Саяно-Шушенская ГЭС - Саяно-Шушенская ГЭС — источник дешевой и массовой электроэнергии

Будущее Саянского территориально-производственного комплекса во многом зависит от его энергетической базы —Саяно-Шушенской ГЭС — источника дешевой и массовой электроэнергии.
Саяно-Шушенская ГЭС расположена в верхнем течении Енисея, на 550 км выше первенца енисейского каскада — Красноярской ГЭС, на юге Красноярского края, в саянском коридоре.  В районе створа основных сооружений долина реки имеет характер каньона с крутыми берегами, возвышающимися над уровнем воды на 800-900 м. Ширина долины на уровне поймы 360 м.
Верхний Енисей питается за ,счет снеговых и дождевых вод, причем больший объем падает на талые (снеговые) воды. Расходы реки отличаются большой неравномерностью. Весной и летом при таянии снега и ледников расходы повышаются до 10 000-12 000 м³ / с, а в зимнюю межень они снижаются до 200-300 м³/с. Среднемноголетний расход в створе 1480 м³/с. Максимальный расход половодья, принятый за расчетный, равный 25 000 м³/с, может повториться один раз в десять тысяч лет.
Немало было споров, предложений, вариантов, которые вылились в существующие ныне схему и состав  сооружений гидроузла.
Водохранилище Саяно-Шушенской ГЭС создается бетонной плотиной арочно-гравитационного типа длиной по гребню 1066 м. У подножия плотины в левобережной части русла находится здание гидроэлектростанции со служебно-технологическим корпусом. Открытое распределительное устройство 500 кВ размещается в 1,2 км ниже створа гидроузла в долине левобережного притока Енисея р. Карловой.
На гидроэлектростанции устанавливается 10 гидроагрегатов мощностью 640 МВт, причем в первую очередь будет установлено восемь.
Саяно-Шушенская ГЭС — самая мощная гидроэлектростанция Советского Союза. По мощности установленных на ней гидрогенераторов с водяным охлаждением она занимает одно из первых мест в мире.
Выработка электроэнергии Саяно-Шушенской ГЭС составит в среднем за год 23,3 млрд.кВт· ч при чрезвычайно низкой себестоимости — 0,064 коп/ (кВт· ч).
Высокая водность реки и благоприятные инженерно-геологические условия строительства позволили создать на гидроузле высокий напор с расчетным значением 194 м и предопределили получение большого количества дешевой электроэнергии.
Объем Саянского водохранилища 31,3 млрд.м³, а полезный объем при глубине сработки 40 м — 15,3 млрд. м³ .
Площадь зеркала водохранилища составляет 621,0 км²· Подпор от плотины распространяется вверх по течению реки на 320 км и выклинивается несколько ниже г. Кызыл.
Роль создаваемого водохранилища чрезвычайно велика. Водохранилище позволяет привести энергоотдачу электростанции в соответствие с режимом электропотребления энерго,системы. Оно выравнивает естественную годовую неравномерность стока реки, а также обеспечивает возможность размещения на гидроэлектростанции режимной мощности. Эта мощность используется для покрытия полупиковых и пиковых нагрузок энергосистемы. Она же выполняет функции аварийного резерва, а также участвует в регулировании частоты тока. Большая полезная емкость водохранилища дает возможность гидроэлектростанции работать длительное время в исключительных ситуациях с максимальной мощностью.  Это особо ценно в условиях сибирского климата. При внезапно наступающих сильных морозах могут возникнуть затруднения с топливоснабжением. В таких случаях за счет временной усиленной сработки водохранилища Саяно-Шушенская гидроэлектростанция сможет компенсировать недовыработку электроэнергии на тепловых электростанциях.
Сработка только одного метра призмы водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС позволяет получить дополнительно около 200 млн.кВт· ч электроэнергии. Таким образом, роль Саяно-Шушенокой ГЭС как крупного источника резервной энергии неоценима. Саяно-Шушенская ГЭС имеет исключительно важное значение для повышения надежности электроснабжения, что особо важно для региона страны с крупными энергоемкими предприятиями, на которых технологические процессы не допускают значительных ограничений или полного прекращения подачи электроэнергии.
Действующие, строящиеся и проектируемые гидроэлектростанции Ангаро-Енисейского каскада в будущем станут источником электроснабжения европейской части страны. В основе экономической целесообразности передачи сибирской электроэнергии лежат исключительно благоприятные технико-экономические показатели гидроэлектростанций Ангаро-Енисейского каскада, выгодно отличающиеся от технико-экономических показателей гидроэлектростанций, строящихся в других районах СССР.
Сопоставим некоторые технико-экономические показатели крупнейших каскадов гидроэлектростанций Советского Союза. Удельные капиталовложения на 1 кВт мощности гидроэлектростанций Ангаро-Енисейского каскада в 2, 1 раза меньше, чем на гидроэлектростанциях Волжско-Камского каскада и в 1,8 — Днепровского, Днестровского и Неманского каскадов. Себестоимость электроэнергии на Волжско-Камском в 4 раза, Днестровском и Неманском в 4,6 раза, а на Днепровском каскаде в 5,4 раза выше себестоимости ее на гидроэлектростанциях Ангаро-Енисейского каскада.
Один из источников снижения капитальных затрат и удешевления вырабатываемой электроэнергии на гидроэлектростанциях — строительство мощных гидроэлектростанций и укрупнение гидроэнергетического оборудования. Саяно-Шушенская ГЭС — характерный пример претворения в жизнь одного из основных направлений развития отечественной гидроэнергетики.
Саяно-Шушенский гидроузел также будет способствовать получению народнохозяйственного эффекта и в других отраслях. В частности, создаются условия для транспортного освоения верхнего Енисея в Тувинской АССР.
Взаимосвязь неэнергетических участников комплекса и гидроэнергетики неразрывна. Санитарные попуски воды Саяно-Шушенской ГЭС должны обеспечить соответствующий нормам водообмен и необходимые уровни воды в нижнем бьефе гидроузла. Чтобы удовлетворить эти требования, гидроэлектростанция должна работать круглосуточно и осуществлять большие базисные попуски как в летний, так и в зимний периоды. Но гидроэлектростанцию целесообразно останавливать во время наименьшего потребления электроэнергии в ночные часы.
Как удовлетворить интересы неэнергетичес,ких участников комплекса, соблюдая оптимальный режим работы Саяно-Шушенской ГЭС? И решение проблемы было найдено: для снятия режимных ограничений предусмотрели создание еще одного гидроузла — ниже по течению реки, на расстоянии 21,5 км. Это низконапорный Майнский контррегулирующий гидроузел с гидроэлектростанцией мощностью 320 МВт. Подпор от Майнской плотины распространяется до Саяно-Шушенской ГЭС. Полезный объем Майнского водохранилища составит около 71 млн. м³, что позволяет обеспечить перераспределение поступающих с Саяно-Шушенской ГЭС в Енисей расходов воды. Зимой в дневные часы, когда Саяно-Шушенская ГЭС работает, покрывая пики нагрузок в энергосистеме, Майнский гидроузел часть воды аккумулирует в водохранилище. В ночные часы потребность в электроэнергии падает. Саяно-Шушенская ГЭС останавливается. Тут и проявляется роль Майнского гидроузла. Он сливает ночью накопленную воду, поддерживая такой же, как и днем, попуск в нижний бьеф. Таким образом, обеспечиваются интересы и энергетики и неэнергетических водопользователей.
Саянское водохранилище существенно повлияет на режим работы Красноярского водохранилища, полезный объем которого в 30,4 км³ можно будет в значительной мере использовать для многолетнего регулирования, так как годичное будет выполняться Саянским. Это повысит энергоотдачу нижележащей Красноярской ГЭС.
Темпы строительства Саяно-Шушенской ГЭС высокие. Естественно, важно начать вырабатывать электроэнергию как можно быстрее, не дожидаясь конца строительства. Было решено вводить первые гидроагрегаты во временную эксплуатацию при частично построенной плотине на пониженном напоре. Он составляет около 30% среднего напора при постоянной эксплуатации гидроэлектростанции.
Поэтапный ввод гидроагрегатов во время строительства стал типичным для крупного гидроэнергостроительства в нашей стране. Более совершенное оборудование, детальное изучение условий работы этого оборудования и сооружений в различные периоды строительства и эксплуатации сделали возможным опережающий ввод гидроагрегатов.
Реализация опережающего ввода требует дополнительных затрат, которые на Саяно-Шушенской ГЭС оценены в 3,9 млн. руб. Затраты окупаются эффектом от получения дополнительной выработки электроэнергии. По сравнению с вариантом пуска гидроэлектростанции при проектных напорах дополнительная выработка энергии достигнет 20 млрд. кВт-ч (при этом учтена недовыработка электроэнергии на Красноярской ГЭС из-за отъема стока на заполнение Саяно-Шушенского водохранилища). Полученная дополнительная электроэнергия на Енисейском каскаде позволит сэкономить 6,6 млн. т условного топлива.
Таким образом, при затратах около 4 млн. руб. народнохозяйственный эффект составит около 40 млн. руб! Цифры четко говорят в пользу принятого на Саяно-Шушенской ГЭС опережающего ввода гидроагрегатов в процессе строительства.
Саяно-Шушенская ГЭС высокоэффективна: удельные капиталовложения на 1 кВт установленной мощности - 166 руб.; себестоимость 1 кВт·ч выработанной электроэнергии - 0,064 коп.
Сопоставление расчетных затрат по Саяно-Шушенской ГЭС с затратами по заменяемой тепловой электростанции свидетельствует о ее высокой экономической эффективности. Срок окупаемости дополнительных капиталовложений в Саяно-Шушенскую ГЭС по сравнению с заменяемой тепловой электростанцией составляет 3,5 года.