Водные и гидроэнергетические ресурсы это кратко

Обновлено: 02.07.2024

ГИДРОЭНЕРГЕТИКА, использование энергии естественного движения, т.е. течения, водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. До середины 19 в. для этого применялись водяные колеса, преобразующие энергию движущейся воды в механическую энергию вращающегося вала. Позднее появились более быстроходные и эффективные гидравлические турбины. До конца 19 в. энергия вращающегося вала использовалась непосредственно, например для размола зерна или для приведения в действие кузнечных мехов и молота. В наши дни практически вся механическая энергия, создаваемая гидравлическими турбинами, преобразуется в электроэнергию. См. также ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ.

Почти вся гидравлическая энергия представляет собой одну из форм солнечной энергии и поэтому относится к возобновляемым природным энергоресурсам. Под лучами солнца испаряется вода из озер, рек и морей. Образуются облака, идет дождь, и вода в конце концов возвращается в водные бассейны, т.е. туда, откуда испарилась. С таким круговоротом воды в природе связаны колоссальные количества энергии. Географическая область умеренного климата высотой над уровнем моря около 2500 м и количеством осадков порядка 1000 мм/год теоретически могла бы непрерывно давать более 750 кВт с каждого квадратного километра площади. На самом деле можно использовать лишь малую долю всего количества осадков и лишь ничтожную долю высоты, с которой они стекают. Кроме того, обычно КПД современных гидротурбин и генераторов не превышает 86%. Тем не менее производительность гидроэлектростанций (ГЭС) в США составляет около 75 000 МВт, и по крайней мере еще 50 000 МВт можно получить дополнительно. См. также ДОЖДЬ.

Гидроэнергетические ресурсы.

Уровень развития гидроэнергетики в разных странах и на разных континентах неодинаков. Больше всего гидроэлектроэнергии производят Соединенные Штаты, за ними идут Россия, Украина, Канада, Япония, Бразилия, КНР и Норвегия.

Неосвоенные гидроэнергетические ресурсы Африки, Азии и Южной Америки открывают широкие возможности строительства новых ГЭС. На Северную Америку, в распоряжении которой находится всего около 13% мировых ресурсов гидроэнергетики, приходится около 35% полной мощности действующих ГЭС. В то же время Африка (21% мировых гидроэнергетических ресурсов) и Азия (39%) вносят лишь 5 и 18% соответственно в мировую выработку гидроэлектроэнергии. Из остальных континентов Европа (21% ресурсов) дает 31% выработки, а Южная Америка и Австралия, вместе взятые, располагая примерно 15% ресурсов, дают только 11% производимой в мире гидроэлектроэнергии.

Плотины.

Вода, вращающая гидравлические турбины, обычно берется из искусственных водохранилищ, созданных путем перекрытия реки плотиной. Плотина повышает напор воды, поступающей на турбины, и тем самым увеличивает мощность электростанции. Расход воды из водохранилища через турбины можно регулировать. Водохранилище, кроме того, служит отстойником для песка, ила и мусора, приносимых естественными водотоками. Построив плотину с водохранилищем, можно предотвратить паводковые затопления, а также создать надежный запас воды для водоснабжения населения и промышленности. См. также ПЛОТИНА.

Гидравлические турбины.

Гидравлическая турбина преобразует энергию воды, текущей под напором, в механическую энергию вращения вала. Существуют разные конструкции гидротурбин, соответствующие разным скоростям течения и разным напорам воды, но все они имеют только два лопастных венца. (Паровые и газовые турбины – со многими венцами лопаток.) К лопастям первого венца относятся профилированные колонны статора и лопатки направляющего аппарата, причем последние обычно позволяют регулировать расход воды через турбину. Второй венец образуют лопасти рабочего колеса турбины. Два последовательных лопастных венца (статора и колеса) составляют ступень турбины. Таким образом, в гидротурбинах имеется только одна ступень. См. также ТУРБИНА.

Ось вращения турбины, рассчитанной на большой расход и малый напор, обычно располагают горизонтально. Такие турбины называют осевыми или пропеллерными. В гидроагрегатах приливной ГЭС, построенной в заливе Фанди (провинция Новая Шотландия, Канада), ротор генератора закреплен на периферии рабочего колеса, охватывая его. Такая конструкция генератора требует меньше железа и меди. Но чаще турбину располагают вертикально и выводят ее вал из пологого S-образного водяного канала через уплотнение к внешнему гидрогенератору.

Во всех крупных осевых турбинах лопасти рабочего колеса могут поворачиваться в соответствии с изменениями напора, что особенно ценно в случае приливных ГЭС, всегда работающих в условиях переменного напора. Расчетный диапазон напора для горизонтальных осевых турбин составляет 3–15 м. Вертикальные осевые турбины используются при напорах от 5 до 30 м. Конструкцию поворотно-лопастных турбин предложил в 1910 австрийский инженер В.Каплан. Лопатки их направляющего аппарата поворачиваются на осях, параллельных валу, и турбина снабжена подводящей камерой, к которой подходит водовод.

При повышенных напорах (от 12 до 300 м) более предпочтительны радиально-осевые турбины, в которых вода, входя по радиусу, выходит в осевом направлении. Такие турбины существенно усовершенствовал американский инженер Дж.Френсис, начавший эксперименты с ними в каналах под Лоуэллом (шт. Массачусетс, США) в 1851. Радиально-осевые турбины обычно отличаются лопатками большого диаметра, жестко закрепленными на рабочем колесе, но направляющий аппарат в них такого же вида, как и в поворотно-лопастных турбинах.

Турбины для напоров, превышающих 300 м, совершенно иные, нежели описанные выше. В них имеются от одного до шести сопел кругового сечения, создающих водяные струи, которые падают на лопасти рабочего колеса. Расход воды регулируется перекрытием проходного сечения сопел. Рабочее колесо работает не под водой, как в осевой и радиально-осевой турбинах, а в воздухе. Высокоскоростная свободная водяная струя бьет в лопасть рабочего колеса, которая имеет форму двойного ковша. Конструкция ковшовой гидротурбины была предложена в 1878 и запатентована в 1880 американским инженером А.Пелтоном.

Ковшовая гидротурбина называется активной (свободноструйной), поскольку в соплах напор падает до нуля и сила, действующая на лопасти, создается ударом струи. Осевая же и радиально-осевая турбины относятся к реактивным (напороструйным), так как поток продолжает ускоряться в проходах между лопастями рабочего колеса и крутящий момент частично создается реакцией, ответственной за ускорение.

Гидрогенераторы.

Гидрогенераторы для ГЭС специально проектируются соответственно частоте вращения и мощностью гидротурбин, для которых они предназначаются. Гидрогенераторы на большую единичную мощность обычно устанавливают вертикально на подпятниках с соответствующими направляющими подшипниками. Они, как правило, трехфазные и рассчитаны на стандартную частоту. Система воздушного охлаждения – замкнутая, с теплообменниками воздух – вода. Предусматривается возбудитель. См. также ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ.

Коэффициент нагрузки.

Немногие ГЭС все время работают на полной мощности. Иногда это невозможно из-за нехватки воды, а иногда лишено смысла из-за отсутствия нагрузки. Коэффициент нагрузки электростанции – это отношение средней потребляемой мощности за данный период к пиковой мощности в этот же период. При использовании накопительного водохранилища, в котором вода аккумулируется в часы пониженных нагрузок, ГЭС на водотоке, который годен для выработки лишь 10 МВт, может обслуживать нагрузку в 15–20 МВт, если коэффициент нагрузки лежит в пределах от 0,50 до 0,67. Это относится к отдельной ГЭС, самостоятельно обслуживающей свою нагрузку. Если же она включена в энергетическую систему, в которую входят и другие электростанции, то может быть переведена в режим с пиковой мощностью, значительно превышающей 20 МВт, но при меньшем коэффициенте нагрузки.

В энергетические системы, как правило, входят не только ГЭС. Если в системе имеются и тепловые электростанции (ТЭС), то ГЭС может работать по своему графику нагрузки, отличному от общего. От нее требуется, чтобы она приносила наибольшую пользу всей системе. Для этого ГЭС может, например, работать на максимально возможной мощности при имеющемся запасе воды, чтобы экономилось топливо, или же работать только в часы пиковой нагрузки системы, чтобы снизить требуемую мощность ТЭС и, следовательно, необходимые инвестиции на их сооружение и эксплуатацию.

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС).

В часы малых нагрузок гидроагрегаты ГАЭС перекачивают воду из низового водоема в верховой, а в часы повышенных – используют запасенную воду для выработки пиковой энергии. Работа в турбинном и насосном режимах обеспечивается обратимыми гидроагрегатами, состоящими из синхронной электрической машины и гидравлической насос-турбины.

Преимущества ГАЭС состоят в том, что у них может быть повышенный напор, для них проще выбрать место сооружения и они требуют меньше воды (поскольку вода циркулирует между верхним и нижним водоемами). Благодаря повышенному напору можно использовать более крупные и эффективные гидрогенераторы. Но существуют и ГЭС смешанного типа (ГЭС – ГАЭС), на которых часть гидроагрегатов работает как в турбинном, так и в насосном режиме, а остальные – только в турбинном (за счет приточности к верхнему водоему). Такие электростанции часто позволяют накапливать больше воды и, следовательно, вырабатывать больше электроэнергии в более длительные периоды пиковой нагрузки, обеспечивая повышенную гибкость в работе.

Приливные электростанции (ПЭС).

Для создания экономичной приливной электростанции необходимо сочетание необычайно большого перепада уровней при приливе и отливе (6 м и более) с особенностями береговой линии, позволяющими создать плотину и водный бассейн соответствующих размеров. На Земле не так много мест, где выполняются эти условия: побережья штата Мэн (США) и провинции Нью-Брансуик (Канада), некоторые заливы Желтого моря, Персидский залив, Аляска, некоторые места Аргентины, юг Англии, север Франции, север европейской России и ряд заливов Австралии. Но даже в таких подходящих местах, как залив Пассамакуодди на границе штата Мэн и провинции Нью-Брансуик, ПЭС в настоящее время вряд ли могли бы по стоимости вырабатываемой электроэнергии конкурировать с современными ТЭС.

В проектах ПЭС обычно предусматривается создание двух бассейнов – верхового и низового – с водопропускными отверстиями и затворами. Верховой бассейн наполняется во время прилива, а затем опорожняется в низовой, опорожнившийся при отливе.

Непорожний П.С., Обрезков В.И. Введение в специальность: гидроэлектроэнергетика. М., 1982
Малинин Н.К. Теоретические основы гидроэнергетики. М., 1985
Аршеневский Н.Н. и др. Гидроэлектрические станции. М., 1987

К водным ресурсам, согласно Водному кодексу России относятся:

1) реки, озера, водохранилища, другие поверхностные, в том числе искусственные, водоемы и водные источники, а также воды каналов и прудов;

2) подземные воды и ледники;

3) внутренние моря и другие морские воды, в том числе океанические территориальные воды (12 морских миль от берега).

Российская Федерация обладает гигантскими запасами водных ресурсов, тем не менее, одной из важнейших проблем является их крайне неравномерное распределение по территории страны, а также качественное и количественное истощение.

По территории России протекает более 2,5 млн. рек. Эта мощная речная сеть принадлежит бассейнам трех океанов и одному бассейну внутреннего стока.


К бассейну Северного Ледовитого океана (площадь которого 12,8 млн. км 2 ) относятся реки: Северная Двина, Печера, Обь, Енисей, Хатанга, Оленек, Лена, Яна, Индигирка, Колыма.

В Тихий океан несут свои воды: Анадырь, Пенжина и Амур.

Бассейну Атлантического океана принадлежат Нева, Дон, Кубань.

В Каспийское море впвдают: Волга, Урал и Терек.

В результате Северный Ледовитый океан получает 84% стока рек нашей страны, Тихий океан – 8%, Каспийское море – 5%, Атлантический океан – 3%.

Суммарный объем речного стока на территории России – 4 270 км 2 в год, что составляет почти десятую часть суммарного стока всех рек мира. По этому показателю Россия занимает второе место после Бразилии.

Более 2 млн. озер насчитывается в России, общие запасы в них достигают 26 тыс. км 3 , однако подавляющее большинство озер (более 90%) крайне мелководные (с глубиной до 1,5 м).

На болота и заболоченные земли в России приходится около 10% территории страны, наибольшая заболоченность характерна для лесной зоны. Крупнейшей заболоченной зоной считается Западно-Сибирская равнина.

В арктических и высокогорных районах (Северный Кавказ, Алтай) имеются ледники, а в Сибири и на Дальнем Востоке – крупные запасы подземных льдов.


По запасам почвенной влаги в России выделяют семь зон:

1) избыточного увлажнения (таежные районы);

2) достаточного увлажнения (южнотаежные районы);

3) неустойчивого увлажнения (лесостепь Русской равнины и Западной Сибири);

4) недостаточного увлажнения (степи центрально-черноземных областей, Предкавказья и юга Западной Сибири);

5) засушливую (сухие степи Приазовья, Калмыкии и Заволжья);

6) крайне засушливую (полупустыня Прикаспия);

7) безводную (пустыня в низовьях Волги).

В зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения находятся 80% пашни России. Ресурсы влаги в земледельческих районах нашей страны в 1,2 - 2 раза ниже, чем в странах Европы и США.

Большую значимость для страны имеет ее обеспеченность гидроэнергетическими ресурсами. Величина гидроэнергетического потенциала рек зависит от расхода и высоты падения воды, поэтому наибольшими гидроэнергетическими ресурсами обладают полноводные реки со значительным перепадом высот между истоком и устьем. По обеспеченности гидропотенциалом Россия занимает второе место в мире после Китая.

Гидроэнергетические ресурсы, привязанные к рекам, распределяются неравномерно по территории страны. От суммарного потенциального размера гидроэнергетических ресурсов России приходится на Дальневосточный район - 53%, Восточно-Сибирский район — 26%, Центральный район - 1%. Практически отсутствуют гидроэнергетические ресурсы в Центрально-Черноземном районе. К востоку от Урала сосредоточено 90% гидропотенциала страны.

Гидроэнергетические потенциальные ресурсы России составляют 2395 млрд. кВт/ч., из них технически доступные ресурсы в настоящее время составляют 36%, а используемые - 8%.

К водным ресурсам, согласно Водному кодексу России относятся:

1) реки, озера, водохранилища, другие поверхностные, в том числе искусственные, водоемы и водные источники, а также воды каналов и прудов;

2) подземные воды и ледники;

3) внутренние моря и другие морские воды, в том числе океанические территориальные воды (12 морских миль от берега).

Российская Федерация обладает гигантскими запасами водных ресурсов, тем не менее, одной из важнейших проблем является их крайне неравномерное распределение по территории страны, а также качественное и количественное истощение.




По территории России протекает более 2,5 млн. рек. Эта мощная речная сеть принадлежит бассейнам трех океанов и одному бассейну внутреннего стока.


К бассейну Северного Ледовитого океана (площадь которого 12,8 млн. км 2 ) относятся реки: Северная Двина, Печера, Обь, Енисей, Хатанга, Оленек, Лена, Яна, Индигирка, Колыма.

В Тихий океан несут свои воды: Анадырь, Пенжина и Амур.

Бассейну Атлантического океана принадлежат Нева, Дон, Кубань.

В Каспийское море впвдают: Волга, Урал и Терек.

В результате Северный Ледовитый океан получает 84% стока рек нашей страны, Тихий океан – 8%, Каспийское море – 5%, Атлантический океан – 3%.

Суммарный объем речного стока на территории России – 4 270 км 2 в год, что составляет почти десятую часть суммарного стока всех рек мира. По этому показателю Россия занимает второе место после Бразилии.

Более 2 млн. озер насчитывается в России, общие запасы в них достигают 26 тыс. км 3 , однако подавляющее большинство озер (более 90%) крайне мелководные (с глубиной до 1,5 м).

На болота и заболоченные земли в России приходится около 10% территории страны, наибольшая заболоченность характерна для лесной зоны. Крупнейшей заболоченной зоной считается Западно-Сибирская равнина.

В арктических и высокогорных районах (Северный Кавказ, Алтай) имеются ледники, а в Сибири и на Дальнем Востоке – крупные запасы подземных льдов.


По запасам почвенной влаги в России выделяют семь зон:

1) избыточного увлажнения (таежные районы);

2) достаточного увлажнения (южнотаежные районы);

3) неустойчивого увлажнения (лесостепь Русской равнины и Западной Сибири);

4) недостаточного увлажнения (степи центрально-черноземных областей, Предкавказья и юга Западной Сибири);

5) засушливую (сухие степи Приазовья, Калмыкии и Заволжья);

6) крайне засушливую (полупустыня Прикаспия);

7) безводную (пустыня в низовьях Волги).

В зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения находятся 80% пашни России. Ресурсы влаги в земледельческих районах нашей страны в 1,2 - 2 раза ниже, чем в странах Европы и США.

Большую значимость для страны имеет ее обеспеченность гидроэнергетическими ресурсами. Величина гидроэнергетического потенциала рек зависит от расхода и высоты падения воды, поэтому наибольшими гидроэнергетическими ресурсами обладают полноводные реки со значительным перепадом высот между истоком и устьем. По обеспеченности гидропотенциалом Россия занимает второе место в мире после Китая.

Гидроэнергетические ресурсы, привязанные к рекам, распределяются неравномерно по территории страны. От суммарного потенциального размера гидроэнергетических ресурсов России приходится на Дальневосточный район - 53%, Восточно-Сибирский район — 26%, Центральный район - 1%. Практически отсутствуют гидроэнергетические ресурсы в Центрально-Черноземном районе. К востоку от Урала сосредоточено 90% гидропотенциала страны.

Гидроэнергетические потенциальные ресурсы России составляют 2395 млрд. кВт/ч., из них технически доступные ресурсы в настоящее время составляют 36%, а используемые - 8%.


Гидроэнергетические ресурсы имеют конечную величину, хоть и считаются возобновляемыми. Они национальное богатство, как нефть, газ или же другие полезные ископаемые, и нуждаются в бережном и обдуманном обращении.

Энергия воды

Еще в древности люди заметили, что вода, падающая сверху вниз, может совершать определенную работу, например крутить колесо. Это свойство падающей воды стало использоваться для приведения в движение колес мельницы. Так появились первые водяные мельницы, сохранившиеся до наших дней почти в своем первозданном виде. Водяная мельница – это и есть первая гидроэнергетическая установка.

водяная мельница

Гидроэнергетические ресурсы: определение, преимущества и недостатки

В 19-м веке после водяных колес появились гидротурбины, а вслед за ними – электрические машины. Это позволило преобразовывать энергию падающей воды в электрическую энергию, а затем передавать ее на некоторое расстояние. В царской России к 1913 году было около 50 тысяч установок, оборудованных гидротурбинами, на которых вырабатывалась электроэнергия.

Та часть энергии рек, которая может быть превращена в электрическую энергию, называется гидроэнергетическими ресурсами, а устройство, преобразующее энергию падающей воды в электрическую энергию, - гидроэлектростанцией (ГЭС). Устройство электростанции обязательно включает гидравлическую турбину, которая приводит во вращательное движение электрический генератор. Для получения потока падающей воды строительство электростанции предусматривает сооружение плотин и водохранилищ.

Преимущества использования гидроэлектростанций:

  • Энергия реки является возобновляемой.
  • Отсутствует засорение окружающей среды.
  • Получается дешевая электроэнергия.
  • Улучшаются климатические условия вблизи водохранилища.

Недостатки использования гидроэлектростанций:

  • Затопление некоторой площади земли для сооружения водохранилища.
  • Изменение многих экосистем по всему руслу реки, уменьшение численности рыб, нарушение мест гнездования птиц, загрязнение рек.
  • Опасность строительства в горной местности.

Понятие гидроэнергетического потенциала

Для оценки гидроэнергетических ресурсов реки, страны или же всей планеты на Мировой энергетической конференции (МИРЭК) было дано определение гидроэнергетического потенциала как суммы мощностей всех участков рассматриваемой территории, которые можно использовать для получения электроэнергии. Существует несколько разновидностей гидроэнергетического потенциала:

  • Валовой потенциал, который представляет потенциальные гидроэнергетические ресурсы.
  • Технический потенциал – та часть валового потенциала, которая может технически использоваться.
  • Экономический потенциал – та часть технического потенциала, использование которого экономически целесообразно.

Теоретическая мощность некоторого тока воды определяется по формуле

где Q – расход водотока (м 3 /сек); H – высота падения воды (м).

Самая мощная гидроэлектростанция в мире

Вид плотины этой станции напоминает конструкцию Красноярской ГЭС. Высота плотины равна 185 метрам, а длина – 2,3 км. В центре плотины находится водосброс, рассчитанный на спуск 116 000 м 3 воды в секунду, то есть с высоты около 200 м за одну секунду падает более 100 тонн воды.

Конструкция ГЭС

В строительстве данной ГЭС грамотно предусмотрено обеспечение судоходства, более того, после сооружения водохранилища поток грузовых судов возрос в 5 раз.

Пассажирские суда проходят судоподъемник, который пропускает суда весом, не превышающим 3000 тонн. Для пропуска грузовых судов построены две нитки пятиступенчатых шлюзов. В этом случае вес судов должен быть менее 10 000 тонн.

Каскад ГЭС на Янцзы

Строительство гидроэлектростанции началось в 1970 году и закончилось в 2007-м. 10 генераторов мощностью 700 МВт установлены на стороне Парагвая и столько же - на стороне Бразилии. Так как вокруг гидроэлектростанции находился тропический лес, который подлежал затоплению, то животные из этих мест были переселены на другие территории. Длина плотины равна 7240 метрам, а высота – 196 м, стоимость строительства оценивается в 15,3 млрд долларов. Мощность ГЭС равна 14 000 ГВт.

Гидроэнергетические ресурсы России

Российская Федерация обладает большим водным и энергетическим потенциалом, но гидроэнергетические ресурсы страны распределены по ее территории крайне неравномерно. 25 % этих ресурсов расположены в Европейской части, 40 % - в Сибири и 35 % - на Дальнем Востоке. В европейской части государства, по оценкам специалистов, гидроэнергопотенциал используется на 46 %, а весь гидропотенциал государства оценивается в 2500 млрд КВт-часов. Это является вторым результатом в мире после Китая.

Источники гидроэнергии Сибири

Сибирь обладает огромными запасами гидроресурсов, особенно богата гидроэнергетическими ресурсами Восточная Сибирь. Там протекают реки Лена, Ангара, Енисей, Обь и Иртыш. Гидропотенциал этого региона оценивается в 1000 млрд кВт-часов.

Саяно-Шушенская ГЭС имени П. С. Непорожнего

Мощность этой гидроэлектростанции равна 6400 МВт. Это самая мощная ГЭС в Российской Федерации, а в мировом рейтинге она занимает 14-е место.

Участок Енисея, который называется Саянским коридором, благоприятен для построения гидроэлектростанций. Здесь река проходит сквозь горы Саяны, образуя множество порогов. Именно в этом месте построена Саяно-Шушенская ГЭС, а также и другие ГЭС, образующие каскад. Саяно-Шушенская ГЭС является самой верхней ступенью в этом каскаде.

Саяно-Шушенская ГЭС

Строительство велось с 1963-го по 2000 год. Конструкция станции состоит из плотины высотой 245 метров и длиной 1075 метров, здания ГЭС, распределительного устройства и конструкции водосброса. В здании ГЭС находятся 10 гидроагрегатов мощностью по 640 МВт.

Образовавшееся после строительства плотины водохранилище имеет объем более 30 км 3 , а его общая площадь составляет 621 км 2 .

Крупные ГЭС Российской Федерации

Гидроэнергетические ресурсы Сибири в настоящее время используются на 20 %, хотя здесь построено много достаточно крупных ГЭС. Самая крупная среди них – это Саяно-Шушенская ГЭС, за которой идут следующие гидроэлектростанции:

  • Красноярская ГЭС мощностью 6000 МВт (на Енисее). На ней установлен судоподъемник, пока единственный в Российской Федерации.
  • Братская ГЭС мощностью 4500 МВт (на Ангаре). 3840 МВт (на Ангаре).

Менее всего освоен потенциал Дальнего Востока. По оценкам специалистов, гидропотенциал этого региона используется на 4 %.

Источники гидроэнергии в Западной Европе

В странах Западной Европы гидроэнергетический потенциал используется почти полностью. Если он еще и достаточно высок, то такие страны полностью обеспечивают себя электрической энергией за счет ГЭС. Это такие страны, как Норвегия, Австрия и Швейцария. Норвегия занимает первое место в мире по производству электрической энергии на одного жителя страны. В Норвегии эта цифра составляет 24 000 кВт-часов в год, а 99,6 % этой энергии производится именно на гидроэлектростанциях.

Гидроэнергетические потенциалы различных стран Западной Европы заметно отличаются друг от друга. Это связано с различными условиями местности и различным стокообразованием. 80 % общего гидроэнергопотенциала Европы сосредоточено в горах с высокими показателями стока: западная часть Скандинавии, Альпы, Балканский полуостров и Пиренеи. Общий гидроэнергетический потенциал Европы равен 460 млрд кВт-час в год.

Запасы топлива в Европе очень малы, поэтому энергетические ресурсы рек освоены весьма значительно. Например, в Швейцарии эти ресурсы освоены на 91 %, во Франции – на 92 %, в Италии – на 86 %, а в Германии – на 76 %.

Каскад ГЭС на реке Рейн

На этой реке построен каскад гидроэлектростанций, состоящий из 27 ГЭС общей мощностью около 3000 МВт.

ГЭС 1914 года на Рейне

Одна из станций построена еще в 1914 году. Это ГЭС Laufenburg. Она дважды подвергалась реконструкции, после чего ее мощность составляет 106 МВт. Кроме того, станция относится к памятникам архитектуры и является национальным достоянием Швейцарии.

Современная ГЭС на Рейне

ГЭС Rheinfelden относится к современным ГЭС. Ее запуск был осуществлен в 2010 году, а мощность составляет 100 МВт. В конструкцию входят 4 гидроагрегата по 25 МВт. Эта ГЭС сооружена взамен старой станции, построенной еще в 1898 году. Старая станция сейчас находится на реконструкции.

Источники гидроэнергии в Африке

Гидроэнергетические ресурсы Африки обусловлены протекающими по ее территории реками: Конго, Нилом, Лимпопо, Нигер и Замбези.

Река Конго обладает значительным гидроэнергопотенциалом. Часть русла этой реки имеет каскад водопадов, известных как пороги Инга. Здесь водный поток спускается с высоты 100 метров со скоростью 26 000 м 3 в секунду. В этой местности и были построены 2 ГЭС: "Инга-1" и "Инга-2".

После того как проект будет реализован, ДРК станет самым крупным поставщиком электроэнергии в мире.

Энергосистема стран Северной Африки

Северная Африка расположена вдоль побережья Средиземного моря и Атлантического океана. Этот район Африки называется Магриб, или Арабский Запад.

Гидроэнергетические ресурсы в Африке распределены неравномерно. На севере континента находится самая жаркая пустыня мира – Сахара. Эта территория испытывает дефицит воды, поэтому обеспечение водой этих регионов – важнейшая задача. Ее решением является строительство водохранилищ.

Первые водохранилища появились в Магрибе еще в 30-е годы прошлого века, затем много их строилось в 60-е годы, но особенно интенсивное строительство началось в 21-м веке.

Гидроэнергетические ресурсы Северной Африки определяются в основном протекающей здесь рекой Нил. Это самая длинная река мира. В 60-е годы прошлого столетия на этой реке была построена Асуанская плотина, после строительства которой образовалось огромное водохранилище длиной около 500 км, а шириной около 9 км. Заполнение водохранилища водой происходило в течение 5 лет с 1970-го по 1975 год.

Асуанская плотина

Асуанская плотина была построена Египтом при сотрудничестве с Советским Союзом. Это был интернациональный проект, в результате осуществления которого удается вырабатывать до 10 млрд кВт-часов электроэнергии в год, контролировать уровень воды в реке Нил во время паводков, накапливать воду в водохранилище в течение длительного времени. От водохранилища расходится сеть каналов, орошающих поля, а на месте пустыни появились оазисы, все больше площадей используется для земледелия. Водные и гидроэнергетические ресурсы Северной Африки использованы с максимальной результативностью.

Распределение мирового гидроэнергетического потенциала

  • Азия – 42 %.
  • Африка – 21 %.
  • Северная Америка – 12 %.
  • Южная Америка – 13 %.
  • Европа – 9 %.
  • Австралия и Океания – 3 %

Мировой гидроэнергетический потенциал оценен в 10 трлн кВт-часов электрической энергии.

20-й век можно назвать веком гидроэнергетики. 21-й век вносит в историю этой отрасли свои дополнения. В мире повысилось внимание к гидроаккумулирующим станциям (ГАЭС) и приливным электростанциям (ПЭС), использующим для получения электрической энергии силу морских приливов. Развитие гидроэнергетики продолжается.

Лишь 2,5% мировых запасов воды являются пресными. К водным ресурсам относят поверхностные воды, пригодные для использования человеком, подземные воды и воды ледников. Запасы пресной воды на Земле распространены крайне неравномерно.

Избыток воды в северной части умеренного пояса и в экваториальной зоне сочетается с её острым дефицитом в тропических и субтропических поясах.

По запасам водных ресурсов выделяются Россия, Скандинавские страны, Канада, страны центральной и северной части Южной Америки, Западной и Экваториальной Африки и Юго-Восточной Азии. Наибольшими душевыми показателями обеспеченности ресурсами полного речного стока обладают Конго (320 тыс. м3 на человека), Канада, Норвегия, Новая Зеландия и Либерия.

Напротив, плохо обеспечены водными ресурсами страны, на территории которых располагаются пустыни: это страны Юго-Западной (Руб- эль-Хали, Большой Нефуд и Сирийская пустыня) и Центральной Азии (Каракумы, Кызылкум, Гоби, Такла-Макан), Северной (Сахара) и Южной Африки (Калахари и Намиб), Северное Чили (Атакама), а также Центральная Мексика, юго-западные штаты США (Аризона, Калифорния, Нью-Мексико, Невада), Центральная и Западная Австралия (Большая Песчаная пустыня, Большая пустыня Виктория, пустыня Гибсона). Наихудшие показатели на душу населения имеют страны Аравийского полуострова, Египет и ЮАР (менее 1 тыс. м3).

Мировые запасы гидроэнергетических ресурсов оцениваются специалистами почти в 10 трлн. кВт-ч, из которых в настоящее время используется лишь чуть более 1/5 части.


Рисунок 47. Гидроэнергетический потенциал крупнейших регионов мира (млрд. кВт'-ч):

1 — зарубежная Азия; 2 — Латинская Америка; 3 — Северная Америка; 4 —Африка; 5 — СНГ; 6 — зарубежная Европа; 7 — Австралия и Океания

Крупнейшими в мире запасами гидроэнергоресурсов обладает Китай, за которым следуют Россия, США, Канада, андские страны, Демократическая Республика Конго, Бразилия, скандинавские, альпийские, балканские страны и страны Юго-Восточной Азии.

Гесирафия геотермальных ресурсов совпадает с географией современного вулканизма, поэтому наиболее обеспечены геотермальными ресурсами Россия (Камчатка и Курильские острова) и другие страны Тихоокеанского Огненного кольца (Япония, Тайвань, Филиппины, Индонезия, Папуа — Новая Гвинея. Новая Зеландия, США, Канада, Мексика, страны Центральной Америки, Колумбия, Эквадор, Перу, Чили), а среди европейских стран выделяются Исландия и Италия.

Лишь 2,5% мировых запасов воды являются пресными. К водным ре­сурсам относят поверхностные воды, пригодные для использования че­ловеком, подземные воды и воды ледников.

Запасы пресной воды на Земле распространены крайне неравномерно. Избыток воды в северной части умеренного пояса и в экваториальной зоне сочетается с её острым дефицитом в тропических и субтропических поясах.

По запасам водных ресурсов выделяются Россия, Скандинавские страны, Канада, страны центральной и северной части Южной Америки, Западной и Экваториальной Африки и Юго-Восточной Азии. Наиболь­шими душевыми показателями обеспеченности ресурсами полного реч­ного стока обладают Конго (320 тыс. м 3 на человека), Канада, Норвегия, Новая Зеландия и Либерия.

Напротив, плохо обеспечены водными ресурсами страны, на терри­тории которых располагаются пустыни: это страны Юго-Западной (Рубэль-Хали, Большой Нефуд и Сирийская пустыня) и Центральной Азии (Каракумы, Кызылкум, Гоби, Такла-Макан), Северной (Сахара) и Южной Африки (Калахари и Намиб), Северное Чили (Атакама), а также Цен­тральная Мексика, юго-западные штаты США (Аризона, Калифорния, Нью-Мексико, Невада), Центральная и Западная Австралия (Большая Песчаная пустыня, Большая пустыня Виктория, пустыня Гибсона). Наи­худшие показатели на душу населения имеют страны Аравийского полу­острова, Египет и ЮАР (менее 1 тыс. м 3 ).

Крупнейшими в мире запасами гидроэнергоресурсов обладает Китай, за которым следуют Россия, США, Канада, андские страны, Демократи­ческая Республика Конго, Бразилия, скандинавские, альпийские, балкан­ские страны и страны Юго-Восточной Азии.

География геотермальных ресурсов совпадает с географией совре­менного вулканизма, поэтому наиболее обеспечены геотермальными ре­сурсами Россия (Камчатка и Курильские острова) и другие страны Тихо­океанского Огненного кольца (Япония, Тайвань, Филиппины, Индонезия, Папуа — Новая Гвинея. Новая Зеландия, США, Канада, Мексика, страны Центральной Америки, Колумбия, Эквадор, Перу, Чили), а среди евро­пейских стран выделяются Исландия и Италия.

Читайте также: