Преимущество малой гидроэнергетики перед другими видами ВИЭ состоит в стабильной, не зависящей от погодных условий выработки электроэнергии, а также экономичности.

Вместе с тем, разнообразие природно-климатических, в том числе экстремальных, условий России значительно усложняют реализацию проектов малых ГЭС и требуют новых инновационных подходов к их со­зданию и эксплуатации.

В качестве гидроэнергетических источников России расматривают - ся малые реки и ручьи, озерные водосборы, сбросы больших водохрани­лищ, оросительные, питьевые и технологические водоводы, водосбросы ТЭС и АЭС, промышленные и канализационные стоки.

Анализ отечественного технологического уровня в области малой гид­роэнергетики проведен на примере ЗАО «МНТО ИНСЭТ» — ведущего предприятия России нового времени по проектированию, производству, строительству и эксплуатации малых ГЭС как на территории России, так и в странах ближнего (страны Балтии, Белоруссия, Грузия, Таджи­кистан) и дальнего зарубежья (Афганистан, страны Европы, Латинской Америки и пр.) .

Идеологией строительства малых ГЭС ЗАО «МНТО ИНСЭТ», оправ­давшей себя в ходе многолетней практики как в России, так и за рубе­жом, является выполнение всего комплекса работ в рамках одной орга­низации. Преимуществами такого подхода являются:

- ускорение ввода малых ГЭС в эксплуатацию;

- экономия организационных и финансовых ресурсов и возможности контроля и ответственности за качеством работ, избавление руководства региона и частных структур — заказчиков и пользователей— от «рас­пыления» по исполнителям;

- ужесточение и повышение эффективности финансового контроля за расходами инвестиционных средств.

Основными этапами комплексного решения по вводу малых ГЭС являются:

I этап. Проведение обследования рек с целью выявления мест разме­щения малых ГЭС;

II этап. Разработка концепции развития малой гидроэнергетики ре­гиона / обоснование инвестиций;

III этап. Разработка бизнес-планов для первоочередных малых ГЭС;

IV этап. Разработка проектно-сметной документации;

V этап. Прохождение экспертизы;

VI этап. Авторский надзор за строительством;

VII этап. Изготовление и поставка оборудования;

VIII этап. Проведение шеф-монтажных и пусконаладочных работ;

IX этап. Сдача гидростанции в эксплуатацию.

Основными требованиями к оборудованию для современных малых ГЭС являются:

- надежность, простота обслуживания и ремонта оборудования;

- обеспечение возможности работы в автономном режиме или парал­лельно с энергосистемой;

- соответствие вырабатываемого электрического тока требованиям ГОСТов по частоте и напряжению;

- уровень автоматизации, обеспечивающий безлюдную эксплуатацию;

- экологическая безопасность принятых проектных, конструкторских и технологических решений.

Основными технологическими принципами, положенными в основу создаваемого оборудования для малых ГЭС в настоящее время являются:

- поставка полностью собранных гидротурбин или узлов гидроагре­гата, прошедших контрольную сборку на заводе;

- применение материалов и технологий, обеспечивающих ремонтопри­годность гидротурбин на объекте;

- отказ от сложных приводов и систем регулирования и переход на электронно-электрические системы управления;

- использование балластного устройства для поглощения избыточной мощности при работе на автономного потребителя.

Почти за 20 лет работы в области малой гидроэнергетики ЗАО «МНТО ИНСЭТ» изготовило и поставило в разные регионы России и мира более 45 малых гидроагрегатов единичной мощностью свыше 100 кВт и более 140 агрегатов и микроГЭС единичной мощностью менее 100 кВт. Было введено в эксплуатацию 25 малых ГЭС общей мощностью 10,9 МВт.

Создан типоразмерный ряд из 34 гидроагрегатов на напоры от 3 до 450 м мощностью от 5 до 5000 кВт

Разработка новых прогрессивных технологий строительства малых ГЭС

В ЗАО «МНТО ИНСЭТ» разработаны «Концепции развития и схемы размещения объектов малой гидроэнергетики» для Республик Тыва (18 малых ГЭС), Алтай (35 малых ГЭС), Бурятия (12 малых ГЭС), Север­ная Осетия - Алания (17 малых ГЭС) общей мощностью более 370 МВт (рис. 18 - 22).

Разработан целый ряд гидроагрегатов повышенной эффективности, в том числе:

- гидроагрегаты мощностью до 1800 кВт с пропеллерными гидротур­бинами под напоры 2 - 22 м с расходами 0,07 - 11 м3/с;

- гидроагрегаты мощностью до 5000 кВт с радиально-осевыми гидро­турбинами под напоры 25 - 160 м с расходами 0,4 - 4 м3/с;

- гидроагрегаты мощностью до 3300 кВт с ковшовыми гидротурбина­ми под напоры 40 - 450 м с расходами 0,02 - 0,9 м3/с;

- гидроагрегаты мощностью до 20 кВт с диагональными гидротурби­нами под напоры 8 - 18 м с расходами 0,08-0,17 м3/с;

- S-образная гидротурбина мощностью до 300 кВт под напоры 2,5 -

7,2 м с расходами 1,8 - 5,5 м3/с.

Всего за 20 лет работы ЗАО «МНТО ИНСЭТ» изготовило и поставило в различные регионы России и мира более 130 малых гидроагрегатов единичной мощности свыше 100 кВт и более 120 микроГЭС.

Большое внимание ЗАО «МНТО ИНСЭТ» уделяет реконструкции гидростанций, в числе которых:

- Лукомльская малая ГЭС, Белоруссия, введенная в эксплуатацию в 2000 г. На малой ГЭС установлено четыре гидроагрегата по 70 кВт;

- Акбашская малая ГЭС, Кабардино-Балкария, восстановленная в 1995 г. малая ГЭС оснащена двумя гидроагрегатами ГА8 мощностью по 500 кВт;

- малая ГЭС«Файзабад». Афганистан. Станция предназначена для электроснабжения изолированного от энергетической системы потреби­теля, введена в эксплуатацию в 2004 г. На станции установлено два гид­роагрегата ГА2 мощностью по 200 кВт с радиально-осевой турбиной Ж 400 мм;

- малая ГЭС «Элегис», Армения, введенная в эксплуатацию в 2006 г. На станции установлен один гидроагрегат ГАЮ мощностью 630 кВт с ковшовой турбиной.

В ЗАО «МНТО ИНСЭТ» разработано несколько региональных про­грамм развития локальной энергетики на базе малых ГЭС.

Рис. 19. Малая ГЭС Кайру (Республика Алтай ) на 400 кВт. Введена в эксп­луатацию в 2002 г. Водосборные конструкции выполнены из лиственницы. На станции установлено 2 гидроагрегата ГА2 мощностью по 200 кВт с ради­ально-осевой турбиной

Рис. 20. Малая ГЭС Чала, Республика Грузия. Введена в эксплуатацию в 2000 г. На станции установлено 3 гидроагрегата ГА5 мощностью по 500 кВт

Рис. 21. Малая ГЭС Виляны (Латвия) мощностью 700 кВт. Введена в эксплу­атацию в 1993 г. На станции установлено 2 гидроагрегата с пропеллерными гидротурбинами мощностью по 350 кВт

Рис. 22. Малая ГЭС Файзабад (Афганистан) мощностью 400 кВт. Введена в экс­плуатацию в 2004 г. На станции установлено два гидроагрегата ГА2 мощнос­тью по 200 кВт с радиально-осевой турбиной

Примером является разработанная схема размещения малых ГЭС в Республике Алтай. Согласно схеме намечено к строительству 35 малых ГЭС суммарной установленной мощностью 104,7 МВт, себестоимость элек­троэнергии 0,16 - 0,7руб/кВт • ч со сроком окупаемости от 2 до 13 лет.

В результате, в 2002 г. сдана в эксплуатацию малая ГЭС «Кайру» мощ­ностью 400 кВт. Для обеспечения автономной работы на станции уста­новлено устройство балластной нагрузки с воздушным охлаждением.

В 2003 г. по программе развития малой гидроэнергетики начато стро­ительство малой ГЭС Джазатор на р. Тюнь. Станция сдана в эксплуата­цию 15 ноября 2007 г. и состоит из двух гидроагрегатов мощностью по 315 кВт с ковшовой турбиной.

В ЗАО «МИТО ИНСЭТ» разработаны также технологические приемы и мероприятия, повышающие эксплуатационные свойства сооружений малых ГЭС, наиболее эффективными из которых являются:

- использование древесины в конструкциях сооружений;

- сооружение водозаборного узла по типу горного водозабора.

Использование новых прогрессивных и экономичных отечественных

технологий позволяют достичь следующего уровня экономических по­казателей малой гидроэнергетики.

Стоимость за 1 кВт • ч произведенного на малой ГЭС в России (по дан­ным Минэнерго):

- в централизованной энергосистеме: 0,4 - 0,6 руб. (1,5-2 цента) про­тив 3-4 цента за рубежом;

- в автономной энергосистеме: 1,1 — 2,3 руб. (4-8 центов).

При таких капитальных вложениях срок окупаемости малых ГЭС в российских условиях (по данным Минэнерго) в централизованной энер­госистеме составляет 8-10 лет.

ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

И ПЕРСПЕКТИВЫ МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА
В РЕАЛИЗАЦИИ РОССИЙСКИХ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ПРОЕКТОВ