ВЫДАЧА ТУРБИННОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены особенности выдачи турбинной электроэнергии. Выделена классификация турбин и представлена динамика выдачи электроэнергии в разрезе разных видов по данным статистики. В работе использованы официальные отчеты Министерства энергетики РФ. Отмечено, что потребление электроэнергии растет, что делает необходимым решать проблемы повышения эффективности работы турбинных двигателей.

Ключевые слова: турбины; энергия воды; энергия газа и пара; динамика выработки энергии; энергоэффективность.

Актуальность темы настоящей статьи определяется тем, что турбинная электроэнергия – это основной источник электрической энергии для большинства потребителей в Российской Федерации и строительство новых турбинных электростанций продолжается. Так, по данным информационного портала в 2019 году в России запущено 10 новых электростанций суммарной мощностью почти 3 ГВт. [2] Специалисты различают турбогенераторы, в которых устанавливаются паровая или газовая турбина как первичный двигатель и гидротурбины.

В основе работы гидротурбин лежит энергия воды, когда по лопаткам лопастей турбины ударяют струи воды, которые заставляют вращаться внутренний вал этого агрегата. Турбина преобразует механическую энергию воды в механическую энергию вращения вала, которая уже в гидрогенераторе преобразуется в электроэнергию. Уже из генератора электроэнергия передается потребителям через подведенную энергосистему. На гидроэлектростанции может быть установлено несколько турбин, работающих в комплексе с генератором.

По принципу работы, все гидротурбины разделяются на два сильно отличающихся класса - активные и реактивные. Большинство используемых гидротурбин - реактивные, из активных широкое распространение получили только ковшовые турбины, использующиеся в специфических условиях - при очень высоких напорах.

В середине прошлого века газовые и паровые турбины получили широкое распространение и в настоящее время они используются в различных отраслях, но значительно реже других видов турбин, что связано с множеством факторов, среди которых можно отметить и экологические проблемы и низкий КПД работы и другие факторы [3].

Турбины, установленные на электростанциях, механически связываются с электрогенератором, предварительно объединившись в единую систему.

В современном энергетическом хозяйстве используются турбины атомных электростанций, где турбина является очень сложным устройством. На ветряных электростанциях используются ветряные турбины или ветрогенераторы [2]. Принцип работы ветрогенератора обратный вентилятору. Ветрогенератором используется ветер, поворачивающий лопасти, вращающие вал. Вал соединен с генератором. Фактически, ветряные электростанции используют энергию солнца, так как ветер – это форма солнечной энергии. В солнечных электростанциях используют различные виды турбин, в зависимости от конструктивных особенностей. Данные статистики отражают тот факт, что выработка электроэнергии, вырабатываемой турбинами, растет. Так, по данным отчета «Баланс электроэнергии в ЕЭС России в 2019 году» [1] имеет место тенденция к росту в сравнении с балансовыми показателями 2018 года (рис.1).

Рисунок 1. Динамика баланса энергии в единой энергетической системе России, млн.кВт-час. [1]

Как видим из данных рисунка, выдача турбинной электроэнегии от ветряных и солнечных электростанций не сопоставимо низкая с показателями от электроэнергии ТЭС, АЭС и ГЭС. Однако, эти показатели хоть и незначительно, но растут в 2019 году.

Число часов использования установленной мощности электростанций в целом по ЕЭС России в 2019 г. составило 4384 часа или 50,04% календарного времени (коэффициент использования установленной мощности). (табл. 1, табл. 2).

Таблица 1.

Структура установленной мощности электростанций объединенных энергосистем и ЕЭС России на 01.01.2020

Таблица 2.

Коэффициенты использования установленной мощности электростанций по ЕЭС России и отдельным ОЭС в 2018 и 2019 гг., %

В 2019 г. число часов и коэффициент использования установленной мощности (доля календарного времени) по типам генерации, следующие:

ТЭС − около 4002 часа (45,7% календарного времени);

АЭС − 6992 часов (79,8% календарного времени);

ГЭС − 3841 часов (43,9% календарного времени);

ВЭС − 1745 часов (19,9% календарного времени);

СЭС − 1239 часов (14,1% календарного времени).

По сравнению с 2018 г. использование установленной мощности на АЭС и ГЭС увеличилось на 123 и 50 часов соответственно, снизилось на ТЭС и СЭС на 73 и 44 часа соответственно. Существенно – на 143 часа – увеличилось использование установленной мощности ВЭС.

Коэффициенты использования мощностей электростанций необходимо повышать, чему будет способствовать совершенствование конструктивных особенностей турбин, оптимизация процессов передачи энергии, анализ и учет на всех этапах производства и передачи.

Список литературы:

1. Баланс электроэнергии в ЕЭС России в 2019 году. Официальный сайт АО «Системный оператор Единой энергетической системы» (АО «СО ЕЭС») [Электронный ресурс] Режим доступа: http://so-ups.ru/index.php?id=about (Дата обращения 11.11.2020)
2. Итоги 2019 года. Информационный портал «Сделано у нас» [Электронный ресурс] Режим доступа: https://sdelanounas.ru/blogs/129126/ (Дата обращения 11.11.2020)
3. Электромагнитная совместимость и энергосберегающее оборудование. Колмаков В.О., Пантелеев В.И. Энергетик. 2012. № 11. С. 47-49.