После получения необходимых документов: формы заявки и презентации проекта - наши специалисты постараются в кратчайшие сроки рассмотреть Ваше обращение, а эксперты предложат оптимальные варианты финансирования.
Это является одной из причин повышенного инвестиционного интереса к строительству гидроэлектростанций с максимальной мощностью до 25 МВт, классифицируемых как малые и средние гидроэлектростанции.
Малые гидроэлектростанции (МГЭС) — это очень компактные объекты, которые могут быть размещены на небольших реках для использования изолированными потребителями.
Обычно малые гидроэлектростанции не используют заранее накопленные объемы воды, что позволяет избежать строительства крупных водохранилищ.
Строительство малых и средних гидроэлектростанций может принести значительные экологические и экономические выгоды.
Среди их преимуществ длительный период эксплуатации и низкие затраты, связанные со строительством и обслуживанием, а также безопасность инвестиций.
Энергетический потенциал малых рек огромен, но в большинстве регионов мира он используется менее чем на 50% (за исключением Северной Америки и Европы).
Регион | Энергетический потенциал малых рек (МВт) |
АЗИЯ Центральная Восточная Юго-Восточная Южная Западная Сумма |
4 880,00 75 312,00 6 682,50 18 077,18 7 753,81 112 705,49 |
ЕВРОПА Северная Восточная Южная Западная Сумма |
3 841,30 3 495,30 12 239,00 6 644,00 26 219,6 |
АМЕРИКА Северная Центральная Южная Сумма |
9 098,70 4 116,30 9 390,00 22 605,00 |
АФРИКА Северная Восточная Центральная Южная Западная Сумма |
184,00 6 261,70 328,00 383,50 742,52 7 899,72 |
Австралия и Новая Зеландия | 932,00 |
Океания | 305,70 |
Карибские острова | 252,40 |
Такие энергетические проекты в удаленных точках планеты питают энергией предприятия и населенные пункты, гарантируя экономический рост и энергобезопасность целых регионов.
Малые или средние гидроэлектростанции обеспечивают автономное электроснабжение удаленных объектов, таких как фабрики, поселки, шале, виллы, фермы, пруды для разведения рыбы и другие объекты.
ГЭС могут работать автономно или же экспортировать лишнюю электроэнергию в национальную электросеть.
Преимущества и недостатки малых и средних ГЭС
Помимо относительно скромных инвестиций, малые и средние ГЭС также характеризуются более низкими требованиями в плане безопасности, автоматизации, производственных затрат, стоимости строительства и квалификации персонала.Эти характеристики предопределяют возможность быстрого начала строительства с минимальным финансовым риском.
Гидроэлектростанции могут быть построены на водопроводах, трубопроводах питьевой воды, а также на некоторых ирригационных каналах в гидромелиоративной системе. Они универсальные и легко адаптируемые.

ГЭС идеально подходят для удаленных потребителей и хорошо вписываются в окружающую среду, не нарушая экологического баланса. Кроме того, их относительно легко подключить к национальной электрической сети, чтобы наладить экспорт электроэнергии.
Недостатком этих объектов является сильная зависимость от осадков, так как в схемах малых гидроэлектростанций, как правило, выравнивающие водохранилища не предусмотрены. Наконец, что не менее важно, производство энергии должно соответствовать графикам полива или водоснабжения, если они встроены в оросительные системы.
Оценка экологического воздействия ГЭС
Вода становится все более важным возобновляемым источником энергии в контексте изменения климата, новой энергетической политики и энергетической безопасности.Стремительное изменение глобального климата вынудило Европейский Союз установить приоритетную цель для государств-членов по увеличению доли энергии из возобновляемых источников энергии.
Аналогичные меры предпринимаются по всему миру, причем электрическая энергия рек играет важную роль в этом процессе.
В то же время строительство и эксплуатация средних или крупных гидроэлектростанций оказывают ряд негативных воздействий на экосистему.
Значительная часть наблюдаемых воздействий связана с изменениями гидрологического режима и фрагментацией речных биокоридоров. Это прямо или косвенно приводит к изменениям в биоразнообразии флоры и фауны, ландшафтов и гидроморфологии пострадавшего участка реки.
Достижение «хорошего экологического статуса» является целью, установленной и определенной в Водной рамочной директиве (ВРД ЕС), как и достижение «благоприятного статуса сохранения» прибрежных мест обитания является целью в соответствии с Директивой ЕС по средам обитания.
Ключевой задачей для органов управления водными ресурсами является внедрение сбалансированного подхода, который обеспечит устойчивое развитие гидроэнергетических проектов, не противоречащее экологическим задачам, связанным с сохранением и улучшением водных экосистем.
За последние два десятилетия в развитии гидроэнергетики в Европе и за ее пределами наблюдается тенденция бурного роста частных инвестиций с упором на средние гидроэлектростанции для энергоснабжения частных предприятий и городов.
В период с 1990-х по середину 2000-х годов по всему миру было выдано значительное количество разрешений на использование или забор воды для производства энергии, и некоторые из проектов были реализованы без учета экологических норм.
В результате неблагоприятного воздействия существующих ГЭС обеспокоенность людей в отношении экологического ущерба переросла в громкую общественную дискуссию.
Свежие законы, принятые в странах ЕС и ряде других государств, вводят ряд ограничений на использование поверхностных вод для производства электроэнергии.
Однако во многих случаях выдача разрешения на строительство гидроэлектростанции в значительной степени основана на индивидуальной экспертной оценке. В настоящее время отсутствует стандартная методология и критерии оценки приемлемости, особенно в отношении кумулятивного воздействия гидроэнергетики на участке реки.
Противоречия между целями охраны биоразнообразия, с одной стороны, и энергетической политикой продвижения возобновляемых источников энергии, с другой стороны, поставили компетентные государственные учреждения в сложную ситуацию.
По этим причинам определение экологического воздействия ГЭС является важнейшим этапом прединвестиционных исследований, который предшествует реализации любого гидроэнергетического проекта в Европе и за ее пределами.

Оценка экологического воздействия гидроэнергетического проекта включает:
• Оценка нарушения гидрологического режима водоемов.
• Оценка нарушения естественного температурного и кислородного режима.
• Оценка нарушения биоразнообразия и фрагментации среды обитания.
• Оценка механического воздействия гидротурбины на водные организмы.
• Оценка изменения естественного процесса переноса речных наносов.
• Прогнозирование изменений прибрежного ландшафта.
• Анализ социально-экономического воздействия проекта.
Проводимая инженерами оценка охватывает климат, качество воздуха, управление отходами, шумовое и вибрационное воздействие оборудования, состояние поверхностных и грунтовых вод, а также потенциальное воздействие ГЭС на флору и фауну.
Профессиональное и всестороннее исследование позволяет выбирать оптимальные места и способы реализации крупного проекта с минимальными экологическими последствиями. Это упростит получение необходимых разрешений и обезопасит инвестиции в будущем.
Проектирование гидроэлектростанции
Процессы проектирования и строительства ГЭС постоянно меняются в соответствии с растущими требованиями, более совершенными технологиями и материалами.Плотины средних ГЭС отличаются не очень большими размерами и представляют относительно малый риск для местных сообществ и окружающей среды.
Их конструкции включают:
• бетонная плотина для контроля потока воды и выработки электроэнергии;
• клапаны и секторные затворы, обеспечивающие отсутствие грязи за плотиной;
• рыбопропускные сооружения, позволяющие рыбе перемещаться вдоль реки.
Работу электростанции обеспечивает комплекс основного и вспомогательного оборудования, которое отвечает за производство и экспорт электроэнергии, а также за оптимальные режимы эксплуатации, настройку, обслуживание и ремонт.
Этот комплекс включает:
• гидротурбина, основное электрооборудование и системы автоматизации;
• электрическая подстанция и линии электропередач для поставок энергии;
• вспомогательные помещения и мастерские для обслуживания;
• служебная дорога и дополнительная инфраструктура.
Каждая современная ГЭС полностью автоматизирована для поддержания постоянного уровня воды и предотвращения затопления местности в районе плотины.
В процессе строительства будут использованы природные ресурсы, полученные на участке в ходе земляных, взрывных, укрепительных и собственно строительных работ. Большая часть материала, удаленного из русла реки, может быть использована для оборудования подъездных путей и соответствующей инфраструктуры.

Строительство будет осуществляться последовательно, наряду с оценкой экологического воздействия отдельных элементов ГЭС, а также совокупного воздействия их каскадов.
В дальнейшем могут быть определены меры по смягчению воздействия, которые будут включены в проекты новых ГЭС. Эти меры по возможности будут использованы для модернизации существующих гидроэнергетических объектов.
Поэтапный подход к реализации проекта обеспечит непрерывное совершенствование методов и процедур защиты окружающей среды в течение всего срока жизни электростанции.
Современные требования к качеству электроэнергии, производимой гидроэлектростанциями, не отличаются от общих требований к другим электростанциям.
Для обеспечения максимального производства электроэнергии необходимо, чтобы турбины работали с максимальным давлением. Это требует, с одной стороны, поддержания большого объема воды в верхнем бассейне, а с другой стороны — максимально эффективного регулирования гидроагрегатов.
При относительно постоянном графике энергопотребления производство электроэнергии на средних гидроэлектростанциях может быть легко автоматизировано, благодаря чему достигается более высокая эффективность оборудования.
Определяющей тенденцией проектирования гидроэлектростанций во всем мире является использование стандартных конструкций гидроэнергетического оборудования.
Среди новых тенденций в развитии оборудованию для электростанций данного типа специалисты отмечают внедрение упрощенных схем ручного и автоматического управления и обеспечение эффективной работы при относительно больших колебаниях параметров.
Необходимость стандартизации турбинного оборудования для гидроэлектростанций также упоминается в качестве научной проблемы. Успешное развитие в данном направлении может быть достигнуто за счет широкого использования новых методов расчета, строительства и испытаний гидротурбин.
Среди основных тенденций в этой области эксперты называют:
• Уменьшение размера турбинного оборудования.
• Оптимизация гидродинамических характеристик гидротурбин.
• Использование современных технологий производства.
• Создание условий для заводской установки турбинного оборудования.
Также желательно использовать стандартные детали и узлы при проектировании машинного оборудования, что способствует снижению стоимости машин и облегчает их обслуживание.
Типы турбин для средних гидроэлектростанций
Характеристики и схема ГЭС во многом определяется типом используемой гидротурбины. В настоящее время используются как активные, так и реактивные водяные турбины.Выбор оборудования осуществляют в зависимости от колебаний давления воды.

Средние гидроэлектростанции в основном используют турбины Пелтона или двойные гидротурбины, реже наклонные реактивные турбины и крайне редко водяные колеса.
Основными преимуществами активных водяных турбин являются их широкий диапазон работы с высокими значениями КПД, низкими эксплуатационными расходами и высокой гибкостью. С другой стороны, активные турбины имеют низкие значения коэффициента быстроходности и характеризуются потерей части давления, которая в некоторых случаях может быть значительной.
В целом, активные турбины считаются менее эффективными на малых гидроэлектростанциях, чем реактивные.
Наиболее распространенные активные водяные турбины
К числу наиболее широко используемых активных турбин на данных гидроэлектростанциях относят турбины Пелтона.Турбины Пелтона используют в конструкциях с горизонтальным и вертикальным валом. К их преимуществам относится отсутствие осевой нагрузки от крыльчатки из-за полной симметрии в ее потоке.
Для достижения более простых дешевых конструктивных решений рабочее колесо часто консольно закрепляется непосредственно на валу генератора. Вертикальные структуры используются для более высоких скоростей потока.
Двойные турбины используются исключительно на малых ГЭС. По сравнению с другими активными водяными турбинами они имеют ряд существенных преимуществ.
Например, они охватывают широкий диапазон напора и имеют наибольшую скорость среди всех активных турбин. Они отличаются максимальной степенью унификации деталей. Кроме того, изменение ширины рабочего колеса может существенно расширить диапазон использования данной конструкции.
Струйные гидротурбины средней мощности
Из реактивных турбин на ГЭС используются турбины Френсиса или радиально-осевые турбины.Несмотря на более сложную и дорогую конструкцию и более высокие эксплуатационные расходы, реактивные турбины обладают рядом преимуществ.
Они могут использовать различные геодезические условия, увеличивают эффективность рабочего процесса и имеют более высокую скорость. Из-за их физических особенностей зачастую бывает необходимо сравнивать характеристики разных вариантов.
Гидротурбины данного типа не имеют альтернативы для относительно более низкого напора и высоких скоростей потока. Отличительной особенностью осевых турбин является большое разнообразие конструкций, особенно с горизонтальным валом.

Проточные (канальные) водяные турбины
По мнению отраслевых экспертов, в последнее время наблюдается повышенный интерес к так называемым проточным гидротурбинам. Интерес к ним связан с желанием использовать энергию низкопотенциальных источников воды (реки с небольшим уклоном русла) и эффективно использовать энергию морских течений.Для русловых гидроэлектростанций характерно отсутствие отклонений воды от речного стока. Следовательно, их работа не оказывает негативного влияния на водный баланс.
Русло реки перекрыто плотиной, которая включает в себя бетонный фундамент, проход для рыбы и секторные затворы и клапаны, установленные над фундаментом. Эти части являются подвижными и регулируют уровень воды. Они исключают риск затопления местности.
Возможности современных систем автоматизации
Современные турбины гидроэлектростанций характеризуются широкими возможностями автоматического управления. Инженеры готовы разработать персонализированные решения в области автоматизации и удаленного мониторинга вашего энергетического объекта.Обычно ручное управление используется только в случаях испытаний, ввода в эксплуатацию и аварийных операций. В остальное время управление полностью автоматизировано, независимо от того, работает ли турбина в параллельном режиме с энергосистемой или в изолированной энергосистеме.
Автоматизация ГЭС осуществляется на основании заданного алгоритма в программируемом контроллере. Он автоматически регулирует работу турбины и время ключевых технологических операций. Система также регулирует положение и управляет гидравлическим блоком по уровню и давлению, а также осуществляет температурный контроль и защиту гидравлического блока и генератора.
Функции, связанные с защитой гидроэнергетического оборудования, включают также самодиагностику системы при запуске или в случае аварии. Некоторые из современных автоматических систем даже предлагают варианты решения проблем.
Помимо защиты от аварийных ситуаций и снижения их вероятности, система автоматизации ГЭС направлена на оптимизацию работы и минимизацию вмешательства человека.
Приблизительная стоимость проекта ГЭС
Инвестиционные затраты в гидроэнергетических проектах подразделяются на две основные группы.Во-первых, затраты на строительные работы (гражданское строительство), которые обычно являются самыми высокими.
Во-вторых, стоимость электромеханического оборудования для преобразования энергии.
Инвестиционные затраты включают следующее:
• Общее планирование, ТЭО.
• Анализ воздействия на окружающую среду.
• Получение всех необходимых разрешений и лицензий.
• Охрана рыбных ресурсов и смягчение последствий для природы.
• Смягчение последствий для туристического сектора.
• Непрерывный мониторинг качества воды и многое другое.

Конкретные инвестиционные затраты на 1 кВт установленный мощности, как правило, снижаются по мере увеличения установленной мощности проекта.
По мере увеличения высоты плотины инженеры могут обеспечить большую мощность при меньших инвестиционных затратах за счет сокращения объема работ.
Детальные исследования, проведенные за последние десятилетия в Европе и США, дают представление об инвестиционных затратах, связанных с проектированием и строительством гидроэлектростанций. Анализ 2155 гидроэнергетических проектов показывает, что диапазон инвестиционных затрат составляет от менее чем 400 до более чем 6000 долларов за киловатт установленной мощности.
Для малых гидроэлектростанций, где установленная мощность составляет менее 10 МВт, затраты на электромеханическое оборудование доминируют. По мере увеличения мощности ГЭС инвестиционные затраты все больше зависят от предлагаемой сметы гражданских строительных работ (земляные работы, плотина).
Следовательно, стоимость строительства плотины, водозабора, гидравлических напорных трубопроводов или других крупных объектов должна быть тщательно оптимизирована на этапе инженерного проектирования малой или средней ГЭС.
Услуги по проектированию средних и крупных гидроэлектростанций
Испанская компания ESFC и её партнеры предлагают комплексные услуги по финансированию, проектированию, строительству и модернизации средних и крупных гидроэлектростанций.Благодаря передовым знаниям в области гидроэнергетики мы можем предложить полный спектр технических решений для бизнеса и государственных предприятий.
Все инженерные решения ориентированы на потребности заказчика и специфику строительной площадки, сочетая высокое качество, надежность и долговечность.
Услуги включают:
• Технико-экономические обоснования: стратегическое планирование деятельности, энергетический аудит, оценка имеющейся инфраструктуры.
• Полный цикл работ по проектированию средних и крупных гидроэлектростанций.
• Строительство гидроэлектростанций в любой точке мира по ЕРС-контракту.
• Разработка индивидуального оборудования для гидроэлектростанций.
• Подбор и поставка асинхронных генераторов, синхронных гидрогенераторов с постоянными магнитами, синхронных гидрогенераторов с системой статического возбуждения и другого оборудования для ГЭС.
• Профессиональная сборка и проведение испытаний гидроагрегатов.
• Проектирование средств автоматизации и мониторинга, а также систем для регулирования частоты и напряжения гидроагрегатов.
• Пусконаладочные работы, ввод в эксплуатацию.
• Удаленный мониторинг оборудования.
• Модернизация ГЭС и др.
Инжиниринговые решения характеризуются безупречным качеством, надежностью, долговечностью и высокой экономической эффективностью на протяжении всего жизненного цикла.
Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами.