Кіріспе

Бразилия мен Парагвай шекарасындағы бөгет

Итайпу бөгеті (Barragem de Itaipu itɐjˈpu, lang es itajˈpu) – Бразилия мен Парагвай шекарасында орналасқан Парана өзеніндегі су электр станциясы. Бұл әлемдегі үшінші ірі су электр станциясы және әлемдегі 45-ші ірі су қоймасы. "Итайпу" атауы құрылыс алаңына жақын болған аралдың атынан алынған. Гуарани тілінде "Итайпу" сөзі "дыбыс шығаратын тас" деген мағынаны білдіреді. 2020 жылғы мәліметтерге сәйкес, Итайпу бөгетінің су электр станциясы әлемдегі екінші көп электр энергиясын өндірді, тек Қытайдағы Үш сарқырама су электр станциясы одан көп өндірді. 1984 жылы құрылысы аяқталған бұл жоба Бразилия мен Парагвайдың екі ел арасындағы шекарасында, Достық көпірінің солтүстігінде орналасқан. Жоба Бразилиядағы Фос-ду-Игуасу қаласынан Парагвайдағы Сиудад-дель-Эсте қаласына дейін, оңтүстікте Гуаира және солтүстікте Салто-дель-Гуаираға дейін созылады. Стаңцияның орнатылған қуаты 14 ГВт, ал 20 генераторлық бөлім әрқайсысы 700 МВт қуатты қамтамасыз етеді. 2016 жылы стаңцияда 3038 жұмысшы жұмыс істеді. Қазіргі уақытта орнатылған жиырма генератордың ондауы Парагвай үшін 50 Гц, ал қалған ондауы Бразилия үшін 60 Гц жиілігімен жұмыс істейді. Парагвай генераторларының қуаты Парагвайдағы қажеттіліктерден әлдеқайда артық болғандықтан, олардың өндірісінің көп бөлігі тікелей Бразилияға экспортталады. Одан шамамен 600 кВ тұрақты ток желілері (HVDC) арқылы энергияның көп бөлігі Сан-Паулу/Рио-де-Жанейро аймағына жеткізіледі, онда терминалдық жабдықтар қуатты 60 Гц жиілігіне түрлендіреді.

Бразилия мен Парагвай арасындағы келіссөздер

Итайпу электр станциясының тұжырымы 1960 жылдары екі ел арасындағы қарым-қатынастың нәтижесінде туындады. "Ата до Игуасу" (Игуасу актісі) 1966 жылғы 22 шілдеде Бразилия және Парагвай Сыртқы істер министрлері Джураси Магалхаес пен Рауль Сапена Пастор қол қойды. Бұл екі елдің бөлісіп отырған су ресурстарын пайдалануды зерттеудегі өзара қызығушылықтарын білдіретін бірлескен мәлімдеме болды. Бұл мәлімдеме Парана өзенінің Сальто-де-Сете-Кведас шатқалынан бастап, Игуасу өзенінің су жиналатын алабына дейінгі бөлігіндегі су ресурстарын қамтыды. Электр станциясын құру туралы шарт 1973 жылы қол қойылды. 2023 жылы мерзімі аяқталатын аталған шарттың талаптары Парагвайда кеңінен наразылық тудырды. Президент Луго үкіметі Бразилиямен шарттың талаптарын қайта қарауға уәде берді, бірақ Бразилия көп ұзақ бойы кез келген қайта қарауға қарсы тұрды. 2009 жылы Бразилия Парагвайға электр энергиясы үшін әділ төлем жасасуға келісті және Парагвайға артық қуатын Бразилияның электр энергиясы монополиясы арқылы ғана емес, тікелей бразилиялық компанияларға сатуға рұқсат берді.

Құрылыс басталады

1970 жылы ELC Electroconsult S. p. A. (Италиядан) және IECO (АҚШ-тан) компаниялары құрған консорциум, тиімділік зерттеулерін жүргізу және құрылыс жобасын әзірлеу жөніндегі халықаралық бәйгеде жеңіске жетті. 1971 жылдың ақпан айында жобалау жұмыстары басталды. 1973 жылдың 26 сәуірінде Бразилия және Парагвай екі елдің Парана өзенін гидроэлектр энергиясын алу үшін пайдалану құқығын белгілейтін Итайпу шартына қол қойды. 1974 жылдың 17 мамырында станция құрылысын басқару үшін Itaipu Binacional ұйымы құрылды. Құрылыс келесі жылдың қаңтар айында басталды. 1974 жылдың соңында Бразилияның (және Латын Америкасының) алғашқы электр көлігі таныстырылды; ол жобаның құрметіне Итайпу деп аталды.

Парана өзенінің бағыты өзгертілді

1978 жылдың 14 қазанында Парана өзенінің арнасы өзгертілді, соның нәтижесінде өзен төсегінің бір бөлігі құрғап, бөгет салуға мүмкіндік туды.

Бразилия, Парагвай және Аргентинаның келісімі

Плотинаның құрылысына Аргентина алғашқыда қарсылық танытты, бірақ келіссөздер мен дауды шешу нәтижесінде Аргентина мен Бразилияның интеграциясы үшін негіз қаланды. 1979 жылғы 19 қазанда Бразилия, Парагвай және Аргентина үшжақты келісімге қол қойып, маңызды дипломатиялық шешімге келді. Бұл келісімде өзендердің рұқсат етілген деңгейі және үш ел бөлісетін су алабындағы түрлі гидроэлектрлік жобалардың салдарынан олардың қаншалықты өзгеруі мүмкін екендігі айқындалды.

Көлдің пайда болуы

Су қоймасы 1982 жылғы 13 қазанда бөгет құрылысы аяқталып, жанама каналдың қақпалары жабылуымен қалыптаса бастады. Осы кезеңде ауыр жаңбырлар мен су тасқыны су деңгейінің көтерілуіне және 27 қазанда су шайып жіберу қақпаларына жеткенге дейін су қоймасын жылдам толтыруға ықпал етті.

Операциялардың басталуы

1984 жылдың 5 мамырында Итайпуда бірінші буын агрегаты жұмыс істеуге кірісті. Алғашқы 18 агрегат жылына екі-үштен орнатылды, олардың соңғы екеуі 1991 жылы жұмыс істеуге кірісті.

2007 жылы қуаттылықты кеңейту

20 электр энергиясын өндіруші қондырғының соңғы екеуі 2006 жылдың қыркүйегінде және 2007 жылдың наурыз айында іске қосылды, осылайша орнатылған қуаты 14 ГВт-қа дейін өсіп, электр стансасы толыққанды аяқталды. Бұл қуаттылықтың артуы 18 электр қондырғысын үздірімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді, ал қалған екеуі техникалық қызмет көрсету үшін тоқтатылады. Бразилия, Парагвай және Аргентина арасындағы келісім-шартта белгіленген талапқа сәйкес, бір мезгілде жұмыс істеуге рұқсат етілген генераторлардың саны 18-ден аспауы керек (қосымша ақпаратты келісім бөлімінен қараңыз). Әрбір генераторлық агрегаттың (турбина және генератордың) номиналды қуаты 700 МВт құрайды. Дегенмен, шындығындағы су айырымы (қойма деңгейі мен бөгеттің төменгі жағындағы өзен деңгейі арасындағы айырмашылық) жобаланған айырымынан жоғары болғандықтан, әр генератордың қуаты уақыттың жартысынан астам бөлігінде 750 МВт-тан асып түседі. Әрбір турбина шамамен 700 МВт қуат өндіреді; салыстыру үшін, Игуасу шарлауының барлық суы тек екі генераторды қуатпен қамтамасыз ете алады.

2009 жылғы қарашадағы электр қуатының өшіруі

2009 жылдың 10 қарашасында электр стансасынан беріліс толығымен үзіліп, үш жоғары кернеулі электр желісіне дауыл салдарынан зақым келген болуы мүмкін. Итайпу өзі зақымдаған жоқ. Бұл Бразилия мен Парагвайда кең ауқымды электр қуатының үзілуіне әкеп соқты, Парагвай елінің барлығы 15 минутқа қараңғы қалды, ал Рио-де-Жанейро мен Сан-Паулу 2 сағаттан астам уақытқа толығымен электрсіз қалды. Шамамен 50 миллион адам әсер етті. Үзіліс жергілікті уақыт бойынша сағат 22:13-те болды. Бұл Бразилияның оңтүстік-шығысына ең көп зиян келтірді, Сао-Паулу, Рио-де-Жанейро және Эспириту-Санту штаттары толығымен электр қуатысыз қалды. Энергетикалық ведомстволардың мәліметінше, Рио-Гранде-ду-Сул, Санта-Катарина, Мато-Гросу-ду-Сул, Мато-Гросу, Баияның ішкі аймақтары және Пернамбуконың бір бөлігінде де электр қуаты үзілді. Сағат 00:30-ға қарай көптеген аймақтарда электр қуаты қайта жанданды.

Қазіргі заманның ғажайыптары

1994 жылы Америка Азаматтық Инженерлер Қоғамы Итайпу тоғанын әлемнің жеті керемет құрылысының бірі деп сайлады. 1995 жылы америкалық «Popular Mechanics» журналы осылайша нәтижелерді жариялады.

Әлеуметтік және экологиялық әсерлері

Плотинаның құрылысы басталғанда, Парана өзенінің жанында тұратын шамамен 10 000 отбасы құрылыс салдарынан қоныс аударды. Әлемдегі көлемі бойынша ең үлкен сарқырама – Гуаира сарқырамасы, жаңадан құрылған Итайпу су қоймасының астында қалды. Кейін Бразилия үкіметі Гуаира сарқырамасының ұлттық паркін таратып жіберді. Су қоймасы толтырылуға бірнеше ай қалғанда, туристер сарқыраманы соңғы рет көруге келген кезде, оны бақылайтын көпiр құлап, 80 адам қаза тапты. Гуаира сарқырамасы Парана бассейнінің жоғарғы бөлігіндегі тұщы су түрлерін (оның көптеген эндемиктерi бар) төменгі ағындағы түрлерден бөліп тұрған тиімді тосқауыл болды, және олар екі түрлі экологиялық аймақ ретінде танылды. Сарқырама жойылғаннан кейін, бұрын осы аймақтардың бірімен шектелген көптеген түрлер екінші аймаққа еніп, жаңадан келген түрлерге тән проблемаларды тудырды. Мысалы, бұрын сарқыраманың төменгі жағымен шектелген 30-дан астам балық түрі оның үстіңгі жағына еніп кетті.

Құрылыс

Әлемдегі жетінші үлкен өзеннің арнасы өзгертілді, сондай-ақ 50 миллион тонна жер мен тас та жылжытылды. Itaipu электр стансасын салуға жұмсалған бетон мөлшері Estadio do Maracanã стадионы сияқты 210 футбол стадионын салуға жетеді. Қолданылған темір мен болаттан 380 Эйфель мұнарасын тұрғызуға болады. Itaipu-дағы қазылған жер және тас көлемі, Channel Tunnel-дегіден 8,5 есе, ал бетон көлемі 15 есе артық. Құрылысқа шамамен қырық мың адам жұмылдырылды. Itaipu – құрылысы ең қымбат болған нысандардың бірі.

Электр станциясы мен бөгеті

Плотинаның жалпы ұзындығы – . Плотинаның ең биік нүктесі – . Итайпу – шын мәнінде, біріктірілген төрт бөгет: сол жағынан бастап, топырақтан толтырылған бөгет, тас толтырылған бөгет, бетонды тіреуіш негізгі бөгет және оң жақта бетонды қанатты бөгет. Су төгіш каналдың ұзындығы – . Итайпудың он төрт сегменттелген су төгіш каналдарының максималды ағыны – , ол үш тік каналға бөлінеді. Бұл көрсеткіш жақын маңдағы Игуасу шатқалының орташа ағынынан 40 есе артық. Екі генератордың (әрқайсысынан) ағыны шамамен Игуасу шатқалының орташа ағынымен тең. Бұл бөгет – шамамен 65 қабатты ғимаратқа тең . Бразилияда көлемі бойынша жетінші орында тұрғанына қарамастан, Итайпу су қоймасы су басқан аумаққа шаққанда электр энергиясын өндірудің ең жоғары көрсеткішіне ие. 14 000 МВт орнатылған қуат үшін жер суға батты. Собрадиньо, Тукуруи, Порто Примавера, Балбина, Серра-да-Меса және Фурнас су электр станцияларының су қоймалары Итайпу бөгетіне қарағанда үлкен, бірақ олардың орнатылған қуаты аз. Екінші ірі гидроэлектр станциясы – Тукуруи, оның орнатылған қуаты 8000 МВт, ал жерді су басады. Итайпу бөгетінде өндірілген электр энергиясы аймақтағы басқа электр станцияларына қарағанда 55% арзан.

Ұрпақ

Оның жобаланған ең жоғары генерациялық қуаты тек 14 000 МВт болса да, 22 500 МВт-ты құрайтын Үш бұғаз бөгетінен кейін, 2016 жылы 101,6 ТВт·сағ энергия өндіру бойынша рекордты ұстады. Бұл рекорд 2020 жылы, Үш бұғаз бөгетінің сол жылы мол муссонды жаңбырдан кейін жаңа рекордтық 111,8 ТВт·сағ өндіргенде бұзылды. 2012–2021 жылдар аралығында Итайпу бөгеті орташа жылдық гидроэлектр қуатын өндіруде әлемдегі екінші орында тұрды, орташа есеппен жылына 89,22 ТВт·сағ, ал Үш бұғаз бөгетінің орташа көрсеткіші сол кезеңде жылына 97,22 ТВт·сағ болды.

+ Жылдық энергия өндірісі

Жыл Орналастырылған агрегаттар

1984 0–2 2,770
1985 2–3 6,327
1986 3–6 21,853
1987 6–9 35,807
1988 9–12 38,508
1989 12–15 47,230
1990 15–16 53,090
1991 16–18 57,517
1992 18 52,268
1993 18 59,997
1994 18 69,394
1995 18 77,212
1996 18 81,654
1997 18 89,237
1998 18 87,845
1999 18 90,001
2000 18 93,428
2001 18 79,300
2004 18 89,911
2005 18 87,971
2006 19 92,690
2007 20 90,620
2008 20 94,684
2009 20 91,652
2010 20 85,970
2011 20 92,246
2012 20 98,287
2013 20 98,630
2014 20 87,8
2016 20 103,1
2017 20 96,387
2018 20 96,585
2019 20 79,444
2020 20 76,382
2021 20 66,369
2022 20 69,873
2023 20 83,879