Производство электроэнергии путем использования естественных водных ресурсов наиболее эффективный способ. Первые гидроэлектростанции появились в семидесятых годах девятнадцатого века в Германии (Штангасс и Лауфен) и Англии (Грейсайд). Их мощность была невелика, несколько сотен ват. В России пионером среди ГЭС можно считать Березовскую станцию на 200 кВт, возведенную на Алтае. Ее построили в 1892 году. Относительно недорогое строительство подобных станций и их высокая отдача стала причиной быстрого распространения сети ГЭС по всему миру. Сейчас на долю всех гидроэлектростанций приходится примерно пятая часть всей произведенной энергии.
В настоящее время лидером в списке самых крупных подобных гидросооружений является плотина в КНР «Три ущелья». Она построена на одной из крупнейших рек республики Янцзы, берущей свое начало высоко в горах (5 600 м). Ее мощность 22 500 мВт, за год она производит примерно 100 млрд. кВт. ч. Бурное развитие экономики страны поддерживается развитием электростанций, в том числе и ГЭС. В этом направлении Китай шагает впереди планеты всей по производству, количеству и мощности таких сооружений. В первую десятку крупнейших входит, помимо «Трех ущелий», еще три станции из Поднебесной.
Самая крупная в России
В нашей стране самой мощной среди гидроэлектростанций является Саяно-Шушенская ГЭС, построенная на одной из великих рек Сибири Енисее. По данным на начало 2016 года станция занимала девятое место в списке самых мощных ГЭС мира. Ее основные характеристики: 23 500 млн. кВт. ч. – годовая выработка, мощность – 6 400 мВт.
Плотина расположена в удивительно красивых местах, на границе республики Хакасии и Красноярского края, неподалеку от поселка с красивым почти московским названием Черемушки, что под Саяногорском. Свое название она получила в честь гор Саян, расположенных рядом и знаменитого села Шушенское, где жил в свое время ссыльный революционер Ленин. Саяно-Шушенская электростанция стала первой ступенью в уникальном каскаде подобных сооружений на реке Енисее.
История строительства
Она началась в шестидесятых годах прошлого века. Ленинградскому отделению НИИ «Гидропроект» было дано задание, в соответствии с постановлением Правительством, сделать проект и в 1963 году началось строительство. Он был разработан отнюдь не кабинетных условиях. Штаб-квартира отряда ленинградских ученых находилась в поселке Майна. В ноябре 1961 экспедиция при активной поддержке местного населения в тяжелейших зимних условиях проводили исследовательские работы: бурили лед на Енисее, ощупывали буквально каждый метр берегов, изучали возможности постройки плотины в трех створах реки. Суровые морозы, труднодоступный рельеф местности существенно тормозили труд отряда, но исследователи под руководством П. В. Ерашова работали днем и ночью. К лету следующего года был определен оптимальный вариант места– Карловский створ. Также в 20-ти километрах вниз по течению Енисея было решено соорудить контррегулирующую Майнскую ГЭС мощностью 321 тыс. кВт. Ее основное предназначение – нивелировать колебания уровня в Енисее, связанные с работой Саяно-Шушенской электростанцией, чтобы обеспечить стабильным водоснабжением населения, живущего в нижней части русла реки.
Разработчики проекта использовали удачное прохождение Енисея в этих краях. От истока (около 460 км) река спускается по образованному природой коридору сквозь горный массив Западных Саян. В месте постройки ГЭС она протекает по небольшой долине через Карловский створ. Строительству со стороны советского руководства уделялось большое внимание. Было задействовано большое количество организаций. С 1967 года объект стал Всесоюзной комсомольской стройкой, сюда направлялось по путевкам огромное количество молодежи. Основным строителем стал КрасноярскГЭСстрой, который вложил главную лепту в возведение плотины.
Памятные даты
В 1968 году, 12-го сентября, начались работы в котловане первой очереди.
17 октября 1970 – положен первый кубометр бетона для воздвижения конструкций станции.
Через семь лет, 11-го октября 1975, Енисей был перекрыт. Была сброшена в реку последняя каменная глыба.
1978 год – пуск спутника Саяно-Шушенской ГЭС – Майнской электростанции.
Пуск первого гидроузла состоялся в рекордные сроки – 18 декабря 1978 года.
Последний гидроблок был сдан в эксплуатацию в 25 декабря 1985 года.
В 2001 году РАО «ЕЭС России» ходатайствовало о присвоении электростанции имени министра энергетики и электрификации СССР П. С. Непорожнего, человека, который много сделал для создания единой энергетической системы страны. С тех пор Саяно-Шушенская ГЭС носит его имя. Установка временных колес в турбинах и их подключение к работе позволило до запуска первой очереди получить для страны 17 млрд. кВт/ч внеплановой электроэнергии.
Хочется отметить тот факт, что все оборудование для Саяно-Шушенского комплекса произведено на отечественных предприятиях. Уникальными считаются следующие факты: объект возводился в тяжелейших климатических условиях, а ширина Карловского створа была рекордной в деле воздвижения плотин на то время. Официальный срок завершения работ по строительству Саяно-Шушенской ГЭС – 2000 год.
Описание Саяно-Шушенской ГЭС, ее характеристики
Это удивительная по величине и красоте плотина, аналогов которой в мире нет. Впечатляют ее параметры.
Высота плотины арочно-гравитационного типа – 245 м.
Длина по верней части гребня – 1074,4 м.
Ширина в нижней части сооружения – 105,7 м, на гребне – 25 м.
Для повышения надежности конструкции концевые стороны арки врезали в береговые скалы. Слева – на 15 м, справа – 10 м. Врезку произвели и в основание русла на 5 м. Такие меры позволили сэкономить на расходах пятой части используемого бетона.
Количество «рабочих» гидроагрегатов – 10, каждый из которых имеет мощность 640 мВт.
Эксплуатационный водосброс по сбыту избыточных вод (паводок, половодье) состоит из 11-ти каналов. Его проектная пропускная способность – 13 600 м3/сек.
Для поддержания безопасности этой системы был установлен береговой водосброс, который помогал бы в форс-мажорных ситуациях: не нормативные паводки.
Вес рабочего колеса турбины в гидроагрегате – 145 тонн, диаметр – 6,77 м.
Площадь образованного водохранилища – 621 кв. км.
Саяно-Шушенская – высоконапорная гидроэлектростанция приплотинного типа.
Эксплуатация
После запуска в работу ГЭС вырабатывала 2% всей электроэнергии в стране и 15% от всех гидроэлектростанций РФ. К сожалению, не все в работе крупнейшей электростанции было все гладко. 23 мая 1979 года на строящуюся плотину обрушился паводок, величину которого трудно было спрогнозировать. Объем его потока составлял 24 тыс. куб. м. Вода разрушила некоторые конструкции ГЭС, здание, смыла технику.
В девяностых годах обнаружились трещины в теле плотины, особенно серьезными были повреждения первого столба. Они произошли в результате ошибочных расчетов проектировщиков. На их устранении ушло несколько лет. Также во время проверок в 2006-07 годах были обнаружены дефекты водосбросного колодца, износ боновых заграждений. Не совсем прочной была признана конструкция устройств гидроагрегатов с повышенной расположенностью образования трещин.
10-го февраля 2010 года неподалеку (78 км) от станции произошло землетрясения силой 8 баллов. До гидроэлектростанции его волны дошли с меньшей амплитудой – 5 баллов, и ущерба плотине не принесли.
Авария на ГЭС
Самым большим испытанием для Саяно-Шушенской ГЭС стала авария, которая произошла 17 августа 2009 г. Крупнейшая, в истории ГЭС России, авария. Она произошла в утреннее время. Был разрушен и выброшен напором воды второй гидроагрегат станции. Хлынувшая, в образовавшийся проем, водная стихия затопила машинный зал и другие объекты, было повреждено оборудование. Почти полностью разрушены гидроблоки № 2, 7, 9. Во время катастрофы погибло 75 человек персонала ГЭС и технического состава, выполнявшего ремонтные работы. После аварийно-спасательных работ началось восстановление станции. Первым, 19-го декабря 2011 года был запущен гидроагрегат № 1, последним вернулся в строй 12-го ноября 2014 злополучный второй блок.
В настоящее время Ростехнадзор выдал Саяно-Шушенской ГЭС Декларацию о безопасности производства. На станции установлены более надежные гидроагрегаты, сделанные на ОАО «Силовые машины». Их максимальный гарантированный срок эксплуатации – сорок лет.
Саяно-Шушенская ГЭС обеспечивает электроэнергией предприятия территориально-производственного комплекса, в который входят такие крупные организации, как Хакасский и Саянский алюминиевые заводы, угольнодобывающие компании и многие другие.
