Как работает бразильская ГЭС

Гидроэлектростанция Итайпу расположена на реке Парана на границе Бразилии и Парагвая в 20 километрах выше устья реки Игуасу и «тройного города» Пуэрто-Игуасу – Фос-ду-Игуасу – Сьюдад-дель-Эсте. Итайпу – одна из двух крупнейших ГЭС мира: вторая по мощности – 14ГВт (она уступила пальму первенства после открытия в 2007 году ГЭС «Сансья» на Янцзы мощностью 22,5ГВт) и первая по годовой выработке электроэнергии — по этому показателю (98300 млн.квт.ч) она чуть опережает китайскую станцию за счёт более равномерного гидрологического режима Параны по сравнению с Янцзы. Для сравнения, мощность и годовая выработка некоторых наших известных ГЭС следующие: Саяно-Шушенская – 6,4ГВт и 23500 млн.квт.ч; Красноярская – соответственно 6,0 и 20400, Братская – 4,5 и 22600, Волжская – 2,58 и 11100.

Разумеется, как человек, с детства интересующийся реками и гидроэнергетикой, я знал про ГЭС Итайпу, однако изначально она в мои планы не входила. Но в Игуасу у меня было два полных дня и, посмотрев в первый из них водопады и выполнив «обязательную» программу, пришло время задуматься уже над программой «произвольной». Так совершенно случайно и возник этот энтузиастский экспромт. Ещё вечером, любуясь ночной Параной и увидев вдалеке на самом-самом горизонте длинную цепочку огней гигантской плотины, подумалось, что было бы неплохо туда съездить. А зайдя на официальный сайт ГЭС, я и вовсе загорелся идеей сгонять на денёк через границу в Бразилию – оказывается, при второй в мире ГЭС Итайпу действует туристический центр и на плотину свободно водят экскурсии! Думаю, для ГЭС такого масштаба это полнейший эксклюзив! Побывать на действующей ГЭС – это же места детства!

Идея совершить марш-бросок в Бразилию охватила меня, а свои окончательные очертания вылазка приобрела утром второго дня, когда возле гостиницы я совершенно случайно встретил одного таксиста по имени Оскар – отличный мужик оказался и без проблем согласился отвезти меня в Бразилию на ГЭС, подождать там полдня, а потом вечером вернуться назад в Аргентину. Я бы конечно и сам во всём разобрался, но надо признать, Оскар здорово помог мне – и быстро за 30 секунд объясниться на аргентинско-бразильской границе, и оперативно разыскать обменник в суетливом бразильском городе, и просто очень приятный общительный человек оказался. Единственный минус — ни слова не знает по-английски: приходилось общаться на немыслимом языке мимики, жестов, ассоциаций, каких-то общих интернациональных слов, а пару раз – посредством рисования наглядных картинок в моём блокноте. :)

ГЭС Итайпу находится в 20 километрах от «тройного города» на границе Бразилии и Парагвая. Работы по проектированию и подготовительный этап строительства начались в 1971 году, основной этап строительных работ выполнялся в 1978 – 1982 годах, русло реки было перекрыто 13 октября 1982 года, после чего с 1984 по 1991 годы последовательно были введены в строй 18 генераторов мощностью по 700 МВт. А относительно недавно, в 2007 году, мощность станции была ещё увеличена путем введения в эксплуатацию двух дополнительных генераторов. Итайпу сооружалась совместно Бразилией и Парагваем, эксплуатируется она также совместно двумя странами, для чего в 1973 году была создана специальная компания «Итайпу Бинасионал». ГЭС Итайпу играет колоссальную роль в экономике и энергетике двух стран, обеспечивая в среднем 17% полной потребности в электроэнергии Бразилии и 73% всей электроэнергии Парагвая. Добываемая ГЭС электроэнергия делится между двумя странами ровно поровну (10 генераторов бразильские, 10 – парагвайские), но поскольку количество добываемой парагвайской стороной энергии значительно превышает потребности этой небольшой страны, то значительная часть «парагвайской» электроэнергии непосредственно с ГЭС идёт на экспорт в Бразилию, по специальным ЛЭП в район Сан-Паулу и Рио-де-Жанейро. Таким образом, Бразилия использует полностью свою половину электроэнергии, вырабатываемой Итайпу, плюс дополнительно покупает часть «лишней» электроэнергии Парагвая.

Граница между Бразилией и Парагваем проходит по фарватеру Параны и соответственно ровно посередине бетонной плотины ГЭС – таким образом, весь громадный комплекс гидротехнических сооружений Итайпу примерно поровну находится на территории этих двух стран. Для удобства и свободного перемещения по самой станции, территория гидроузла является специальной двусторонней трансграничной зоной, внутри которой можно свободно перемещаться без каких-либо дополнительных пограничных формальностей как по бразильской, так и по парагвайской части гидроузла. А на въезде на территорию ГЭС, как на бразильском, так и на парагвайском берегу, действуют туристические центры, организующие разные экскурсии на плотину. ГЭС Итайпу, помимо своих основных функций, превращена в крупную туристическую и рекреационную зону – тут есть и несколько парков, и центр дикой природы, и экомузей, и современный астрономический центр, и многочисленные сувенирные магазины и кафе. Разумеется, всё это не означает, что по расположенной сразу в двух странах одной из крупнейших ГЭС мира можно свободно и вседозволенно шляться – Итайпу одно из крупнейших инженерных сооружений мира и, естественно, серьёзно охраняется, а туристические группы по ГЭС ходят строго специальными маршрутами, в сопровождении гидов и на въезде на территорию станции проходят тщательный досмотр. На мой взгляд, Итайпу – замечательный образец не только инженерного искусства, но и того, как и чем можно и нужно привлекать туристов в страну, делая её более интересной, открытой и привлекательной.

1. Туристический центр на бразильском берегу. Тут можно легко приобрести билет на ГЭС. Это также можно без проблем сделать и по интернету на сайте Itaipu Binacional.

2. Туристам на Итайпу предлагается несколько вариантов маршрутов. Базовая обзорная экскурсия (Tourist Excursion) предусматривает посещение смотровых площадок, а также несколько остановок на самой плотине. Обзорная экскурсия на Итайпу осуществляется на вот таких больших двухэтажных автобусах.

Но есть и другой, ещё более интересный тур (Special Tour), выполняющийся пореже и меньшими группами. Эта экскурсия включает в себя помимо внешнего знакомства с плотиной, ещё и посещение внутренних помещений ГЭС – машинного зала, главного пункта управления станцией, осмотр турбин. Разумеется, именно на эту экскурсию я и купил билет.

3. Итайпу – это не просто вторая в мире ГЭС, обеспечивающая электроэнергией сразу две страны, но и огромный туристический комплекс, привлекающий путешественников со всего света.

4. Перед выездом на ГЭС туристы собираются в конференц-зале, где показывают короткий презентационный фильм про Итайпу. А в фойе туристического центра находится стенд, где приведено, сколько туристов из каждой страны мира посетило ГЭС за всю её историю. Начиная с 1977 года на Итайпу побывало 17 244 236 человек, в числе которых 8010615 бразильцев, 2505567 парагвайцев, 3679800 аргентинцев, 228992 американца, 243266 испанцев, 12819 поляков, 25028 австралийцев, 948 жителей Саудовской Аравии, 184 ливийца, 20 жителей Конго, 63 армянина, 10 азербайджанцев, 12 грузинов, 4 представителя Ватикана и 1 человек из солнечного Сомали. :)

5. Я не сразу нашёл в списке стран Россию, но как выяснилось, зря я заранее разволновался – просто наша страна на португальском языке начинается на букву «F». Что же, 8803 человека – вполне достойно впринципе.

6. Первая короткая остановка – на смотровой площадке напротив водосброса, сооруженного на правом, парагвайском берегу. По водосбросам в периоды паводков пропускаются излишки воды, которые не может пропустить ГЭС. Водосброс Итайпу рассчитан на поток с максимальным расходом 62200 куб.м/сек. Сейчас вода относительно невысокая и водосброс бездействует. Но когда он в работе – огромные струи воды, каждая по расходу воды сопоставимая с рекой Волгой, низвергающиеся со стометровой высоты, производят колоссальное впечатление.

7. Следующая остановка – на основной смотровой площадке, откуда открывается отличная панорама центральной части гидроузла и бетонной гравитационной плотины высотой 196 метров. Гравитационная плотина обеспечивает собственную устойчивость только за счет пропорциональной собственному колоссальному весу силы трения по основанию. В уменьшенном масштабе плотины гравитационного типа можно сравнить с большим кирпичом, положенным поперек ручья – только в данном случае роль «ручья» выполняет одна из крупнейших рек мира. Гравитационные ГЭС – одни из самых надежных и распространенных в мире – таковы ГЭС «Три Ущелья», Итайпу, наши Братская, Красноярская и пр.

8. Высота плотины ГЭС Итайпу – 196 метров (для сопоставления масштабов – высота монумента Победы «Ника» на Поклонной Горе – всего 141,8 м), ширина у основания – 400 м, а общая длина напорного фронта сооружений – 7235 м.

9.

10. Водосбросы.

11. Этот 150-метровый канал в скалах был сооружен на начальном этапе строительства ГЭС. В него на время перепустили всё русло реки, а в осушённом основном русле начали разрабатывать котлован и затем строить бетонную гравитационную плотину.

12. Административный корпус, в котором расположен центральный пункт управления станцией и ещё ряд инженерных помещений.

13. Само здание ГЭС на Итайпу совмещено с плотиной и находится в нижней её части на всю ширину станции. Вода подводится к 20 турбинам из водозаборов в верхней части плотины через 20 специальных напорных тоннелей длиной 142,2 и диаметром 10,5 м каждый. ГЭС такого типа называются приплотинными.

14. Возле главной смотровой площадки бразильского берега установлено красивое мозаичное панно и статуя какого-то причудливого электрического робота.

15.

16. Продолжаем экскурсию и направляемся непосредственно на ГЭС, поднимаясь на левобережную каменно-набросную плотину.

17. Следующая остановка – на гребне гидроэлектростанции. Взгляд с 200 метровой высоты на здание ГЭС, расположенное внизу за плотиной.

18. Освободившаяся от оков Парана убегает от ГЭС. Средний расход воды в реке в этом створе составляет порядка 11600 куб.м/сек, что в полтора раза больше, чем у Волги и примерно равно нашим Оби и Амуру.

19. Левобережные, бразильские, ЛЭП.

20. На гребне плотины…

21. Перемещающийся по верху здания ГЭС кран, обслуживающий бразильскую часть станции.

22. Общая панорама Итайпу – здание ГЭС, стоящее на нём административное здание и правобережные парагвайские напорные сооружения, ведущие к водосбросам.

23. Ещё одно фото на гребне, теперь у водохранилища.

24. Водохранилище, образованное Итайпу, относительно небольшое для ГЭС с таким напором (120 м) – длина 170 км, ширина 7-12 км, средняя площадь 1350 кв.км и объём 29 куб.км.

Дело в том, что выше ГЭС раньше располагался очень бурный участок реки с большим продольным уклоном русла. На этом участке располагалось множество порогов, а венцом каскада являлся водопад Гуайра (или, как его называли бразильцы, Сети-Кедас, «Семь каскадов»). Водопад Гуайра располагался в 140 километрах выше того места, где построена ГЭС Итайпу, был высотой 34 метра, а по среднему расходу воды являлся крупнейшим водопадом мира, превосходя Ниагарский в три раза. Это был очень красивый, широкий и мощный водопад, самый мощный в мире, но – его судьба была умереть. Водохранилище Итайпу заполнилось всего за две недели – с 13 по 27 октября 1982 года. Перед затоплением скалы, слагавшие водопад, были взорваны, а национальный парк Гуайра ликвидирован. В 1982 году десятки тысяч людей приезжали попрощаться с водопадом, и перед своей смертью Гуайра жестоко отомстил людям – один из подвесных мостов, с которых туристы любовались водопадом, оборвался, 82 человека упали в бурлящее ущелье и погибли.

25. Продолжаем обзор комплекса ГЭС с гребня плотины – на этом фото правобережные, парагвайские ЛЭП.

26. Покинув гребень плотины, направляемся на парагвайский берег, где делаем разворот и едем к нижней части станции. Нижняя дорога проходит по крыше здания ГЭС, примыкающего к плотине на всю её ширину. В здании ГЭС находятся 20 гидроагрегатов. Они сейчас глубоко под нами.

27. Спускающиеся с верхней части плотины 140-метровые водоводы производят колоссальное впечатление. Диаметр каждой из этих труб – 10,5 м.

28.

29.

30. Заходим в тело огромной бетонной гравитационной плотины. Плотины такого типа имеют колоссальный запас прочности и огромную массу – а для облегчения конструкции и уменьшения её стоимости получило широкое применение устройство пустот в теле ГЭС (классические примеры – Братская ГЭС и ГЭС Итайпу). Эти пустоты распространяются на всю высоту плотины с самого верха и до скального основания. Взгляд сверху вниз производит колоссальное впечатление – более 100 метров высоты, а глубоко внизу видно скальное основание, на котором стоит плотина.

31. Теперь направимся в административное здание, где со специального балкона посмотрим на святая святых – центральный пункт управления гидроэлектростанцией.

32. ГЭС Итайпу эксплуатируется совместно двумя странами – а центральный пункт управления находится ровно посередине плотины и ровно на границе Бразилии и Парагвая. Он состоит из бразильского пункта управления (дальний) и парагвайского пункта управления (ближний). Ровно посреди помещения находится стол дежурного супервайзера, который одновременно контролирует работу как бразильской, так и парагвайской частей ГЭС. А ровно посередине стола супервайзера проходит государственная граница двух стран – её отлично видно на фото – тонкая горизонтальная черная линия, прочерченная на полу посредине зала.

33. Парагвайский пункт управления…

34. Стол супервайзера, контролирующего работу обеих сторон и проходящая строго посреди него линия государственной границы Бразилии и Парагвая. Вот, правда, сам лысоватый супервайзер сидит не посередине стола, а на бразильской стороне – странно, что-то тут товарищи не доглядели. :))))

35. А это уже бразильский пункт управления и его руководитель за работой.

36. Взгляд с бразильской стороны.

37.

38. Туристы смотрят центральный пункт управления ГЭС со специального застеклённого балкона, а проходящая строго посреди него жёлтая двойная сплошная линия – правильно, государственная граница Бразилии и Парагвая. :)

39. В фойе административного здания ГЭС.

40. Здесь же, в фойе, представлены фотографии, наглядно показывающие основные этапы строительства Итайпу. Река Парана до начала строительных работ.

41. Возведение бокового канала в скалах.

42. Взрыв перегородок и перепуск основного русла реки в канал.

43. Возведение бетонной плотины и здания ГЭС в осушенном русле.

44. Перекрытие всего русла, заполнение водохранилища.

45. Памятная доска — в 2012 году Итайпу произвела 98 287 128 МВт.ч электричества. Это рекордный показатель в мировой практике, по которому ГЭС Итайпу до сих пор остаётся мировой рекордсменкой, превосходя китайскую ГЭС Сансья, вырабатывающую максимум 98 100 000 МВт/ч в год.

46. Общий вид фотогалереи, памятной доски и бразильско-парагвайской границы, проходящей ровно посередине.

47. Забавно, что на парагвайской части зала основные надписи выполнены на испанском и более мелким шрифтом дублируются на португальском…

48. А на бразильской части – строго наоборот. «Binacional» – так уж во всём! :)

49. Выходим из центрального холла административного здания на крышу здания ГЭС, примыкающего к нижней части плотины на всю её ширину. Держимся линии государственной границы.

50. Крыша здания ГЭС и передвижной кран, обслуживающий бразильскую часть станции.

51. Бетонная мощь! Высота плотины, напомню, 196 метров!

52. Сброс воды и радуга на солнышке.

53. Убегающая вдаль могучая Парана – ширина реки здесь относительно небольшая, но воды в ней столько же, сколько в наших Оби и Амуре в устье. Парана – необычайно стремительная и мощная река. Впрочем, недолго ей мчать свои воды за ГЭС Итайпу: примерно в 300 километрах ниже расположена ещё одна мощная ГЭС, Ясирета – причём тоже пограничная, на этот раз между Аргентиной и Парагваем.

54. Фото на память на крыше здания ГЭС ровно на государственной границе. Слева – Бразилия, справа – Парагвай, а я сразу в двух странах. :)

55. Здание ГЭС, гидротехнические сооружения на парагвайской стороне и передвижной кран, обслуживающий парагвайскую часть станции.

56. Итайпу в разрезе – расширяющаяся к низу трапециевидная железобетонная плотина, водозаборы, водоводы и здание ГЭС, в котором находится машинный зал с турбинами с низовой части плотины. Именно в машзал мы сейчас и направимся.

57. Спускаемся на лифте на несколько десятков этажей вниз. Машинный зал Итайпу – взгляд в сторону Парагвая.

58. Никогда не думал, что когда-нибудь побываю в технических помещениях одной из крупнейших в мире ГЭС. :)

59. Взгляд в сторону Бразилии. Под красными кругами на полу машинного зала находятся 20 гидроагрегатов, по 10 в каждой стороне относительно государственной границы, делящей огромный машинный зал на две равные части.

60. Спускаемся ещё на несколько этажей вниз и попадаем в другие технические помещения. Здесь находятся непосредственно турбины.

61. Один из 20-ти гидроагрегатов Итайпу. Скорость вращения довольно приличная – в помещении тепло, влажно и пахнет не то маслом, не то какими-то иными похожими субстанциями. Одним словом – техника! :)

62. Пора прощаться с Итайпу – поднимаемся на проходящую по зданию ГЭС нижнюю дорогу. Фото парагвайского передвижного крана…

63. …и 200-метровой бетонной громады плотины.

64. А это наш замечательный экскурсовод – очень веселый и общительный парень, проводивший экскурсию на португальском, а специально для меня как единственного англоязычного туриста группы – ещё и на английском языке. Именно таким я и представлял себе настоящего бразильца – а в этой жёлтой майке он даже на какого-то футболиста похож. :)

65. Пора возвращаться… За сегодняшний день я немыслимое число раз пересекал государственные границы – с утра приехал из Аргентины в Бразилию, потом в течение дня раз пятьдесят пересекал линию государственной границы Бразилии и Парагвая на ГЭС Итайпу. И вот заключительное на сегодня пересечение – возвращаемся «домой», в Аргентину. :)

66. Я уже фотографировался сегодня, стоя ровно на линии границы Бразилии и Парагвая. Почему бы не остановиться на пограничном мосту через Игуасу и не повторить этот прекрасный опыт? Итак, линия границы Аргентины и Бразилии, середина пограничного моста, река Игуасу и родная красная корочка с двуглавым орлом. :)

Источник