возобновляемая энергетика  гидротурбины польского производства  EVRAZ - завод производитель металлического шпунта   Геософт  Услуги по обработке шпунта                                                                                                                                                                                                                                               

 

 

Главная  Каталог  Малая ГЭС  История и Перспективы гидро- и ветроэнергетического потенциала РБ

 

НП ООО Малая энергетика

История и Перспективы использования Гидро- и Ветроэнергетического потенциала Республики Беларусь

В статье рассматривается краткая история развития гидроэнергетики Беларуси до настоящего времени и перспективы использования ее гидроэнергопотенциала.

 

Малая гидроэлектростанция, гидроэнергетический потенциал, мощность гидроэлектростанции, выработка электроэнергии.

 

Гатилло Сергей Павлович, кандидат технических наук, доцент, доцент БНТУ, возобновляемые источники энергии, гидроэнергетика, более 100 работ.

Круглов Георгий Георгиевич, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой гидротехнического и энергетического строительства БНТУ, гидравлика гидросооружений, гидроэнергетика, более 100 работ.

Смирнов Анатолий Иосифович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, директор НПООО «Малая энергетика», малая энергетика, возобновляемые источники энергии, гидроэлектростанции, более 100 работ.

 

В последние десятилетия во многих странах мира повысился интерес к освоению возобновляемых энергоресурсов, как нетрадиционных – солнечной, геотермальной, ветровой энергии, так и традиционных, к которым в первую очередь относится гидравлическая энергия рек.

В настоящее время малая гидроэнергетика, как область энергетического строительства, переживает в Беларуси уже третий виток в истории своего развития.

Начало использования энергии рек Беларуси можно отнести к 12-13 вв. Это было связано со строительством водяных мельниц.

В 19-20 в.в. гидроэнергия на территории Беларуси нашла широкое применение в промышленности.

К началу 40-х годов 20 века на территории Беларуси насчитывалось 1094 гидросиловых установок с суммарной мощностью около 15тыс. кВт. В основном это были водяные мельницы, реже гидроэлектростанции малой мощности.

Одна из сохранившихся водяных мельниц – на фото справа.

Водяная мельница в Беларуси

Осиповичская ГЭС мощностью 2250 кВт

 

В 1933 г. при Управлении водного хозяйства Народного комиссариата сельского хозяйства БССР была создана гидроэнергетическая группа.

Массовое строительство гидроэлектростанций, в основном малых, было начато с 1935 г. Ряд гидростанций был создан путём реконструкции бывших мельниц. При этом водяные турбины с низким коэффициентом полезного действия заменялись на новые. Такие турбины даже изготавливались в г.Бобруйске на электромеханическом заводе. Часто с целью увеличения мощности ГЭС поднимался уровень водохранилищ, что обеспечивало больший рабочий напор воды.

Подавляющее количество  ГЭС и линий электропередач было разрушено во время 2-ой Мировой войны.

В первые годы после войны многие гидроэлектростанции были восстановлены. В 1954 г. дала ток самая крупная на то время в Беларуси Осиповичская ГЭС мощностью 2250 кВт., на которой установлено три гидроагрегата фирмы Фойт (Австрия). Эта станция работает по сей день и представлена слева на фото.

 

Осиповичская ГЭС мощностью 2250 кВт

 

Всего по Беларуси к концу 1956 г. насчитывалось 162 гидроэлектростанции общей установленной мощностью 11854 кВт.

Однако по мере развития централизованного энергоснабжения и строительства крупных тепловых электростанций, более 95% действующих малых ГЭС были выведены из эксплуатации и демонтированы. При этом основная часть малых ГЭС была ликвидирована из-за высокой себестоимости вырабатываемой электроэнергии и трудностей эксплуатации, и только немногие более совершенные и крупные ГЭС были подключены к энергосистеме.

В конце 80-ых- начале 90-х годов, как и во всём мире, так и в нашей республике начался третий этап развития малой гидроэнергетики, обусловленной главным образом желанием экономии органического топлива и  экологической эффективностью возобновляемых  ресурсов, в первую очередь гидроэнергетических. Кроме того, современные достижения техники в области автоматики и средств управления позволяют преодолеть определённые недостатки, свойственные ранее действующим малым ГЭС, обеспечить их полную автоматизацию и улучшить показатели рентабельности (за счёт существенного сокращения эксплуатационных затрат).

 

На начало 1991 г. на территории Республики Беларусь действовало всего шесть малых ГЭС единичной мощностью менее 2,5 тыс. кВт при суммарной мощности 6 тыс. кВт, из числа которых 4 ГЭС (помеченных * ) имеют единичную мощность менее тысячи кВт: Клястицкая* (р.Нища, зап. Двина), Волпянская* (р.Россь, Неман), Гезгальская* (р.Молчадь, Неман), Осиповичская (р.Свислочь, Днепр), Тетеринская* (р.Друть, Днепр), Чигиринская (р.Друть, Днепр).

Надо сказать, что в Беларуси насчитывается более 20,8 тысячи рек и ручьев общей протяженностью 90,8 тысячи километров. Их суммарный сток составляет 58 кубических километров. К наиболее крупным рекам относятся Днепр, Неман, Припять, Западная Двина, Сож, Березина. 

По центру Беларуси проходит водораздел между бассейнами Балтийского и Черного морей (примерно 45 процентов балтийского речного стока, 55 процентов черноморского). Отсюда тот факт, что реки у нас только рождаются, они не так многоводны, поэтому, без образования крупных водохранилищ   невозможно получить на ГЭС относительно  большие мощности.

Тем не менее, начиная с 1991 года начался третий этап развития гидроэнергетики Беларуси. В настоящее время в стране работает более 40 малых ГЭС общей установленной мощностью около 15 000 кВт.

Чижовская Малая ГЭС мощностью 320 кВт в г.Минске

Чижовская Малая ГЭС мощностью 320 кВт в г.Минске

Жодинская ГЭС мощностью 30 кВт

Жодинская ГЭС мощностью 30 кВт

ГЭС Сычевичи мощностью 110 кВт

ГЭС Сычевичи мощностью 110 кВт

ГЭС Гореничи мощностью 110 кВт

ГЭС Гореничи мощностью 110 кВт

 

На этих ГЭС было использовано оборудование  российского и польского производства.

 

Какие перспективы развития в настоящее время.

 

Надо сказать, что основной гидроэнергетический потенциал РБ сосредоточен на трех реках: Западной Двине, Немане и Днепре. На Западной Двине намечено сооружение каскада из четырех ГЭС: Верхнедвинской, Полоцкой, Бешенковичской и Витебской. Мощности этих станций указаны в нижеследующей таблице:

 

Каскад ГЭС на р. Западная Двина

№ п/п

Название ГЭС

Мощность ГЭС, МВт

1

Верхнедвинская

29,0

2

Полоцкая

23,0

3

Бещенковичская

30,5

4

Витебская

40,0

5

ИТОГО

 122,5

 

 

На реке Неман  намечено сооружение каскада из двух ГЭС: Гродненской и Немновской, мощности которых указаны в таблице:

 

Каскад ГЭС на р.Неман

№ п/п

Название ГЭС

Мощность ГЭС, МВт

1

Гродненская

17,0

2

Немновская

20,5

3

ВСЕГО:

 37,5

 

 

На реке Днепр  намечено сооружение каскада из трех ГЭС: Оршанской, Шкловской и Могилевской.  Мощности ГЭС указаны в таблице:

 

Каскад ГЭС на р.Днепр

№ п/п

Название ГЭС

Мощность ГЭС, МВт

1

Оршанская

4,9

2

Шкловская

5,5

3

Могилевская

5,0

4

ВСЕГО:

14,9

 

 

На всех ГЭС напоры порядка 7-12 м (реки Западная Двина и Неман), 4-7 м (р.Днепр). Значительных затоплений земель при этом не предусматривается.

 

Гродненская ГЭС мощностью 17 МВт  в настоящее время вводится в эксплуатацию. На фотографии котлован строящейся ГЭС.

 

Гродненская ГЭС мощностью 17 МВт

 

На ГЭС будут  установлены пять шахтных гидроагрегатов PIT Kaplan диаметром 3,0 м производства чешской фирмы MAVEL.

 

Проведен тендер на рабочее проектирование и строительство  Полоцкой ГЭС мощностью 23 МВт.  Тендер выиграла российская фирма, оборудование – шахтные гидроагрегаты.

 

На всех остальных ГЭС только начальный период проектирования, окончательное решение по составу оборудования не принято.

 

 

Кроме указанных выше относительно крупных для Беларуси ГЭС, в ближайшие 10 лет достаточно реально сооружение ряда малых ГЭС на существующих водохранилищах, на притоках основных рек (Неман, Зап.Двина, Днепр), а также на промышленных водосбросах, в частности, на очистных сооружениях.

 

    С учетом указанных малых ГЭС общий гидроэнергетический потенциал можно с достаточной степенью достоверности оценить в размере 215 – 220 мВт. Проведенные исследования показали, что для большинства ГЭС,  число часов использования максимума установленной мощности лежит в пределах 4500 – 5000 час/год.

 

   Запроектированные и построенные ГЭС относятся к низконапорным, и поэтому удельная стоимость, то есть стоимость, приходящаяся на 1 кВт установленной мощности, объективно не может быть низкой. Последние по времени проработки указывают на увеличение удельной стоимости до 5,0-6,5 тыс.долларов США/кВт, а себестоимость 1 кВт*часа с учетом отчислений на амортизацию составляет 200-220 рубле (где доля амортизации – до 70-80%).

 

Если рассмотреть вопрос срока службы ГЭС, то при хорошем уровне обслуживания сооружений гидроузла и оборудования, а также при установке качественного оборудования, срок работы ГЭС может превысить 50-60 лет (например,  упомянутая выше действующая Осиповичская ГЭС на р.Свислочь).

 

Еще более важным является вопрос назначения величины тарифа на закупаемую на ГЭС электроэнергии.

 

    Надо сказать, что внедрение возобновляемых источников энергии, и в том числе, гидроэнергии, является в настоящее время одним из приоритетных энергетических направлений Правительства Республики Беларусь. В этом году принят Закон о возобновляемых источниках энергии. Накоплен  достаточно богатый опыт работы отечественных  ведомственных  актов и положений, стимулирующих развитие этого направления. Так например Постановление Министерства экономики Республики Беларусь №91 от 31 мая 2006 г. «О тарифах на электрическую энергию, производимую в Республике Беларусь юридическими лицами, не входящими в состав государственного производственного объединения электроэнергетики «Белэнерго», и индивидуальными предпринимателями и отпускаемую энергоснабжающим организациям, входящим в состав данного объединения» в действующей редакции от 28.01.2010 г. является  весьма прогрессивным шагом, снимающим барьеры с точки зрения   подключения источников ВИЭ к энергосетям энергосистемы и обязательной покупки энергосистемой выработанной на возобновляемых энергоисточниках электроэнергии.

 

Ветроэнергетика

 

К сожалению, ветроэнергетическое направление  использования местных энергоисточников в нашей республике развивается недостаточно интенсивно. Это происходит в наибольшей степени по субъективным  и организационным причинам.

Как и во всех странах Европы, в прошлые века ветряные мельницы строились в Беларуси повсеместно. К сожалению, строительство современных ВЭУ в Беларуси неоправданно замедляется.

 

Реальный опыт внедрения – это опыт, полученный в результате сооружения двух ВЭУ в поселке Занарочь Минской области. Установки запроектированы и сооружены в 2000-2002 гг. по инициативе Белорусского отделения Международной академии экологии и благотворительных организаций Германии. Оплата этих установок произведена немецкими благотворительными организациями. Основные характеристики ВЭУ, внедренных в Занарочи, приведены в нижеследующей таблице:

 

Таблица. Основные характеристики ВЭУ в Занарочи

Показатель

ВЭУ

«NORDEX-29»

«YAKOBS»

Расчетная высота опоры, м

55

65

Диаметр ротора, м

29

48

Количество лопастей, шт.

3

3

Мощность генератора, кВт

250

600

Коэффициент использования энергии ветра

0,32

0,4

Пусковая скорость ветра, м/сек

4,5

4,0

Рабочая номинальная  скорость ветра, м/сек

14,5

13,0

Максимально допустимая скорость ветра, м/сек

25

25

 

 

ВЭУ   «NORDEX-29» в Беларуси

ВЭУ   «NORDEX-29»

ВЭУ «YAKOBS»

ВЭУ «YAKOBS»

 

Значения выработки электроэнергии за период эксплуатации установок в представлены в таблице 1.

 

Выработка электроэнергии ветроустановками

«YAKOBS» 48/600кВт и «NORDEX 29/250 кВт

Станция

Произведено энергии, МВт·ч / т у.т.

2000-2001

2002

2003

2004

2005

2006

Всего

«YAKOBS»  48/600 кВт

-

966,0

1054,9

1032,1

906,2

923,3

4882,4

«NORDEX 29/250 кВт

376,5

326,4

318,3

307,1

295,2

263,5

1887,2

 

Основным показателем эффективности применения ВЭУ является коэффициент использования энергии ветра. Судя по доступным данным для обеих установок, он оказался весьма высоким, что свидетельствует о перспективности применения ВЭУ в республике, разумеется, при их рациональном размещении,что является ключевым вопросом.

 

В Беларуси выполняются исследования и ведется работа по созданию ВЭУ собственно белорусского изготовления, в первую очередь небольшой мощности, до 1 МВт. Например,  был изготовлен опытный образец роторной ветроэнергетической установки ВЭУ-250 на эффекте /pМагнуса. Установка работала периодически в течении 6 лет в щадящем режиме.

Кроме того, были изготовлены три ветроэнергетических установки А-77 мощностью 77 кВт, предназначенная для выработки электроэнергии и передачи/span её в единую энергосистему. Они установлены в Карелическом районе Гродненской области.

ВЭУ А-77

ВЭУ А-77

 

Изготовлены также несколько ветроэнергетических установок малой мощности. Они проходят испытания на полигоне Волма возле Минска.

И, наконец, самое последнее известие.  В г.Могилеве смонтирована и в ноябре этого года дала энергию небольшая частная ВЭУ мощностью 25 кВт фирмы Lagerway.

 

ВЭУ Lagerway в Могилеве

ВЭУ Lagerway

ВЭУ Lagerway в Могилеве

ВЭУ Lagerway

ВЭУ Lagerway в Могилеве

ВЭУ Lagerway

 

 

 

 

Почему же процесс внедрения ВЭУ идет так медленно.

 

С одной стороны, бытовало мнение, что ветроэнергетический потенциал в республике крайне мал. Действительно, Беларусь не является морской державой  и рассчитывать на большие или тем более глобальные энергетические ветровые возможности, не приходится. Однако на самом деле  имеющийся ветропотенциал  не меньше, чем, например, на континентальной части Европы, в частности Германии, где плотность застройки и стоимость земли гораздо выше, но где установлены сотни специально сконструированных ветроагрегатов т.н. континентального исполнения.

В свое время институт «Белэнергосетьпроект» выполнил очень большую работу по оценке ветроэнергетического потенциала по всем областям. Работа была выполнена исходя из анализа картографического материала.

 

Географическая карта Беларуси

Географическая карта Беларуси

 

Как видно, на территории Беларуси довольно много возвышенностей, которые могут быть использованы для установки ВЭС или даже ветропарков.

В упомянутой работе были проанализированы 1800 площадок с привязкой в холмам и возвышениям, просчитаны скорости ветра на высоте оси ветроколеса – от 50 до 100 м, и сделан вывод, что потенциал ветроэнергетики в Беларуси все же есть. И он реально достижим и может быть получен.

 

Выполненные в дальнейшем мониторинги ветра в нескольких наиболее перспективных точках в Беларуси показали, что там средние скорости ветра на высоте 30 м составляют 5-6 м/с, а ожидаемая скорость ветра наТем не менее, начиная с 1991 года начался третий этап развития гидроэнергетики Беларуси. В настоящее время в стране работает более 40 малых ГЭС общей установленной мощностью около 15 000 кВт./tdpМаксимально допустимая скорость ветра, м/сек высоте 80-90 м будет достигать 8-9 м/с.

В настоящее время закуплена одна ВЭУ фирмы HEAG мощностью 1,5МВт, которая в ближайшие месяцы будет установлена в Гродненской области.

 

Заключен договор и начаты работы по годовому мониторингу ветра по правилам, действующим в Евросоюзе, на четырех площадках к западу и северо-западу от Минска. Это делается для того, чтобы можно было обоснованно предложить желающим инвестировать в ветроэнергетику площадки для размещения ветропарков с реальным подсчитанным ветроэнергопотенциалом.

 

Заключен контракт с фирмой ENERTRAG AG о создании рядом с Минском, на возвышенности ветропарка мощностью до 160 МВт в течении ближайших 5 лет. Сейчас проводится мониторинг ветропотенциала и изыскательские работы.

 

Но это только начало использования ветроэнергопотенциала Беларуси. В стране имеется как минимум 50-70 площадок, подходящих для сооружения ветроэлектроустановок (ВЭУ) или даже ветроэлектростанций (ВЭС). Это природные возвышенности с фоновыми скоростями ветра на высоте 10 м  от 5,9 до 6,2 м/сек, что соответствует скоростям ветра на высоте ступицы рабочих колес ВЭУ 50 - 90 м соответственно 7,5 – 8,5 м/сек. Т.е. скоростям, при которых применение ВЭУ технически возможно и оправдано. Следовательно, скромно, но смело можно говорить о ближайшем реальном потенциале в 500-700 МВт установленной мощности при числе часов использования этой мощности от 2000 до 3000 час.

 

В дальнейшей перспективе можно будет говорить потенциале в 1600 МВт. Используя его, с учетом технических характеристик ветроэнергетических установок, имеющихся на рынке, можно вырабатывать порядка 3 млрд. кВт-ч электроэнергии ежегодно.

При этом более высокие амплитуды средних скоростей ветров 5,3-6,1 метров в секунду наблюдаются в Гродненской и Минской областях, 5,3-5,9 метров в секунду - в Витебской области.

 

Например, в будущем только для территории Минской области можно найти около 500 площадок с приемлемыми скоростями ветра.

 

Также читать:

 


Значение Гидроэнергетики


О Малых ГЭС

 

О Малых ГЭС

Значение Гидроэнергетики

История и Перспективы использования гидро- и ветроэнергетического потенциала РБ

Галерея:

 

Программа строительства в 2011 - 2015 годах ГЭС в РБ

Каталог по Турбинам 

Опросной лист