравнению с генераторами на жидком или газовом топливе.
Наряду с ними имеются и недостатки:
- сезонная зависимость от состояния водного потока, так летом русла небольших водных источников пересыхают, а зимой замерзают;
- производительность микро ГЭС связана с напором и расходом водного
потока.
Учитывая вышесказанное, создание гидросооружений для обеспечения электроэнергией отдаленных территорий можно осуществлять на ограниченном количестве водных ресурсов.
В качестве решения этих проблем можем использовать энергетические возможности микроГЭС, такие как гирляндные, рукавные, гравитационные (водо-воротные) мини- и микроГЭС [2].
Работа гирляндных мини-ГЭС осуществляется при скорости течения 2,5м/с и каждый гидроагрегат может произвести в среднем 1,5-2 кВт. Средняя суммарная годовая выработка электроэнергии составляет 5-6МВт/ч. При наличии 4-5 агрегатов и 3 каскадов средняя суммарная мощность равна 20-30МВт/ч и соответственно средняя годовая мощность до 75МВт/ч. При наилучших условиях может доходить до 90-100 МВт/ч. Изменение мощностей связано с изменениями объема водотока, который наблюдается во многих водных источниках по Ферганской долине в течении года. Этот тип можно использовать как основу для получения электроэнергии при обеспечении удаленных территорий.
Каскадную форму можно создавать на многих участках каналов, протекающих на территории Ферганской долины [2-4,6]
Рукавные микроГЭС вырабатывают электроэнергию при потоке воды 50л/с и более. Необходимый перепад уровня водной массы должен быть высотой 5 м и более. Водозабор создается с использованием сужающегося трубопроводы. У него широкий верх подводится к наиболее быстрой части течения, а к нижней части крепится гидротурбина. Этот тип наиболее прост по структуре и имеет низкие финансовые расходы на его создание. Выработка электроэнергии составляет до 50МВт/ч или 12-15кВт/ч на одном электрогенераторе. При наличии до 3-4 устройств такого типа можно обеспечивать до 45-50 кВт/ч или получение суммарной мощности до 150-200МВ/ч в год.
Водоворотная микроГЭС генерирует электроэнергию с мощностью в размере 9,5кВт/ч с перепадом высот уровня водного потока 1,3 м и расходе воды 0,9м3/с. Суммарная выработка электроэнергии в течение года составляет около 35МВт/ч. Недостатки - высокая стоимость строительных работ (создание бетонного лотка и другие) и ограниченная мощность (она не превышает 150кВт).
В работе [3,4] приводятся анализ возможностей использования микро- и минигидроэлектростанций для обеспечения электроэнергией удаленных территорий при гарантированном уровне объема водных источников. Приводится подробная информация о состоянии водообеспечения и другие параметры водных источников.
Учет трансграничных водных потоков и на их основе получение электроэнергии с использованием мини- и микрогидро электростанций, а также анализ нормативных документов для осуществления такого рода совместных проектов можно видеть в работах [1-2,5].
В работе [5] показано, что уровень полученной электроэнергии с использованием возобновляемых источников имеет тенденцию к резкому росту в 2030-2050-гг.. Ожидается резкий скачок получаемого объема электроэнергии примерно в 8 раз. Ожидается увеличение суммарной мощности выработки электроэнергии с использованием возобновляемых видов энергии от 100 МВт до 800 МВт. Или другими словами, в будущем можно наблюдать усиление роли возобновляемых источников энергии при общем спаде объемов традиционных источников энергии.
Полученная электроэнергия при помощи возобновляемых источников энергии будут направлены на снижение уровня возмещения компенсационных объемов электроэнергии, получаемых от центральной энергосистемы уменьшения финансовых расходов, необходимых на расширение сети электроснабжения. Исходя из вышеприведенного можно сделать следующие выводы:
- нужно постоянно наращивать мощности мини- и микрогидроэлектростанций с использованием каскадного типа;
- учета факторов, влияющих на работу такого тира энергетических гидросооружений;
- создание необходимых условий для подготовки молодых кадров, повышения их уровня профессионализма;
- улучшения кооперации при совместном использовании трансграничных водных потоков для обеспечения удаленных территорий электроэнергией;
- увеличения совместных проектов по использованию водных ресурсов в целях получения электроэнергии;
- постоянно усиливать объемы выработки электроэнергии от мини- и микрогидроэлектростанций, установленных на удаленных территориях;
- увеличивать число гидросооружений типа малые- и мини-гидроэлектростанции, а также наращивать их суммарные мощности выработки электроэнергии.
В заключение отметить, что вовлечение мошностей мини- и микрогидроэлектростанций даст возможность получать дешевую электро- энергию с минимальным привлечением финансовых ресурсов и малым влиянием на состояние экологии и окружающей среды (атмосферы и водного бассейна). При этом облегчается нагрузку на энергосистему и повышается уровень объема полива сельскохозяйственных культур, а также снижается зависимость от внешнего водоснабжения.
ЛИTEPATУPA
1. Р.А.Захидов, С.Л.Лутпуллаев. Мировые тенденции в развитии альтернативной энергетики и задачи Узбекистана в освоении возобновляемых источников энергии. | «Гелиотехника», 2015. №1. С.55-69.
2. Громов А.А., Колякин В.Л., Толочкин А.С. Системы электроснабжения на базе автономных установок.||Энергетика.-2019.-№3.-С.110-115.
3. Кирйигитов Б., Бозаров О., Райимжанов Б. Анализ использоваания малых ГЭС. | I International scientific Online Conference "Innonative Achievements in Science 2020", Fergana, 2020. 76-78-бетлар.
4. Кирйигитов Б., Бозаров О., Райимджанов Б. Анализ использования малых гидро электростанций на удаленных территориях.| |ТеЛника.-2020-№3(20).-С.15-19.
5. Wu Hao W., Syed Mehmood Ali Shah, Ahsan Nawaz, Aki Asad, Shahid Iqbal, Hafiz Zahoor, Ahsem Maqsoom. The Impact of Ehergy Cooperation and the Role of the One belt and Road Initiative in Revolutionizing the Geopolitics of Ehergy among Regional Economic Powers: An Analysis of InfTastucture Development and Project Manajement. //Complexity (Open Access). - 2020. ID 8820021.
6. Б.Кирйигитов, О.Бозаров. Обеспечение электроэнергиией на основе малых ГЭС в Андижанской области (на примере Хужабадского района). |«Ёшларнинг инновацион фаоллигини ошириш, маънавиятини юксалтириш ва илм-фан ютуклари». 3-сонли Республика илмий-онлайн конференция. Фаргона. 2020. 402-405-бетлар.
