Министерство высшего и средне специального образования республики узбекистан

1. Вопросы применения микро-ГЭС для электроснабжения потребностей 
поселка «Нанай» 
 
1.1. Обследования потребителей электроэнергии в поселке «Нанай» 
Село «Нанай» - небольшой горный поселок Бостанлыкского района 
Ташкентской области, расположенный в юго-восточной стороне Чарвакского 
водохранилища. Село «Нанай» находится на высоте 900 м над уровнем моря, на 
левом берегу реки Пскем, в одноименной долине. Дальность села от города 
Газалкент составляет примерно 50÷55 км.
Нанай -это узловой пункт долины Пскема. Все дороги, ориентиры 
начинаются и заканчиваются от него, от моста. Поселки и селения выше 
Нанайского моста по обоим берегам Пскема распределены неравномерно. Всего 
их 14. На левом берегу Пскема расположены Нанай, Муллали, Испай, 
Каптаркумуш. На правом берегу – Карабулак, Палваник, Майдантал, Курдултор, 
Оромзода, Кунч, Тепар, Такаянгак, Чекак, Пскем. 
Ранее проблемы с теплоснабжением населения негазифицированных 
сельских населѐнных пунктов частично или полностью решались за счет 
использования сжиженного газа, но, вследствие существенного удорожания 
самого сжиженного газа и его доставки в удаленные и труднодоступные сельских 
населѐнных пунктов, большая часть их населения перешла на использование 
местных видов топлива (кизяк, реже дрова и уголь), что значительно ухудшило 
условия их жизни, а вырубка лесонасаждений на дрова привела к ухудшению 
экологической ситуации в этих районах. 
Решение этих вопросов возможно за счет использования электроэнергии 
для отопления, ГВС и приготовления пищи. Однако оно сдерживается по ряду 
причин, в том числе и по следующим: 
-существующие сети электроснабжения сельских населѐнных пунктов и, 
соответственно, фермерских хозяйств проектировались и строились без учета 

---

13 
возможности комплексного электро – теплоснабжения, кроме того, многие из них 
к настоящему времени исчерпали свой физический и моральный ресурс; 
- барьером на пути к широкомасштабному переходу на электротехнологии в 
комплексном электротеплоснабжении сельских населѐнных пунктов является 
также значительная удаленность большей части их (на расстояния нескольких 
сотен км.) как друг от друга, так и от централизованных систем 
электроснабжения, что приводит к удлинению ЛЭП и росту потерь в них.
В сельской местности основной формой жилищного строительства является 
застройка индивидуального жилья преимущественно за счет средств населения 
[5]. Жилой сектор поселков представлен одноэтажной нетиповой застройкой с 
помещением для содержания скота (коров, коз, овец). На одном участке чаще 
всего построены два двух- или трехкомнатных дома. 
Таблица 1.1. Данные по населенным пунктам в Чимган-Чарвакской 
курортно-рекреационной зоне (Абайская зона) Бостанлыкского района 
Ташкентской области, не подлежащих газификации природным газом
№ Наименование 
Количество дворов, ед. 
Количество жителей, чел. 
2002 г. 2010 г. 2018 г. 2002 г. 2010 г. 2018 г. 
1 
Нанай 
408 
446 
484 
1932 
2100 
2268 
Жизненный уровень населения в рассматриваемой зоне очень низкий. 
Оснащенность приборами культурно-бытового назначения (по средним 
статистическим данным): телевизорами -50% домов, холодильниками -10% 
домов, стиральными машинами -5% домов, видеомагнитофонами -0%, 
кондиционерами – 0%. В некоторых домах имеются мелкие электроприборы. В 
каждой жилой комнате освещение осуществляется одной электролампочкой 
небольшой мощности (до 100 Ватт).
Водопровод и канализация во всех поселках отсутствуют. 

---

14 
Отопление жилых, общественных и производственных помещений во всех 
поселках осуществляется местными видами топлива (уголь, дрова, кизяк). В 
жилых домах до 1990 г. были установлены газовые плиты на сжиженном газе. В 
связи сокращением поставок сжиженного газа в республику по импорту и росту 
его стоимости последний не используется для нужд пище приготовления и 
отопления. Для нужд пище приготовления используются местные виды топлива. 
Для нужд ГВС в быту и личном подсобном хозяйстве в некоторых домах 
используются кипятильники. Температурный режим в Бостанлыкском районе 
Ташкентской области освещаются измерениями на МС Абай в таблице 1.2. Для 
затрат энергии на остальные нужды можно принять за основу расчет суточного 
расхода энергии для единичного двора по сезонам [6]. 
Таблица 1.2. Энергетические характеристики отопительного периода по 
данным МС Абай Ташкентской области. 
Показатели I 
II 
III 
IV 
X 
XI 
XII 
Отопительный 
период, месяц 

tн, 0С 
-2,9 
0,2 
6,4 
15,1 
12,8 
4,7 
-1,0 
5,9 
Рис.1.1. Карта поселка «Нанай» 

---

15 
Рис.1.2 Села «Нанай» (вид сверху) 
Рис.1.3. Постройки в селе «Нанай» старые и современные 
В селе «Нанай» многие дома состоят в основном из старых пристроек 
(рис.1.3,а). Встречаются также новые современные пристройки (рис.1.3б). 
На территории села «Нанай» расположены один махаллинский комитет, 
одна образовательная школа, одна сельская семейная поликлиника и один детский 
садик. По данным председателя махаллинского комитета на территории села 
проживает 1505 человек (за 2018 год), из них: мужчины – 787 человек, женщины 
– 718 человек, количество несовершенно летных детей (младше 18 лет) – 381 
человек, количество безработных составляет 46 человек.
Общее количество домов – 385 штук, в них проживают около 421 семьи, В 
селе имеется 16 улиц. Жителям села обслуживают 9 продуктовые магазины. 

---

16 
Жители села «Нанай» в основном занимаются земледелием и 
животноводством. 
1.2. Система электротеплоснабжения поселка «Нанай» 
Электроснабжение 
села 
«Нанай» 
осуществляется 
предприятием 
электрической сети Бостанлыкского района через подстанцию «Сиджак»-35/10 
кВ. На территории села установлены 4 силовых трансформатора мощностью 160 
кВА каждый (рис.1.4). По словам жителей села, электроснабжение 
осуществляется стабильно, т.е. не происходит перебоев.
В селе «Нанай» газоснабжение отсутствует. В качестве топлива некоторые 
жители пользуются углѐм, но в основном они используют дрова. Они сами 
привозят эти дрова из ближайшего лесного хозяйства (рис.1.5). 
В селе «Нанай» расположена сельская семейная поликлиника №14. Она 
предназначена на 17 коек. В составе поликлиники также имеется отделение 
скорой медицинской помощи и родительский дом. Данная поликлиника 
обслуживает жителям следующих посѐлок: «Нанай», «Боладала», «Богистон», 
«Полвонак», «Муллало», 
«Курдентур», «Испай», «Сиджак», 
«Тепар», 
«Такаѐнгок» и «Пском». Общее количество население, обслуживаемой 
поликлиникой, составляет около 15 000 человек. В поликлинике работают 1 врач 
и 7 других видов специалисты.
Поликлиника состоит из одного здания. Здание было построено в 1971 году. 
В нем расположено 15 комнат. Общая полезная площадь здания составляет 215 
м
2
. 
Электроснабжение здания поликлиники осуществляется через силовой 
трансформатор мощностью 160 кВА. В качестве осветительной системы в 
поликлинике уже установлены энергосберегающие светодиодные лампы.

---

17 
Рис.1.4. Силовые трансформаторы, расположенные на территории села 
«Нанай» 
Рис.1.5. Дрова в качестве топлива для обогрева помещений 

---

18 
Установленное в поликлинике электрические оборудования, приведены в 
таблице 1.3. 
Таблица 1.3. Электрооборудования поликлиники 
№ Наименование 
оборудования 
Количество, шт. Электрическая 
мощность, кВт 
1. 
Аппарат ЭКГ 
1 
0,5 
2. 
Автоклав 
1 
2 
3. 
Сушильный шкаф 
1 
1,5 
4. 
Холодильник 
2 
0,7 
5. 
Дестилятор 
1 
1,2 
Общая мощность, кВт 
6,6 
В поликлинике установлен 1 самодельный электрический котел (рис.1.6.) В 
этом котле также можно сжигать уголь.
В поликлинику каждый год привозится 20 тонн угля в качестве топлива из 
Ангренской центральной базы (рис.1.8). По словам работника поликлиники, 
качество угля очень низкая и она плохо сжигается. 
Отходы угля после сжигание собирается на территории поликлиники 
(рис.1.9). По словам работника поликлиники пока нету никакой возможности 
увести этих отходов.
В селе «Нанай» расположена общеобразовательная средняя школа №44 
(рис.1.10). В нем обучаются 220 учеников (на 2018 год). В школе работает 20 
преподавателей. Кроме этого в школе также работают 20 человек по разной 
сфере. Основная часть (более 90 %) учеников и преподавателей из села «Нанай».
Школа состоит из одного здания. Здания было построено в 2005 году из 
жженного кирпича. В ней расположены 12 учебные кабинеты. Дети обучаются в 
двух сменах. Общая полезная площадь здании составляет 1900 м
2
.
Электроснабжение здания школы осуществляется через силовой 
трансформатор мощностью 160 кВА. В качестве осветительной системы в 

---

19 
поликлинике установлены в основном лампы накаливания и частично 
энергосберегающие лампы. Обще количество ламп в школе составляет 2010 штук. 
На фасаде здания школы также установлены два прожектора.
Рис.1.6.Электрический котел в пол-
ке 
Рис.1.7 Котѐл марки «КВ-80 Т-Гн» 
Рис.1.8.Качество угля в поликлинике 
Рис.1.9.Отходы угля после сжигания 
Рис.1.10. Общеобразовательная школа №44 
Характеристики установленного в школе электрического оборудования, 
приведены в таблице 1.4. 

---

20 
Таблица 1.4. Электрооборудования школы 
№ 
Наименование 
оборудования 
Количество, шт. Электрическая 
мощность, кВт 
1. 
Кондиционер зима-лето 
3 
3 
2. 
Компьютер
36 
0,4 
3. 
Принтер
3 
1,2 
Общая мощность, кВт 
14,04 
В школе установлены 2 котла марки «КВ-80 Т-Гн» (рис.1.7) и «Ко-Гн/Т-
100» (рис.1.11). В зимний период работают оба котла. Подача нагретой воды в 
здании школы осуществляется с помощью электрического насоса мощностью 3 
кВт.
Технические характеристики котла марки «КВ-80 Т-Гн» приведены в 
таблице 1.5. 
Таблица 1.5. Технические характеристики котла марки «КВ-80 Т-Гн» 
№ Наименование
Параметры 
1. Тепловая мощность 
80 кВт 
0,068 Гкал/час 
2. Отапливаемая площадь 
780÷800 м
2 
3. Номинальное давление воды 
0,2 МПа 
4. Объем воды в котле 
100 л 
5. Расход топлива (природный газ) 
8,3 м
3
/час 
(твердое топливо) 
41 кг/ч 
6. Масса 
310 кг 
7. Габаритные размеры 
Длина 
840 мм 
Ширина
840 мм 
Высота 
1480 мм 
8. КПД 
74÷92% 

---

21 
Рис.1.11. Котѐл марки «Ко-Гн/Т-100» 
Технические характеристики котла марки «Ко-Гн/Т-100» приведены в 
таблице 1.6. 
Таблица 1.6. Технические характеристики котла марки «Ко-Гн/Т-100» 
№ 
Наименование
Параметры 
1. 
Тепловая мощность 
100 кВт 
86000 ккал/час 
2. 
Отапливаемая площадь 
1000 м
2 
3.
Номинальное давление воды 
0,2 МПа 
4. 
Объем воды в котле 
700 л 
5. 
Расход топлива (природный газ) 
11,3 м
3
/час 
(твердое топливо) 
35 кг/ч 
6. 
Масса 
480 кг 
7. 
Габаритные размеры 
Длина 
800 мм 
Ширина
800 мм 
Высота 
1900 мм 
8. 
КПД 
75-89% 
В каждом кабинете школы установлены чугунные секционные батареи. Они 
подключены между собой с помощью железных труб.

---

22 
В школу каждый год привозится около 40 тонн угля в качестве топлива со 
склада районного отделения народного образования (рис.13). По словам 
работника школы качества угля, очень низкое и он плохо сжигается. 
Рис.1. 12. Состояние угля в школе 
Отходы угля после сжигания собирается на территории школы. По словам 
работника школы нету никакой возможности увести эти отходы.
1.3. Оценка гидроресурсов рек, прилегающих к поселку «Нанай». 
Микро ГЭС относятся к технологиям, не приносящим вреда окружающей 
среде, с помощью которых можно производить электроэнергию с небольшими 
затратами в любых изолированных населенных пунктах, где есть горы и 
небольшие реки. 
Таким 
условиям 
отвечает 
поселок 
«Нанай» 
расположенная 
в 
Бостанлыкском районе на реке Пскем, предназначенная для снабжения питьевой 
водой г.Ходжакента. Скорость воды в реке составляет 21 м/с. 
Насосная станция раздельного типа, являющаяся станцией I подъема в 
схеме водоснабжения крупного населенного пункта. Станция оборудована тремя 
насосами Д630-90, из которых два являются рабочими и один - резервным. 
Фундаменты насосных агрегатов выполнены таким образом, что позволяют при 
необходимости заменить насосы на более мощные - Д1250-65 или даже Д1600-90. 
Вследствие значительных колебаний горизонтов воды в водоисточнике (до 
6 м) здание станции заглублено под уровень земли таким образом, чтобы высота 

---

23 
всасывания насосов (с учетом гидравлических потерь в подводящих водоводах) 
при минимальных отметках горизонтов воды в источнике не превышала 
допустимой величины. Для заливки насосов перед пуском установлены два 
вакуум-насоса ВВН-0,75.
Водозаборное сооружение станции, расположенное в русле реки, состоит из 
двух изолированных друг от друга камер. Крайние насосы забирают воду из 
каждой камеры с помощью индивидуальных всасывающих трубопроводов, а к 
среднему (резервному) агрегату вода для повышения надежности действия 
подводится по двум трубопроводам из обеих камер.
Благодаря раздельной компоновке водозаборного сооружения и насосной 
станции конструкция машинного здания чрезвычайно проста. Небольшое число 
агрегатов 
обусловливает 
минимальную 
длину 
внутристанционных 
коммуникаций. 
Суммарная нагрузка на собственные нужды пос.Нанай, которая включает 
освещение, хозяйственно-бытовые нужды, отопление в зимний период составляет 
4100 кВт (таблица 1.7). 
Таблица 1.7. Потребление электроэнергии поселка «Нанай». 
Наименование потребителя 
Электрическая мощность, кВт 
1. Освещение 
30 
2. Хозяйственно-бытовые нужды 60 
3. Электрические ТЭНы 
4×80
Всего 
410 
Проектированием и разработкой оборудования для таких ГЭС занимаются 
многие 
зарубежные 
научно-производственные 
организации и 
фирмы. 
Использование таких систем не требует постоянного присутствия на объекте 
обслуживающего персонала - гидроагрегат надежно работает в автоматическом 
режиме. Система управления может быть выполнена на базе программируемого 

---

24 
контроллера, который позволяет визуально контролировать параметры 
гидроагрегата на экране компьютера. 
Гидроагрегаты для микро-ГЭС выпускаются для эксплуатации в широком 
диапазоне напоров и расходов с высокими энергетическими характеристиками и 
выпускаются с пропеллерными, радиально-осевыми и ковшовыми турбинами. В 
комплект поставки входят, как правило, турбина, генератор и система 
автоматического управления гидроагрегатом. Проточные части всех турбин 
разработаны с использованием метода математического моделирования. 
Микро ГЭС относятся к технологиям, не приносящим вреда окружающей 
среде, с помощью которых можно производить электроэнергию с небольшими 
затратами в любых изолированных населенных пунктах, где есть горы и 
небольшие реки. 
Водосброс предназначен для отвода воды от гидротурбины и сброса ее в 
оросительный канал или в русло реки. Водосброс выполняется в естественном 
грунте с таким расчетом, чтобы оголовок отсасывающей трубы был всегда 
затоплен. Вокруг оголовка отсасывающей трубы выполняется бетонная или 
каменная облицовка, для предотвращения размыва канала. 
Микро ГЭС низконапорные с вертикальным валом, могут состоять из 
следующих 
гидротехнических 
сооружений: 
водозабора, 
регулятора, 
деривационного канала, лотка, отсасывающей трубы, сбросного колодца и 
водосброса. 
Горизонтальные гидротурбины с генератором могу применяться при 
напорах воды более 3 м. При горизонтальном расположении гидрогенератора вес 
всего агрегата не суммируется с осевым давлением. Монтаж и демонтаж 
горизонтальных гидрогенераторов не требует специальных инструментов и 
приспособлений. 
Конструкция гидрогенератора показана на рис. 1.13. Гидротурбина 1 
состоит из сварной предтурбинной камеры 5, сварного турбинного водовода 6, в 
проточной части, которого установлен горизонтальный вал 7 с пропеллерной 

---

25 
осевой турбиной 8. Передний конец вала 7 опирается на шариковый радиальный 
подшипник. Вал со стороны генератора опирается на роликовый конический 
подшипник. Вал 7 и вал генератора 2 имеют соединение 9.
Рис.1.13. Схема установки микро-ГЭС: 1 –заборное устройство, 2 –
подводящий канал\водовод турбинный водовод, 3 -силовая установка, 4-
отводящий 
водовод, 5 
-электрогенератор, 
6 
–линия 
электропередач 
трансформатор, потребитель электроэнергии. 
Гидротурбина 1 и генератор 2 крепятся на общей раме 10. Люк 11 и крышка 
люка 12 позволяют проводить очистку предтурбинной камеры 5 от наносов и 
плавника. Уплотнения 13 предохраняют подшипники от проникновения песка и 
воды в корпус блока подшипникового 14, а также от вытекания масла, которое 
смазывает подшипники. Шпонки 15 позволяют передать вращающий момент от 
гидротурбины к генератору через соединение 9. 
Асинхронный генератор возбуждается от конденсаторного блока 
возбуждения 3. Регулирование напряжения осуществляется при помощи реле 
напряжения. Реле напряжения, промежуточные реле, выключатели и 
измерительный вольтметр расположены в шкафу управления нагрузок 4. 
Пускатели электромагнитные расположены отдельно. 

---

26 
Рис.1.14. Ротор пропеллерной турбины микро ГЭС
Рис.1.15. Генератор, гидротурбина, сбросное устройство микро ГЭС.

---

27 
Двумя ключевыми компонентами любой микро ГЭС являются 
гидростатический напор (расстояние по вертикали между заборным устройством 
и турбиной) и расход (дебит) воды (объем воды, которая вращает турбину). 
Для 
работы 
устройств, 
потребляющих 
небольшое 
количество 
электроэнергии (до 3 кВт) можно использовать автомобильный генератор 
переменного тока. При условии установки дополнительного конвертационного 
оборудования, можно производить постоянный и переменный ток. Для работы 
устройств, потребляющих большое количество энергии (от 10 до 30 кВт) 
используются индукционные или синхронные генераторы. 
Стеной из валунов или любым другим подходящим водоприемником часть 
водного потока направляется к погруженной в воду трубе, размер которой зависит 
от потребности в электроэнергии и лимите на затраты. Эта труба – водовод – 
спускается вниз вдоль поверхности насколько можно круче (иногда на сотни 
метров), до места расположения турбинного генератора рядом с этой же или 
другой рекой. Для того чтобы уменьшить потери электроэнергии при ее передаче, 
батареи турбинного генератора располагаются поблизости от места 
использования энергии. Падающая через длинную трубу вода дает на выходе 
небольшой, очень быстрый поток. Этот поток падает на небольшую турбину 
(диаметр рабочего колеса гидротурбины – около 4 дюймов), заставляя ее 
вращаться с очень большой скоростью. 
Система для получения постоянного тока выполняется следующим образом. 
Вместе с турбиной вращается находящийся на том же валу генератор, 
который производит постоянный ток. Здесь может быть использован 
автомобильный генератор переменного тока. По проводам электричество идет к 
батареям. Затем, от батарейного ящика турбинного генератора к месту 
использования. Вода, проходя через турбину, падает в дренажную канаву, по 
которой и возвращается в реку. Поскольку такая микро- ГЭС заряжает батареи 
безостановочно, то к вечеру, когда для освещения домов и потребляющих 

---

28 
постоянный ток приборов необходимо наибольшее количество энергии, батареи 
будут полностью заряжены. 
Переменный ток можно получать двумя способами. Первый – с помощью 
генератора получать постоянный ток, который затем с помощью стандартного 
электронного модуля конвертируется в переменный ток, напряжением и частотой 
соответствующий нагрузке. 
Другой метод – для более крупных систем. Он заключается в использовании 
стандартного асинхронного (индукционного) двигателя переменного тока. 
Получаемый переменный ток частотой и напряжением также соответствует 
нагрузке. Технические детали работы этой системы описаны в разделе 
асинхронных (индукционных) двигателей, используемых как дополнительные 
генераторы. 
Во многих случаях системы с большим гидростатическим напором не могут 
использоваться. Причинами этого могут быть: 
1. равнинная местность 
2. конфликт с уже существующими ирригационными системами 
3. слишком большие затраты на водовод. 
Тем не менее, микро ГЭС может работать при достаточном расходе воды и 
небольшом гидростатическом напоре всего в 3,5 метра (в некоторых случаях 
меньше). Для этого можно построить канал (ирригационную канаву), небольшую 
дамбу или плотину. В таких случаях для приведения в движения генератора могут 
использоваться поперечные, пропеллерные или вертикальные турбины. Иногда, 
когда турбина большая, а скорость ее вращения маленькая, для того, чтобы 
достигнуть необходимой скорости вращения генератора используются шкивы и 
ремни. 
Для определения потенциальной мощности можно использовать 
следующую формулу. Количество электроэнергии, получаемой на каком-то 
конкретном месте, можно рассчитать, используя следующее уравнение: