Статья посвящена применению оболочковых конструкций из композитных материалов для создания микро- и малых гидроэлектростанций, позволяющих увеличить использование гидропотенциала малых рек. Авторы предлагают плотинные и деривационные схемы на основе оболочковых конструкций, которые могут снизить негативные воздействия на экосистемы и сократить капитальные затраты. Приведены результаты численного моделирования и экспериментальных исследований рукавных и деривационных микроГЭС. Рассмотрены различные типы турбин и предложены методы многокритериальной оптимизации проектирования.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Строительство
Энергетическая стратегия Российской Федерации до 2035 г. предусматривает совершенствование механизмов стимулирования развития возобновляемой энергетики на среднесрочную и долгосрочную перспективы. Немаловажный вклад в нее вносит малая гидроэнергетика, суммарная мощность которой может быть увеличена до 1,2 ГВт [1].
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Распоряжение Правительства РФ от 09.06.2020 N 1523-р (ред. от 28.02.2024) “Об утверждении Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года”.
2. Кашарин Д.В. Композитные оболочковые конструкции для инженерной защиты инфраструктуры водного транспорта // Сб. мат. науч.-практ. конференции “Развитие объектов инфраструктуры водного транспорта” (30.01.2026) / под ред. К.П. Моргунова. СПб.: ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2026. С. 362. ISBN: 978-5-9509-0756-2
3. Renata Archetti. Micro hydroelectric power. Feasibility of a domestic plant. 2011 International Conference on Green Buildings and Sustainable Cities. Bologna, Italy. Procedia Engineering. 2011. Vol. 21. P. 8-15.
4. Paish O. Small hydro power: technology and current status. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2002. Vol. 6(6). P. 537-556. DOI: 10.1016/S1364-0321(02)00006-0
5. Kaunda C.S., Kimambo C.Z., Nielsen T.K. Hydropower in the context of sustainable energy supply: A review of technologies and challenges. Renewable Energy. 2012. Vol. 41. P. 377-385. DOI: 10.1016/j.renene.2011.10.035
6. Müller G., Senior J. Simplified theory of Archimedean screws. Journal of Hy- draulic Research. 2009; 47(5):666–669. DOI: 10.3826/jhr.2009.3478.
7. Quaranta E., Revelli R. Gravity water wheels as a micro hydropower energy source: A review. Journal of Cleaner Production. 2018;205:108–120. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.08.327.
8. Brekke H. Performance and safety of small hydropower plants. Energy Proce- dia. 2015; 87:182–189. DOI: 10.1016/j.egypro.2015.12.381.
9. Girod B., Stucki M., Gensch T., et al. Environmental impacts of hydropower. International Journal of Life Cycle Assessment. 2012;17:876–884. DOI: 10.1007/s11367-012-0423-0.
10. Krasnogorskaya N.N., Nafikova E.V., Belozerova E.A., Tunakova Yu.A., Kuznetsova O.N. The use of small hydropower as an environmentally friendly and ener- gy-efficient alternative energy source. Bulletin of the Technological University. 2015;18(8):234–236. (In Russ.).
11. Kasharin D.V. Mobile hydropower structures made of composite materials. Land Reclamation and Water Management. 2007;4:45–46. (In Russ.).
12. Kasharin D.V., Godin M.A. Substantiation of composite material structures for the construction of small and micro hydropower plants in small watercourses. SOK. 2019;10:80–85. URL: https://www.c-o-k.ru/articles/obosnovanie-konstrukciy-iz-kompozitnyh materialov-dlya-sozdaniya-malyh-i-mikroges-v-usloviyah-malyh-vodotokov/. (In Russ.).
13. Kasharin D.V., Godin M.A. Patent RF. No. 2413050. publ. 27.02.2011. Bul-letin No.6. Mobile Sleeve-Type Hydropower Structure. (In Russ.).
14. Kasharin D.V., Godin P.A. Patent RF No. 2378451. publ. 10.01.2009 Bulletin No.1. Reusable Mobile Hydropower Structure (variants). (In Russ.).
15. Kasharin D.V. Protective engineering structures made of composite materials in water management construction. Novocherkassk. Politekhnik Publishing House. 2012. 323 p. (In Russ.).
16. Kasharin D.V., Kasharina T.P., Godin P.A., Godin M.A. Use of composite material pipelines for mobile derivation hydropower plants. Hydrotechnical Construc-tion. 2014;10:32–37. (In Russ.).
17. Analysis of existing technical solutions, technologies and design provisions for decentralized and backup water and energy supply for recreation facilities in the southern region of the Russian Federation [Text]: research report (intermediate stage No.3). Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education South-Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov; supervisor: Kasharin D.V. Novocherkassk. 2018. 595 p. No. 13.1236.2017/Pch. (In Russ.).
Выпуск
Другие статьи выпуска
Статья посвящена применению цифровых технологий мониторинга (датчиков, SCADA-систем и цифровых двойников) для повышения эффективности и надёжности работы градирен на ТЭС и АЭС. Рассматриваются преимущества цифровизации по сравнению с традиционными методами контроля, приводятся примеры реализации в отечественной и зарубежной практике, а также анализируются основные проблемы и перспективы внедрения.
Статья посвящена вопросу развития эксплуатируемых хвостохранилищ после достижения проектных отметок наращивания. В ней приводятся результаты обоснования, аргументированы и предложены варианты дальнейшего развития существующего хвосто-хранилища с учетом повышения надежности ГТС, а также возникающих проблем при дальнейшем наращивании и эксплуатации хвостового хозяйства. Сделаны выводы о целесообразности и эффективности каждого рассматриваемого варианта развития.
Рассматривается подбор оптимальной конструкции носков-трамплинов путем проведения исследований на физической модели. В проводимых исследованиях рассматриваются две конструкции носков-трамплинов. Каждый из этих вариантов имеет свои конструктивные особенности, влияющие на параметры потока. В данных исследованиях на физических моделях изучались такие параметры, как дальность отброса струи, удельный расход, глубина воды в яме размыва и глубина самого размыва (относительно отметки дна). По результатам проведено сравнение данных отброшенной струи, полученных теоретическим и экспериментальным путем. С помощью графической интерпретации результатов размывов был выбран наиболее эффективный тип конструкции.
В статье приведены результаты исследований на физической модели вертикального вихревого водосброса при установке регулируемого дроссельного отверстия (РДО) в виде затворов, частично перекрывающих выходное сечение дросселя. Определено влияние геометрических параметров выходного туннеля на наполнение шахты, пьезометрические напоры и гашение энергии в кольцевом прыжке. Сделан вывод о том, что использование РДО требует сложной системы управления ее плоскими затворами, которая должна быть полностью увязана с приточными расходами.
Проведен комплексный анализ факторов деградации бетона гидротехнических сооружений. На основе систематизации литературных данных деструктивные процессы классифицированы на физические, химические и биологические. Детально рассмотрены их механизмы, включая циклы замораживания-оттаивания, кавитацию, сульфатную коррозию и биоповреждения. Особое внимание уделено синергетическому эффекту от совместного воздействия разнородных факторов, который значительно ускоряет снижение прочности и долговечности бетона. Установлено, что ключевым звеном разрушения является прогрессирующее микроструктурное повреждение цементного камня.
Рассмотрены различные сценарии старения бетонных плотин и их подземного контура. Оценку развития сценариев старения бетона предлагается производить по характеру изменения коэффициента линейного расширения замороженного бетона (КЛР), который является одним из показателей качества бетона. На примере плотины Братской ГЭС были произведены вычисления КЛР различными методами. Кроме того, решена задача сравнения отечественных и зарубежных стандартов, с тем чтобы установить наиболее требовательные подходы, регламентирующие устойчивость бетонных плотин. Расчеты устойчивости выполнялись на примере гравитационной плотины Шон Ла (Вьетнам). Сравнение стандартов разных стран производилось путем введения параметра, представляющего собой отношение расчетного коэффициента запаса устойчивости к нормативному.
Статья посвящена проблеме определения в натурных условиях эксплуатируемых сооружений физико-механических характеристик бетона крупногабаритных монолит-ных и сборных железобетонных конструкций с помощью классических методов неразрушающего контроля. Показана реальная сложность получения корректной информации при выполнении наиболее часто используемых инструментальных операций. Рекомендуется пересмотр существующей нормативной документации и разработка методик и современной аппаратуры с учѐтом реальных условий исследований бетона действующих сооружений.
Рассматриваются проблемы гидроизоляции кабельных проходок в железобетонном канале гребня плотины Зейской ГЭС. Проведен анализ конструктивных особенностей плотины, условий эксплуатации и возможных причин протечек через кабельные проходки. Разработана технология гидроизоляции с использованием материала, применяемого при эксплуатации железных дорог − двухкомпонентной полиуретановой мастики «ВиброКрон 250». Предложенная технология включает создание специальной конструкции кабельной проходки с устройством штрабы и металлической гильзы, обеспечивающей возможность вибрационного воздействия при заливке мастики. Разработанное техническое решение и освещѐнные в настоящей статье сложности проведения ремонтных работ будет полезно учесть при определении целесообразности дорогостоящих капитальных вложений на других объектах гидроэнергетики со схожими конструктивными особенностями и при проектировании новых объектов и учѐте ремонтопригодности подобных конструкций.
Целью работы является анализ существующих проблем исследования мерзлотных массивов, способов оценки их состояния и прогноза изменения в период строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений, а также пути решения имеющихся проблем. Проанализированы способы оценки состояния расположенных в криолитозоне сооружений, выявлены основные управляющие воздействия для грунтов, используемых в мерзлом или талом/оттаивающем состояниях. По результатам выполненного анализа сделаны выводы о необходимости усовершенствования существующей нормативно-методической базы в части проектирования комплексных систем криомониторинга, а также необходимости разработки норм и правил для выполнения теплотехнических расчетов.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- ВНИИГ ИМ.Б.Е.ВЕДЕНЕЕВА
- Регион
- Россия, Санкт-Петербург
- Почтовый адрес
- 195220, г Санкт-Петербург, Калининский р-н, ул Гжатская, д 21
- Юр. адрес
- 195220, г Санкт-Петербург, Калининский р-н, ул Гжатская, д 21
- ФИО
- Штильман Владимир Борисович (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- vniig@vniig.ru
- Контактный телефон
- +7 (812) 5355445