Содержание к диссертации
Введение
1, Экономика и топливно - энергетический комплекс колумбии: современное состояние и перспективы развития
1Л. Колумбия: общие положения о стране
1.2. Общее экономическое положение Колумбии
1.3. Топливно-энергетические ресурсы Колумбии
1.4. Возобновляемые энергетические ресурсы
1.4.1. Общие положения
1.4.2. Солнечная энергия*
1.4.3. Ветровая энергия
1.4.4. Геотермальная энергия
1.4.5. Гидроэнергетика
1.5. Электроэнергетика Колумбии
1.5.1. Общие положения
1.5.2. Организация энергосистемы
1.5.3. Технические характеристики системы энергоснабжения
1.6. Выводы по первой главе
2. Разработка методов расчета нагрузки изолированных районов, тихоокеанский регион
2.1. Общая характеристика региона и его особенности
2.2. Социально-экономические характеристики Тихоокеанского региона и их особенности
2.3. Электрическая нагрузка в Тихоокеанском регионе и ее особенности
2.3.1. Предлагаемый метод расчета электрической нагрузки в изолированных регионах
2.3.2. Характеристики потребителей в Тихоокеанском регионе и их особенности
2.4. Выводы по второй главе 69
3. Методы расчета гидроэнергетического потенциала (гэп) тихоокеанского региона
3.1. Особенности классификации гидроэнергетических ресурсов и определение понятия малой гидроэнергетики
3.2. Исследование основных гидрологических характеристик рек Тихоокеанского региона
3.3. Анализ современных методов расчета валового ГЭП малой гидроэнергетики и возможности их применения в Тихоокеанском Регионе
3.3.1. Общие положения 78
3.3.2. Метод линейного учета 80;
3.3.3. Метод средней реки 83
3.3.4. Метод базисных бассейнов 84
3.3.5. Метод, предложенный Институтом «Гидропроект» имени Жука.
3.3.6. Метод относительных координат 87
3.4; Анализ современных методов расчета технико- экологического ГЭП малой гидроэнергетики
3.4.1. Основные понятия 88
3.4.2. Теоретические основы расчета технико-экологического 89
потенциала малой гидроэнергетики
3.4.3: Предлагаемый метод расчета технико-экологического ГЭП 94 малой гидроэнергетики Тихоокеанского региона
3.5. Метод расчета технико-экологического ГЭП малой 99
гидроэнергетики Тихоокеанского региона и его особенности
3.6. Выводы по третьей главе 106
4. Технико-экономическая эффективность малой гидроэнергетики в тихоокеанском регионе
4.1. Энергоснабжение потребителей в изолированных регионах от ОЭС: проблемы и перспективы.
4.2. Специфика организации электроснабжения в Тихоокеанском регионе
4.3. Анализ экономической эффективности мировой малой гидроэнергетики
4.3.1. Основные понятия 112
4.3.2. Современные подходы к оценке основных показателей МГЭС
4.4. Анализ экономических показателей МГЭС в условиях Тихоокеанского региона
4.5. Основные факторы снижения удельных капиталовложений при унификации строительства МГЭС
4.6. Выводы по четвертой главе 132
Заключение 134
Литература
- Общее экономическое положение Колумбии
- Электрическая нагрузка в Тихоокеанском регионе и ее особенности
- Анализ современных методов расчета валового ГЭП малой гидроэнергетики и возможности их применения в Тихоокеанском Регионе
- Специфика организации электроснабжения в Тихоокеанском регионе
Введение к работе
Актуальность проблемы. Республика Колумбия расположена на северо-западе Южной Америки, в тропических широтах северного полушария. Она занимает площадь 1141748 км2. В настоящее время население составляет около 44 миллионов человек. Административно Колумбия разделяется на 32 департамента и один столичный округ -Богота. В свою очередь департаменты разделяются на муниципалитеты.
Рельеф Колумбии весьма разнообразен. Выделяются равнинный юго-восток и север, покрытые лесами шш саванной, горный запад, где хребты Анд чередуются с глубокими впадинами и на склонах гор выражены все высотные пояса-от гилей до вечных снегов. Меридиональная ориентация Кордильер определяет пять географических регионов: Тихоокеанский, Атлантический, Андский, Оринокия и Амазония. Каждый решон обладает своими географическими, климатологическими и топографическими особенностями. В то же время высота и ориентация Кордильер существенно влияют на распределение осадков, количества солнечных дней в году, на направление и скорость ветра во всех регионах Колумбии.
Уровень соцобеспечения в Андском и Атлантическом регионах в сравнении с другими регионами выше, в них население обеспечено электроэнергией с помощью объединенной энергетической системы (ОЭС). Остальные три региона, занимающие по площади больше половины территории страны, не имеют сегодня устойчивой и надежной связи с ОЭС Колумбии. Эти регионы в отличие от Андского и Атлантического характеризуются весьма низким уровнем социального развития, в том числе из-за ограниченного электроснабжения местного населения, живущего в небольших поселках, разбросанных по территории регионов. В настоящее время основной источник электроэнерпш здесь -дизельные электростанции (ДОС), работающие только по четыре часа в сутки на дорогом привозном топливе.
Экономика Колумбии растет на уровне среднемировых показателен и требует все больше и больше местных органических топливно-энергетических ресурсов, запасы которых составляют: для газа -20 лет, для нефти -30 лет и для угля -200 лет. Согласно с прогнозом государственного департамента планирования Колумбии, дизельное топливо необходимо будет импортировать уже с 2022 года.
Как сказано выше, в Колумбии есть регионы, занимающие большие территории, где уровень соцобеспечения очень низок из-за ограниченного времени выработки электроэнергии ДЭС в сутки, стоимость электроэнергии которых растет за счет роста затрат стоимости дизельного топлива и затрат на его транспортировку. В тот же время даже по предварительным экспертным оценкам указанные три региона обладают значительными ресурсами возобновляемых источников энергии (гидроэнергия, энергия ветра, солнца и т.д.). Однако системных оценок указанных ресурсов в стране еще не проводилось, хотя эти исследования становится все более и более актуальными.
С этой целью была предпринята разработка методического, информационного, математического и программного обеспечения для решения указанной выше задачи для наиболее остро нуждающегося в энергии типового региона и дальнейшего распространения и обобщения полученных результатов на остальные регионы Колумбии.
Среди регионов, изолированных от ОЭС, Тихоокеанский регион является наиболее населенным с жесткими социально-экологическими ограничениями. Он занимает одігу пятую часть территории Колумбии, в нем находятся природные парки, которые накладывают очень жесткие социально-экологические ограничения, препятствующие строительству здесь традиционных ГЭС и ТЭС. В то же время по стратепіческому плану развития Колумбии, Тихоокеанский регион имеет очень большие перспективы развития по следующим направлениям: туризм и рыболовство, переработка и хранение морских продуктов.
7 Цель диссертационной работы. Основной целью диссертационной работы является оценка эффективности использования ресурсов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для электроснабжения характерного изолированного региона Колумбии с распространением полученных результатов на другие районы. При этом должны быть решены следующие задачи:
Исследовать современное состояние и перспективы развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК) Республики Колумбии и оценить актуальность использования ВИЭ в энергетике.
Разработать современный метод расчета электрических нагрузок изолированных потребителей с учетом социально-экономических особенности страны.
Исследовать современные математические методы для оценки гидроэнергетического потенциала (ГЭП) малой гидроэнергетики (МГЭ) с учетом социально — экологических ограничений и выбрать наиболее перспективный метод для условий Колумбии.
Определить экономическую эффективность малой гидроэнергетики в условиях изолированных регионов Республики Колумбии.
Методы исследований. Исследования проводились на основе системного анализа с использованием методов математического программирования, методов теории вероятности и математической статистики.
Научная новизна работы:
Г. На основе системного анализа современного состояния и перспектив развития ТЭК Республики Колумбия обоснована актуальность и необходимость использования ресурсов ВИЭ и, в первую очередь — ресурсов малой гидроэнергетики в условиях изолированных регионов страны.
Впервые разработан и внедрен в практику энергетических расчетов в Колумбии метод расчета электрических нагрузок, учитывающий социально-экономические характеристики изолированных регионов и на его основе для условий Тихоокеанского региона Колумбии определены местные электрические нагрузки на уровне 2022 года.
Разработан современный метод оценки ГЭП МГЭ с учетом энергетических и экологических ограничений на базе созданной универсальной схемы речного бассейна и на его основе впервые оценены валовой и технико-экологический ГЭП МГЭ Тихоокеанского региона. На базе анализа и обобщения результатов вьіполнеїшьтх расчетов по данному методу было дано определение «малая гидроэнергетика» применительно к условиям Колумбии.
На основе проведенных технико-экономических расчетов с учетом социально - зколопіческих факторов доказана эффективность реализации схем электроснабжения изолированных регионов на основе использования низконапориых деривационных МГЭС «по - водотоку», оснащенных горизонтальными поперечно-струнными підроагрегатамії.
Практическая ценность: Результаты выполненных исследовании предназначены для использования в экономике Колумбии с целью выбора оптимальных схем электроснабжения изолированного Тихоокеанского региона на базе МГЭС.
Разработанный метод оценки ГЭП с учетом энергетических и зколопіческих ограничений на базе универсальной схемы речного бассейна позволяет более обосновано подходить к выбору схемы электроснабжения изолированных населенных пунктов на базе использования ресурсов малой гидроэнергетики.
Апробация работы: основные положения и результаты исследования по теме диссертации докладывались и обсуждались на
9 научных семинарах, кафедры «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» МЭИ (ТУ), кафедры «Использование водной энергии» МГСУ и в географическом факультете Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, в лаборатории «Возобновляемые источники энергии», а так же на девятой и десятой Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов МЭИ (2003 -2004г).
Публикация: по теме диссертационной работы опубликовано следующие печатные работы: Ramiro Ortiz Florez. Modelo de empresa para el servicio de energfa electrica en zonas no interconectadas. Revista "Energia у Computacion". Escuela de ingeniena electrica у electronica, Universidad del Valle. — 1995. Ramiro Ortiz F16rez. Empresa de energfa para zonas aisladas. Seminario de Energfas Renovables. Universidad de la Serena - Chile. — 1996. Ramiro Ortiz Florez. Modernizacion de la planta de Rio Cali. Revista "Energfa у Computaci6nM. Escuela de ingeniena electrica у electronica, Universidad del Valle. 1996. Ramiro Ortiz Florez. Pequeftas Centrales Hidroelectncas. Bogota.: Mac Graw Hill. 2001,357 p. Ramiro Ortiz Florez. Evaluacion de los recursos energeticos renovables de la Costa Pacifica no interconectada . Revista "Mundo Electrico", Vol 17, No 53. pag 102-106. 2003.
Ортис Ф. P., Малинин H. К. Перспективы использования обратимых насосных агрегатов на малых ГЭС Колумбии. IX Международная конференция научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Радиотехника, электротехника и энергетика. Том III. Москва, 4-5 марта - 2003 г изд МЭИ. стр 315.
Ортис Ф. Р., Малинин Н. К. Малая гидроэнергетика Колумбии. X Международная научно-техническая конференция студентов и
10 аспирантов. Радиотехника, электротехника и энергетика. Том Ш. Москва, 1-3 марта - 2004 г изд МЭИ. стр 286. 8. О. F. Ramiro у N. К. Malintn Evaluacion de Ios recursos hidroenergeticos en pequefta escala. IEEE, Abril - 2004 (в печати).
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, списка литературы и двух приложений. Общий объем работы 149 страниц.
Степень достоверности результатов проведенных исследований.
Базируется на использовании современных методов исследований и подтверждается также результатами практического применения разработок автора в энергетических расчетах Республики Колумбии.
Общее экономическое положение Колумбии
Андский или Центральный является основным регионом Колумбии, в котором проживает до 69,5% всего населения с плотностью 22-66 чел/км2 в зависимости от департамента и находятся большие промышленные предприятия [2, 18]. Высота горной цепи в этом регионе колеблется от 100 до 5000 метров над уровнем моря, что позволяет выделить климатические этажи, каждый из которых благоприятствует выращиванию определенной сельскохозяйственной культуры. Так, например, высота 2800 метров над уровнем моря с температурой 20С и полувлажным климатом благоприятна для выращивания ароматного кофе.
В Апдском регионе находятся все крупные гидроэлектростанции (ГЭС) и несколько тепловых электростанций (ТЭС), которые обеспечивают 70% всей выработки электроэнергии страны, передаваемой в объединенную энергетическую систему. Население Андского региона имеет весьма высокий уровень обеспечения электроэнергией до 96% в городах и 63% в деревнях, а также соцобеспечения до 70% [2, 12, 18]. Соцобеспечение по Конституции Колумбии включает обеспечение населения центрами здравоохранения, телекоммуникацией, питьевой водой, коммунальным освещением, образовательными центрами. Административные центры департаментов и города объединены транспортной сетью шоссейных дорог (см. рис. Г.2).
Атлантическому репюігу характерен тропический климат со среднегодовой? температурой не менее 28С с преобладанием сильных ветров и интенсивных дождей. В нем живет 26% всего населення с плотностью 5 - 54 чел/км2 [2, 16, 18]. Большинство населения — смесь индейцев, афроамериканцев и испанцев, живущих в прибрежных городах и в административных центрах департаментов. В этом репюпе сосредоточено большинство тепловых электростанций, вырабатывающих до 30% электроэнерпш всей страны. Обеспечение электроэнергией населения достигает 88% в городах и 40% в деревнях, а соцобеспечение находится на уровне 50% [2, 16, 18J. Административные центры департаментов и морские порты этого региона также объединены шоссейными магистралями (см. рис. 1.2).
Тихоокеанский регион занимает западную часть департаментов: Чоко, Балье дел Каука, Каука и Нариньо. Он находится внутри зоны экваториального затишья и характеризуется большим количеством осадков, среднегодовой температурой 27С и высокой относительной влажностью до 90% в течение года,
В регионе преобладает равнинный ландшафт, по которому текут большие реки: Атрато, Сан Хуан, Ваудо, ГГатия и Гуапн. В нем проживает 2,2% всего населения страны с плотностью 18 чел/км2, большинство из которого афроамерканцы [2, 16, 18]. Ввиду того, что в западной части департамента Балье-дель-Каука находится большой морской порт и три ГЭС суммарной мощностью 571 МВт, уровень обеспечения электроэнергией и общественных услуг в этой части Тихоокеанского региона практически такой же, как в Аидском регионе. В остальной части Тихоокеанского региона уровень обеспечения электроэнергией и соцобеспечения не превышает 69% и 35%, соответственно [2, 16, 18]. Электроэнерпш подается всего в течение четырех часов в сутки, поэтому уровень развития региона является одним из самих низких в стране. Основным видом транспортной связи является речное судоходство, которое объединяет населенные пункты с морскими портами Буэна-Вентура и Тумако.
Регион Амазонии состоит из следующих департаментов: Амазонка, Баупес, Гуабиаре и большой части департаментов Какета и Путумайо. Для этого региона характерен плоский рельеф с холмами и гористыми местностями, не выше 300 метров над уровнем моря. Растительность соответствует влажному тропическому лесу с большим разнообразием флоры и фауны. Климат отличается унимодальным режимом доящей со среднегодовой температурой 27С. В нем живет 1,0% всего населения страны, в основном, индейцы и колонисты с плотностью 5 чел/км н ниже [2, 16, 18]. Индейцы живут в рассеянных хуторах вдоль берегов рек. Этот регион также мало обеспечен электроэнергией, вырабатываемой дизельными электростанциями в течение четырех часов в сутки, что соответствует 1-7% уровню соцобеспечения. Исключение составляют административные центры департаментов Путумайо и Какета, которые подключены к объединенной энергетической системе линиями электропередач с напряжением в ПОкВ [2,12].
Регион Орннокии состоит из большой слабо волнистой равнины, посреди которой находятся некоторые холмы и текут многочисленные реки: Гуаиниа, Гуабиарэ, Инирида и другие. Он занимает полностью департаменты Гуаиниа и Бичада и большую часть департаментов Араука, Касанарэ и Мста. В нем живет 1,3% всего населення с плотностью 5чел/км и ниже [2, 16, 18]. Индейцы составляют большинство населения. Температура региона в течение всего года не менее 27С. Речное судоходство здесь является основным способом транспортной коммуникации между населенными пунктами. Для этого региона, так же характерно обеспечение электроэнергией дизельными электростанциями в течение четырех часов в сутют, и поэтому уровень обеспечения электроэнергией а также соцобеспечение низкое (1-7%), за исключением административных центров департаментов Араука, Касанарэ и Мета, которые подключены к объединенной энергетической системе ЛІШИЯМІІ передач с напряжением в 1 ЮкВ [2, 12].
Электрическая нагрузка в Тихоокеанском регионе и ее особенности
Для надёжного обеспечения электрической энергией в соответствии с темпами роста страны необходима оценка технического и экономического потенциала энергоисточников. Многочисленные организации анализируют степень использования и перспективы развития электроэнергетики в мире. Общим выводом является: потребление электроэнергии зависит от ВВП каждой страны или региона и одновременно от тенденций в изменении экономики. По наблюдениям этих организаций рост установленной мощности электростанций в мире с 1995г. по 1999г. составил 2,1%. В Колумбии рост выработки электроэнергии за этот же период снизился до 0,4% из-за рационального использования электроэнергии и массового применения газа в качестве источника тепла. Однако рост установленной мощности электростанции Колумбии за этот период превысил международный уровень за счет строительства ГЭС мощностью 344МВт (см. табл. 1.7). В тоже время, за этот период рост потребления электроэнергии на душу населения составил 0,5% в мире и 3,13% в Колумбии. Эти цифры показывают, что Колумбия сегодня интенсивно развивается и поэтому ей постоянно требуются новые источники электроэнергии, способные покрывать рост нагрузок, соблюдая при этом международные экологические стандарты [13, 15]. В табл. 1.7 и 1.8 представлены данные выработки электрической энергии и установленной мощности электричесюгх станций в мире и в Колумбин[13, 15]. В табл. 1.9 приведены данные по установленной мощности на душу населения в міфе и в Колумбии.
В то время как в мире установленная мощность электрических станций за этот период выросла на 269085 МВт (1,8 %/год), в Колумбии выросла на 2201 МВт (примерно на 4,4% в год) за счет строительства малых ГЭС и ГТУ комбинированного цикла [13, 15]. Наряду с этим в мире за этот период установленная мощность на душу населения росла на 10 Вт/чел (0,4 %), в Колумбии росла на 34 Вт/чел (2,6 %). Эти цифры показывают что, Колумбия интенсивно развивается и постоянно требует новых источников электроэнергии, способных перекрывать будущие нагрузки, соблюдая международные экологические сгаїщартьі [13,15].
Министерство энергетики Колумбіт производит ежегодные расчеты по прогнозу потребления электроэнергии (по мощности и по энергии), при этом учитывается соответствующий индекс роста ВВГГ. В связи с тем, что экономика Колумбии во многом зависит от ситуации на внешних рынках, прогноз производится как на случай возможного максимального роста потребления, так и минимального. Так, например, пределы по мощности к 2010г. находятся в диапазоне от 328,8 до 557,3 Мігг/год и по выработке от 2124,1 до 3572,5Гвт-ч/год [13]. В табл. 1.9. и 1.10. представлены прогнозы роста электроэнергетики по мощности и по энерпт для трех сценариев (оптимистический, ожидаемый и пессимистический). Энергетический план включает также проекты или очередной этап строительства новых электростанций, их дату подключения к общей энергосети для обеспечения растущих потребностей экономики страны. В соответствии с данными на рис. 1.10, прирост потребления электроэнергии планируется удовлетворить в основном за счет ГЭС без регулирования. Эти ГЭС не требуют большого капитального вложения и срок их окупаемости составляет примерно 5 -6 лет. В приложении 1 представлены все новые проекты, которые должны быть реализованы к 2015г [12, 13].
Анализ современных методов расчета валового ГЭП малой гидроэнергетики и возможности их применения в Тихоокеанском Регионе
В результате реформы Конституции Колумбии, была создана новая структура электроэнергетического сектора, в которой государство должно гарантировать обеспечение электроснабжения всей страны за счет регулирования электроэнергии в ОЭС и организации фирм для электроснабжения изолированных регионов [5, 40].
Для организации фирм электроснабжения в изолированных регионах была применена методика, учитывающая социально-экономические характеристики региона, разработана Университетом дел Балье, на основе метода математических экспертных оценок. Такая методика включала четыре модуля (социальный, экономический, юридический и энергетический) и была опробована в муниципалитетах Гуапи (Каука) и Баиа Солано (Чоко). В них методика доказала свою достоверность и целесообразность ее применения в других проектах [24, 25, 26]. В частности при опробовании методики в Тихоокеанском регионе, так же определялись социально - экономические характеристики этого региона.
В Тихоокеанском регионе расположено 29 муниципалитетов, из них 25 являются изолированными от ОЭС. В них находится 161 поселок, не подключенный к ОЭС, 25 из них являются административными центрами. На рис. 2.3 и 2.4. показаны эти муниципалитеты [24,25, 26].
Распорядок дня местного населения характеризуется следующим: люди обычно встают с восходом солнца (5 часов утра), готовят завтрак до 7 часов, потом они идут на работу (сельское хозяйство или экологический туризм). Трудовая деятельность может длиться до 17 часов - это время в которое включают ДЭС. С этого момента времени население ужинает и отдыхает до 21 часа (время в которое отключают ДЭС), после чего ложится спать до 5 утра [24, 25, 26]. В итоге сутки делятся на следующие периоды: Сон: с 21 часов до 5 утра. Завтрак: с 5 часов до 7 утра. Обед: с 11 часов до 13 часов. Ужин и отдых: с 17 часов до 21 часов (работа ДЭС). Рабочее время: с 7 утра до 17 часов. Население живет в трех типах деревянных домов: Первому типу характерны: Зал, одна комната и туалет. В них живет 20 % всего населения. Второму типу характерны: Зал, кухня, две комнаты и туалет. В них живет 70 % всего населения. Третьему типу характерны: Зал, кухня, три комнаты и туалет. В них живет 10 % всего населения.
Обеспеченность населения электроприборами согласно социально экономическим характеристикам Тихоокеанского района: Холодильник, 30 % всего населения. Соковыжималка, 40 % всего населения. Телевизор, 15 % всего населения. Магнитофон, 40 % всего населения. Вентилятор, 3 0 % всего населения. Швейная машина, 5 % всего населения. Утюг, 5 % всего населения.
В Тихоокеанском регионе Министерство окружающей среды внимательно следит за экологическим влиянием отраслей: дерево-отработка, рыболовство и экологический туризм. На этой основе оно дает следующие ограничения каждому поселку по отраслям : Деревообработка - максимальная мощность 15 кВт. Рыбообработка - максимальная мощность 5 кВт. Ледник - максимальная мощность 4 кВт.. Гостиницы - максимальная мощность 6 кВт.
В районе характерны следующие средние мощности общественных услуг и разных организаций: Водоснабжение (гравитационное) - установленная мощность 5 кВт. Радиосвязь - установленная мощность 2 кВт. Здравоохранение - установленная мощность 15 кВт. Образование - установленная мощность 4 кВт. Местные власти - установленная мощность 3 кВт. Церковь - установленная мощность 1 кВт. Другие организации - установленная мощность 1,5 кВт Кафе - установленная мощность 1,5 кВт. Ресторан - установленная мощность 2 кВт. Магазин - установленная мощность 2 кВт. В настоящее время в муниципалитете Баиа Солано построена МГЭС мощностью 1,8 МВт и в Муниципалитете Гуапи проектируется строительство ГЭС мощностью 16 МВт [5,40].
Определение электрической нагрузки в этих районах возможно с помощью метода аналогии, когда за основу берутся средние электроэнергетические показатели потребления на человека в районе, обеспеченном электроэнергией и имеющего такие же социально-экономические характеристики: Умножая эти показатели на количество населения в поселке и проектируя на срок эксплуатации электростанции определяются требуемая мощность и электроэнергия данного поселка к концу периода эксплуатации. Таким же образом определяется электрическая нагрузка в промышленных отраслях и общественных услугах. Однако; оценка электрической нагрузки по методу аналогии является приближенной, так как в нем не учтены графики нагрузки, рост энергопотребления в каждом секторе (бытовой, сельское хозяйство, коммерческие точки и общественные услуги), а также не учитываются социально-экономические характеристики этих районов [23].
Специфика организации электроснабжения в Тихоокеанском регионе
В настоящее время изученный валовой гидроэнергетический потенциал рек Зелии составляет 26611 ТВт-ч/год, нз них около 7450 ТВт-ч/год, или около 28 % валового потенциала, по оценкам Мировой энергетической конференции (МИРЭК), является экономическим [30]. Однако создание плотин больших ГЭС вносит существенные изменения в окружающую среду. Такой недостаток в пщроэнергетике существенно снижается с применением так называемых малых гидроэлектрических станций (МГЭС), которые не затапливают большие площади, проще в строительстве и хорошо подходят для установки серийного оборудования, что дает возможность их массового применения. МГЭС с экологической точки зрения мало влияют на окружающую среду [77]. Поэтому они могут строиться как на малых, так и на средних и больших реках, при частичном использовании их стока, и одновременно сооружаться на разных водохозяйственных объектах таких как каналы, водоводы и т.п.
В настоящее время в мире не существует единого мнения по определению малой гидроэнергетики. Предлагаются классификации по различным параметрам, таким как: мощность, напор, режим работы, степень автоматизации и др. В некоторых странах верхняя граница мощности малых ГЭС принимается от 1,5 до 30 МВт. Наиболее часто к малым ГЭС относят ГЭС, мощность которых не превышает 5 МВт (Австрия, Индия, Испания, Канада, Франция, Германия и др.). В некоторых странах малыми называют ГЭС мощностыо до 2 МВт (Италия, Норвегия, Швейцария, Швеция). ЮНИДО (комитет ООН по промышленному развитию) относит к категории малых ГЭС мощностыо до 5 МВт. В странах Юго-Восточной Азии, по предложению КНР, к малым относят ГЭС, имеющие установленную мощность менее 12 МВт или оборудованные агрегатами с единичной мощностью до б МВт. Энергетическая организация латиноамериканских стран (ОЛАДЕ) пользуется классификацией, по которой к малым относят ГЭС мощностью до 10 МВт [31, 32]. В России к малой підрознергетнке относятся ГЭС с установленной мощностыо до 30 МВт, с установленной мощностью агрегата до 10 МВт и диаметром рабочего колеса традиционных видов гидротурбин до 3 м (см. табл. 3.1) [36,37].
Многообразие классификаций МГЭС вызвано в каждой стране разными факторами: различием природных условий, уровнем развития энергетического хозяйства страны и др. Характерный пример отношения к критериям классификации дали США, где принимались и принимаются меры для стимулирования государством развития малой гидроэнергетики. Здесь дважды законодательно изменялось ограничение по предельной мощности малых ГЭС: первоначально к малым относили ГЭС мощностыо до 5 МВт, затем этот предел был увеличен до 13 МВт, а в 1980 г. максимальная мощность малых ГЭС была ограничена 30 МВт [36, 37].
В Колумбии не существует определения «Малой гидроэнергетики», есть понятие «Малые Электрические Станции», к которым относятся все электрические станции мощностью менее 10 МВт [IS].
Такая многообразная классификация понятия малой гидроэнергетики чрезвычайно осложняет решение задачи расчета всех видов гидроэнергетического потенциала, так как параметры МГЭС, необходимые для определению валового, технического и экономического потенциалов, в каждой стране разные (см. табл. 3.1). Еолее того, локальность действия малой гидроэнергетики и непосредственная связь ее мощности с мощностью потребителя электроэнергии определяет особенности проектирования МГЭС [73г 74], Это означает, что в качестве основного критерия при проектировании МГЭС в конкретных регионах, целесообразно рассматривать требования местного потребителя электроэнергии с учетом социально - экологических ограничений [70, 75]. В этом есть еще одно отличие малой от большой гидроэнергетики, где проектирование осуществляется исходя из оптимального использования потенциальной энергии водотока [63, 65, 68].
Подводя итог сказанному, можно сделать вывод о том, что освоение МГЭС и интенсификация исследований в этом направлении являются актуальными во всем мире. В связи с этим, окончательный вывод об обосновании использования МГЭС в конкретных регионах может быть сделан только на основании комплексного анализа социально — экологических и технико-экономических факторов. При этом выбор методики расчета гидроэнергетического валового и технико-экологического потенциала во многом определяется видом располагаемой исходной информации.
