Принципот на работа на хидроцентралата е прилично едноставен. Хидрауличните структури на хидроцентралата го обезбедуваат потребниот проток на вода што влегува во сечилата на хидрауличната турбина, што доведува до генератор кој произведува електрична енергија.
Сл.1. Дијаграм на еден од видовите хидраулични турбини
Потребниот притисок на водата се создава со брана (во случај на хидроцентрала од типот на брана) или пренасочување - природниот проток на вода (диверзивни хидроцентрали). Во некои случаи, за да се добие потребниот притисок на водата, заедно се користат и браната и пренасочувањето:
- хидроцентрали на браната (сл. 2). Ова се најчестите типови на големи хидроелектрични централи во Киргистан. Притисокот на водата во нив се создава со поставување на брана која целосно ја блокира реката и го подига нивото на водата во неа до потребната висина. Во овој случај, самата зграда на хидроцентралата се наоѓа зад браната, во нејзиниот долен дел. Водата, во овој случај, се доставува до турбините преку специјални тунели под притисок.
- хидроцентрали за пренасочување (сл. 3). Ваквите електрани се градат на места каде што има наклон на река. Потребната количина на вода за создавање притисок се отстранува од коритото на реката преку посебни дренажни системи (канали, гранки, ровови). Нивниот наклон е значително помал од просечниот наклон на реката. Како резултат на тоа, водата, по одредено растојание, се крева до потребната висина и се собира во базен под притисок. Оттаму, преку цевковод под притисок, водата влегува во турбината и на крајот повторно завршува во истата река. Во некои случаи, на почетокот на каналот за пренасочување се создава брана и мала акумулација.
Ориз. 2. Хидроцентрала од типот на брана
Ориз. 3. Хидроцентрала од пренасочен тип
Целата енергетска опрема се наоѓа директно во самата зграда на хидроцентралата. Во зависност од намената, таа има своја специфична поделба. Хидрогенераторите се наоѓаат во турбинската просторија, директно ја претвораат енергијата на водата во електрична енергија. Има и електрична опрема, која вклучува контролни и мониторинг уреди за работа на хидроцентрали, трансформаторска станица, разводни уреди и многу повеќе.
Хидроелектричните станици се поделени во зависност од генерираната моќност:
- моќен - произведува од 30 MW и повеќе;
- мали хидроцентрали - од 1 MW до 30 MW;
- мини хидроцентрала - од 100 kW до 1 MW;
- микро хидроцентрала - од 5 kW до 100 kW;
- пико хидроцентрала - до 5 kW.
Моќноста на хидроцентралата зависи од притисокот и протокот на водата, како и од ефикасноста (коефициентот на ефикасност) на употребените турбини и генератори. Поради тоа што, од природни причини, протокот на вода постојано се менува, во зависност од сезоната, како и од ред други причини, вообичаено е да се земе цикличната моќност како израз на моќноста на хидроцентралата. На пример, постојат годишни, месечни, неделни или дневни циклуси на работа на хидроцентрала.
Во зависност од протокот и притисокот на водата, во хидроцентралите се користат различни видови турбини. За висок притисок - кофа и радијално-аксијални турбини со метални спирални комори. Кај хидроцентралите со среден притисок, се инсталираат турбини со ротациони сечила и радијално-аксијални турбини, кај хидроцентралите со низок притисок, турбините со ротациони сечила се инсталираат во армирано-бетонски или челични комори. Принципот на работа на сите видови турбини е ист - водата под притисок (притисок на вода) влегува во лопатките на турбината, кои почнуваат да ротираат. На тој начин, механичката енергија се пренесува на генераторот, кој произведува електрична енергија. Турбините се разликуваат по некои технички карактеристики, како и коморите - челик или армиран бетон, а се дизајнирани за различни притисоци на вода.
Хидроцентралите, во зависност од нивната намена, може да вклучуваат и дополнителни структури, како што се брави, рибни премини, структури за довод на вода што се користат за наводнување и многу повеќе.
Вредноста на хидроцентралите лежи во тоа што тие користат обновливи природни ресурси за производство на електрична енергија. Поради тоа што нема потреба од дополнително гориво за хидроцентралите, крајната цена на произведената електрична енергија е значително помала отколку кога се користат други видови електрани.
Карактеристики на хидроцентралите (добрите и лошите страни)
- (+) цената на електричната енергија во хидроцентралите е повеќе од два пати помала отколку кај термоцентралите.
- (+) хидроелектричните турбини овозможуваат работа во сите режими од нула до максимална моќност и ви овозможуваат брзо менување на моќноста доколку е потребно, делувајќи како регулатор за производство на електрична енергија.
- (+) речниот тек е обновлив извор на енергија
- (+) значително помало влијание врз воздухот и глечерите од другите видови електрани.
- (-) често ефикасните хидроелектрични централи се пооддалечени од потрошувачите и бараат изградба на скапи водови за пренос на електрична енергија (PTL).
- (-) Резервоарите често зафаќаат големи површини.
- (-) Браните често ја менуваат природата на рибарството, бидејќи тие го блокираат патот до местата за мрестење на миграторните риби, но честопати фаворизираат зголемување на рибниот фонд во самиот резервоар и спроведување на одгледување риби.
Хидроцентралата е комплекс од различни структури и опрема, чија употреба овозможува да се претвори енергијата на водата во електрична енергија. Хидрауличните конструкции ја обезбедуваат потребната концентрација на проток на вода, а понатамошните процеси се изведуваат со користење на соодветна опрема.
Хидроцентралите се градат на реки со изградба на брани и акумулации. Изборот на локација е од големо значење за ефикасноста на станицата. Потребни се два фактори: гарантирано снабдување со вода во текот на целата година и најголем можен наклон на реката. Хидроцентралите се поделени на брана (потребното ниво на реката се обезбедува преку изградба на брана) и пренасочување (водата се пренасочува од коритото на реката до место со голема разлика во нивоата).
Локацијата на структурите на станицата исто така може да се разликува. На пример, зградата на станицата може да биде дел од структура под притисок на вода (т.н. станици за истекување на реката) или лоцирана зад брана (станици од страна на браната).
Хидроцентрала Краснојарск
- Хидроелектрична централа (браната Хувер во Невада)
Технологии
Работата на хидроелектраните се заснова на користење на кинетичката енергија на водата што паѓа. За претворање на оваа енергија се користат турбина и генератор. Прво, овие уреди генерираат механичка енергија, а потоа и електрична енергија. Турбините и генераторите може да се инсталираат директно во или во близина на браната. Во некои случаи, се користи цевковод преку кој се снабдува вода под притисок под нивото на браната или до единицата за внесување вода на хидроцентрала.
Потребниот воден притисок се формира преку изградба на брана, а како резултат на концентрацијата на реката на одредено место, или со пренасочување - природниот тек на водата. Во некои случаи, и браната и пренасочувањето се користат заедно за да се добие потребниот притисок на водата.
Целата енергетска опрема се наоѓа директно во самата зграда на хидроцентралата. Во зависност од намената, таа има своја специфична поделба. Во машинската соба има хидраулични единици кои директно ја претвораат енергијата на протокот на вода во електрична енергија. Има и секаква дополнителна опрема, уреди за контрола и мониторинг за работа на хидроцентрали, трансформаторска станица, разводни уреди и многу повеќе.
Хидроелектричните станици се поделени во зависност од генерираната моќност:
- моќен - произведува од 25 MW и повеќе;
- средно - до 25 MW;
- мали хидроцентрали - до 5 MW.
Како таков уред ја претвора енергијата на водата во електрична енергија? Во комората се јавува експлозија на одредена количина супстанција. Експлозивниот бран на течност поминува низ бурето и влегува во цилиндерот. Како резултат на тоа, сечилата на турбината се ротираат, што, пак, предизвикува хидрогенераторот да работи.
Според изготвувачите на проектот, најважниот услов за да се обезбеди ефективноста на пронајдокот е правилното пресметување на тежината на бранот на експлозијата потребна за да се произведе бран, а не прскање. Дополнително, мора точно да се пресмета фреквенцијата на експлозиите, со што ќе се избегнат прекини во работата на уредот и нема да се намали брзината на ротација на сечилата. Други опции за слични инсталации се во фаза на развој.
Електрани за складирање со пумпа
Пријавете се во централата за складирање со пумпа во Киев
За време на периоди на мали оптоварувања, хидрауличните единици на станицата се зафатени со пумпање вода од долниот резервоар до горниот резервоар. За време на зголемено оптоварување, складираната вода се користи за генерирање на врвна енергија. Реверзибилните хидраулични единици обезбедуваат работа на режимите на турбина и пумпа и се комбинација од синхрона електрична машина и хидраулична пумпа-турбина.
Енергијата што се троши за пумпање ја создаваат термоелектраните при намалено оптоварување, кога нејзината цена не е превисока. Односно, евтината ноќна струја се претвора во скапа енергија. Економската ефикасност, како што можете да видите, е доста висока. Несомнената предност на овој тип на хидраулична централа е присуството на висок притисок. Ова овозможува да се инсталираат поефикасни батерии. Има и станици од мешан тип. Некои од хидрауличните единици инсталирани таму се способни да работат во два режима: турбина и пумпа. Другиот дел работи само во турбински режим. Употребата на такви станици ви овозможува да акумулирате повеќе вода и, како резултат на тоа, да произведувате повеќе електрична енергија за време на периоди на зголемено оптоварување.
Плимни електрани
приливна електрана
За да се создаде економична плимна станица, потребни се одредени природни услови. Особено, мора да има голема разлика во нивоата за време на ниска и висока плима (најмалку шест метри), карактеристики на крајбрежјето што овозможуваат да се создаде брана и воден слив со соодветна големина.
Не е толку лесно да се најдат такви места на нашата планета. Ова е брегот на американската држава Мејн, канадската провинција Њу Бранзвик, Персискиот Залив, одредени региони на Аргентина, јужна Англија, северна Франција и северните региони на европскиот дел на Русија. Сепак, дури и станиците изградени во овие региони нема да можат соодветно да се натпреваруваат со веќе работат термоелектрани во однос на трошоците за произведената енергија.
Проектите за електрани со плима обично вклучуваат два басени. Тоа се акумулации возводно и низводно. Секој од нив мора да биде дополнет со пропусти и вентили. За време на плимата и осеката, горниот базен се полни со вода, а потоа целата вода ја дава на долниот, кој се празне при слаба плима.
Историја на хидроенергијата
Човекот отсекогаш живеел во близина на водни тела и не можел а да не обрне внимание на огромниот потенцијал на водата како извор на енергија. Затоа, историјата на хидроенергијата се враќа во античко време. Дури и тогаш, луѓето научиле да користат вода за мелење жито или дување воздух при топење метал.
Постепено, механизмите беа подобрени, а тркалата за вода станаа сè поефикасни. На крајот на деветнаесеттиот век започна современата фаза во развојот на хидроенергијата. Но, целосната употреба на водните ресурси започна дури во дваесеттиот век, поточно во триесеттите години, кога водата почна да се користи од луѓето за производство на електрична енергија. Во тоа време во светот започна изградбата на големи хидроелектрични централи.
Хидроенергијата помина низ прилично долг и интересен пат на развој и продолжува да се развива, давајќи им на луѓето сè повеќе нови можности. Во овој дел, ќе одиме чекор по чекор низ патот што го следела хидроенергијата низ многу векови, ќе ги разгледаме фазите и карактеристиките на нејзиниот развој, од водените тркала користени во антиката и средниот век до модерните хидроелектрични централи што се појавиле во дваесеттиот век. .
Античка и средновековна хидроенергија
Водена мелница
Тешко е да се каже кога човекот почнал да ги користи водните ресурси за да добие енергија. Најраното спомнување на ваквите процеси датира од четвртиот век п.н.е. Во исто време, научниците се склони да веруваат дека употребата на вода се случила паралелно во многу региони на планетата. Патем, археолозите открија докази дека водните ресурси биле експлоатирани и на територијата на поранешниот Советски Сојуз: на територијата на модерна Ерменија и во сливот на реката Аму Дарја.
Старите Грци користеле водено тркало за да ја олеснат тешката физичка работа. На пример, овој уред се користел за мелење жито. Технологијата постепено се подобруваше, а бројот на водени тркала во европските земји постојано растеше. Така, во единаесеттиот век во Англија и Франција имало по една воденица на секои двесте и педесет луѓе. Според историчарите, околу тринаесеттиот век, водениците се појавиле во средновековна Русија, или поточно, во нејзините југозападни и североисточни области.
Со текот на времето, опсегот на примена на уредите исто така се зголеми. Водните мелници обезбедуваа работа на фабриките за полнење и пумпни пумпи, учествуваа во сечење дрва, им помагаа на луѓето да приготвуваат пиво и се користеа во маслените мелници. До осумнаесеттиот век се користеле само пониски тркала. Подоцна се појавија водени тркала со среден и мал удар.
Хидроенергија во деветнаесеттиот век
Водна турбина
Достигнувањата од претходните векови повеќе не можеа да ги задоволат човечките потреби во деветнаесеттиот век. Поттик за понатамошен развој на хидроенергијата беше даден со пронајдокот на водени турбини. Иако претходно беа направени обиди да се создаде механизам понапреден од водното тркало. Така, уште во шеснаесеттиот век на Урал користеле тркало со голема брзина со вертикално вратило. Во такви механизми, водата паѓаше на закривените сечила на тркалото од специјален канал.
Потоа, на сличен начин беа конструирани хидраулични турбини за вода со слободен проток. Но, полноправна водена турбина беше создадена само на почетокот на деветнаесеттиот век. Неговото создавање е заслуга на неколку талентирани пронаоѓачи. Еден од нив бил рускиот истражувач И. Сафонов, кој во 1837 година поставил водена турбина што ја дизајнирал на реката Неива. Две години подоцна, Сафонов го подобри својот изум со инсталирање на малку изменета турбина во една од локалните фабрики. Паралелно со Сафонов, францускиот научник Фурнеурон работеше на создавање водени турбини. Уредот што тој го измислил бил претставен во 1834 година. Пронајдоците направени од двајцата научници брзо се здобија со популарност, а во текот на следните педесет години се појавија широк спектар на турбини.
Веќе на крајот на деветнаесеттиот век се случи настан кој всушност ќе ја отвори модерната сцена во историјата на светската хидроенергија. Во 1891 година, рускиот инженер М.О. Доливо-Доброволски, кој живее во Германија и ја напушти Русија поради неговата политичка несигурност, пристигна во градот Франкфурт на Мајна за да учествува на изложба на електрична енергија. Таму мораше да го демонстрира својот изум - мотор со наизменична струја. Во тоа време, таквата атракција беше генерално нова, но авторот одлучи да ја дополни со друга структура.
Тоа беше хидроцентрала. Во малиот град Лауфен, Доливо-Доброволски инсталираше трифазен струен генератор, кој се ротира со мала водена турбина. Создадената електрична енергија се доставуваше до изложбениот простор преку далновод. Неговата должина беше 175 километри. Денес никој не е изненаден од линиите кои се протегаат неколку илјади километри, но во тие денови сето тоа беше непобитна сензација. Започна ерата на хидроцентралите.
Хидроелектричната енергија во дваесеттиот век
Хувер хидроелектрична централа САД
И покрај откривањето на Доливо-Доброволски, понатамошниот развој на хидроенергијата беше забавен од некои објективни фактори. Изградбата на големи хидроелектрични централи кои беа навистина ефикасни се покажа како покомплексен потфат од експерименталната централа прикажана на изложбата. На крајот на краиштата, за да се направат големи турбини да ротираат, потребно е значително снабдување со вода.
На почетокот на дваесеттиот век, таквата градба изгледала доста тешка. Во првите две децении од новиот век биле изградени само неколку хидроцентрали. Но, тоа беше само почеток. Веќе во триесеттите години беа изградени големи електрани, на пример, хидроцентралата Хувер во САД со капацитет од 1,3 гиговати.
Друг впечатлив настан во историјата на американската хидроелектрична енергија беше отворањето на хидроцентралата Адамс, лоцирана на Нијагарините водопади. Неговата моќност достигна 37 MW. Лансирањето на такви моќни хидроцентрали доведе до зголемување на обемот на потрошена енергија во индустријализираните земји, што, пак, даде поттик на програмите за развој на хидроенергетскиот потенцијал.
Хидроцентрала Уст-Каменогорск
До почетокот на дваесеттиот век, развојот на руската хидроенергија беше многу бавен. Така, во 1913 година, на територијата на Руската империја работеа околу педесет илјади хидраулични централи. Нивната вкупна моќност беше околу милион коњски сили. Покрај тоа, околу седумнаесет илјади инсталации беа опремени со хидраулични турбини.
Вкупното годишно производство на електрична енергија во сите хидроцентрали не надминува триесет и пет милиони киловати на час со инсталирана моќност од околу 16 MW. Во исто време, во многу европски земји вкупниот капацитет беше приближно 12.000 MW. Ситуацијата се промени по Октомвриската револуција. Новата влада добро ја сфати важноста на развојот на индустријата.
Веќе на 13 јуни 1918 година беше донесена одлука да започне изградбата на хидроцентралата Волхов, која стана првиот советски хидроенергетски проект, а нејзиниот капацитет беше 58 MW. Веќе во првите години на советската власт, беше развиен план за електрификација на земјата (ГОЕЛРО), кој беше одобрен на 22 декември 1920 година. Едно од поглавјата на планот беше наречено „Електрификација и енергија на вода“. Истакна дека користењето на хидроелектричната енергија може да биде корисно доколку се користи на интегриран начин.
Планот предвидуваше изградба на хидроцентрала со вкупен капацитет од 21.254 илјади коњски сили. Во исто време, во европскиот дел на Русија вкупната моќност на станиците ќе биде 7394, во Туркестан - 3020, во Сибир - 10840 илјади коњски сили. Беше планирано да се изградат десет хидроцентрали, чија вкупна моќност би била 640 MW.
Првата советска хидроцентрала беше хидроцентралата Днепар именувана по Ленин во Запорожје. Ленин уште во 1921 година ја потпишал одлуката за почеток на изградбата, а самата изградба започнала во 1927 година. Првата единица беше лансирана во 1932 година, а дизајнерскиот капацитет беше постигнат во 1939 година. Тој изнесуваше 560 MW. За време на изградбата на браната, познатите брзаци на реките Днепар беа поплавени, што ја направи реката целосно пловна.
Во текот на неколку децении, Советскиот Сојуз стана еден од лидерите во светската хидроенергетска индустрија. На пример, во раните седумдесетти, советската хидроенергија беше втора по американската хидроенергија во однос на инсталираната моќност. Изградбата на хидроцентрали беше извршена на Волга, Кама, Дон, Днепар, Свир и други големи реки.
Ова овозможи да се претворат во водни патишта на европскиот дел на земјата, значително да се зголеми нивото на водата во реките и, како резултат на тоа, да се добие интегрален систем за навигација што ги поврзува Каспиското, Црното, Азовското, Балтичкото и Белото море. До крајот на седумдесеттите години на дваесеттиот век беа изградени најголемите хидроцентрали во светот. Тоа се Сајано-Шушенскаја и Краснојарск, лоцирани на реката Јенисеј, Братск и Уст-Илимск (река Ангара), Нурек (река Вахш), Волжскаја.
Светската хидроенергија во 21 век
На почетокот на дваесет и првиот век, хидроенергијата обезбедува до шеесет и три проценти од обновливата енергија во светот. Тоа е деветнаесет проценти од светската електрична енергија. Инсталираната хидроенергетска моќност е 715 GW.
Земјите како Норвешка, Исланд и Канада се лидери во производството на хидроенергија по граѓанин. Кина е најактивната земја во изградбата на хидроцентрали. За оваа држава хидроенергијата е најперспективен извор на енергија и очигледно наскоро ќе стане главен. Покрај тоа, Кина е светски лидер по бројот на мали хидроцентрали.
Најголемите хидроцентрали се наоѓаат во Кина (Санксија на реката Јангце, Бразил (Итаипу на реката Парана и Тукуруи на реката Токантин), Венецуела (Гури на реката Карони). Во Русија се развива и хидроенергетската индустрија. Денес , во Руската Федерација работат сто и две хидроцентрали .
Вкупниот капацитет на сите оперативни руски хидраулични единици е четириесет и пет милиони киловати (ова е петти по големина во светот). Во исто време, уделот на хидроцентралите во вкупниот волумен на добиената руска енергија е дваесет и еден процент. И тоа не е толку многу, особено ако се земе предвид дека Русија е на второ место по економски потенцијал на хидроресурси (околу 852 милијарди киловати на час). Но, само дваесет проценти од овие ресурси се развиени.
Хидроенергетски изгледи
Без сомнение, снабдувањето со енергија е еден од најгорливите проблеми на човештвото. Светските резерви на нафта и гас рапидно се намалуваат и не е далеку денот кога тие целосно ќе бидат исцрпени. Секој го разбира ова, и затоа секоја година се поголем број специјалисти ги проучуваат можностите за нивна еквивалентна замена. Денес постојат неколку области на алтернативна енергија: употреба на сончева енергија и енергија на ветерот, биоенергија, геотермална енергија.
Секоја од овие области има одредени предности и недостатоци. И затоа, неопходно е да се одлучи: кој алтернативен извор на енергија е најсоодветен за задоволување на потребите на човештвото и во исто време предизвикува минимална штета на природата.
Глобален хидроенергетски потенцијал
Потенцијалот на хидроенергијата може да се одреди со сумирање на сите речни текови што постојат на планетата. Пресметките покажаа дека глобалниот потенцијал е педесет милијарди киловати годишно. Но, оваа многу импресивна бројка е само една четвртина од количината на врнежи што паѓаат годишно низ целиот свет.
Земајќи ги предвид условите на секој конкретен регион и состојбата на светските реки, реалниот потенцијал на водните ресурси се движи од две до три милијарди киловати. Овие бројки одговараат на годишно производство на енергија од 10.000 - 20.000 милијарди киловати на час (дадени податоци од ОН).
За да се разбере потенцијалот на хидроенергијата изразен со овие бројки, добиените податоци треба да се споредат со показателите за термоелектраните на нафта. За производство на оваа количина на електрична енергија, на постројките на нафта ќе им требаат околу четириесет милиони барели нафта секој ден.
Во исто време, прашањето останува релевантно: кој дел од ова природно богатство може да си дозволи човештвото да го искористи? За да се одговори на ова прашање, неопходно е да се разберат можните последици од хидроелектраните за животната средина.
Главните предности и недостатоци
Главните предности на хидроенергијата се очигледни. Се разбира, главната предност на хидроресурсите е нивната обновливост: снабдувањето со вода е практично неисцрпно. Во исто време, хидроресурсите се значително напред во развојот на други видови обновливи извори на енергија и се способни да обезбедат енергија за големите градови и цели региони.
Дополнително, овој извор на енергија може да се користи сосема едноставно, за што сведочи долгата историја на хидроенергијата. На пример, генераторите на хидроелектрична енергија може да се вклучат или исклучуваат врз основа на потрошувачката на енергија. Трошоците за изградба на хидроцентрали се прилично ниски.
Во исто време, прашањето за влијанието на хидроенергијата врз животната средина е доста контроверзно. Од една страна, работата на хидроцентралите не доведува до загадување на природата со штетни материи.
Но, во исто време, формирањето на резервоари бара поплавување на големи површини, често плодни, а тоа предизвикува негативни промени во природата. На пример, браните често го блокираат патот на рибите до местата за мрестење, но во исто време, поради оваа околност, бројот на риби во акумулациите значително се зголемува и се развива риболовот.
Еколошки аспекти на користење на хидроенергијата
Без сомнение, хидроенергијата во иднина не треба да има негативно влијание врз животната средина или да го сведе на минимум. Истовремено, неопходно е да се постигне максимално искористување на хидро ресурсите.
Многу експерти го разбираат ова, и затоа проблемот со зачувување на природната средина за време на активната хидраулична инженерска конструкција е порелевантен од кога било. Во моментов особено е важна точната прогноза за можните последици од изградбата на хидраулични објекти. Тој треба да одговори на многу прашања во врска со можноста за ублажување и надминување на непожелните еколошки ситуации кои можат да се појават при изградбата. Дополнително, неопходна е компаративна проценка на еколошката ефикасност на идните хидроелектрични објекти. Точно, ваквите планови се уште се далеку од реализација.
. Можете да му помогнете на проектот со тоа што ќе го поправите и проширите.Луѓето долго време научија да ја користат водената енергија за да ги ротираат работните кола на мелниците, машинските алати и пиланите. Но, постепено уделот на хидроенергијата во вкупната количина на енергија што ја користат луѓето се намалува. Ова се должи на ограничената можност за пренос на водената енергија на долги растојанија. Со доаѓањето на електричната турбина управувана од вода, хидроенергијата има нови изгледи.
Хидроцентралата е комплекс од различни структури и опрема, чија употреба овозможува да се претвори енергијата на водата во електрична енергија. Хидрауличните конструкции ја обезбедуваат потребната концентрација на проток на вода, а понатамошните процеси се изведуваат со користење на соодветна опрема.
Хидроцентралите се градат на реки со изградба на брани и акумулации. Изборот на локација е од големо значење за ефикасноста на станицата. Потребни се два фактори: гарантирано снабдување со вода во текот на целата година и најголем можен наклон на реката. Хидроцентралите се поделени на брана (потребното ниво на реката се обезбедува преку изградба на брана) и пренасочување (водата се пренасочува од коритото на реката до место со голема разлика во нивоата).
Локацијата на структурите на станицата исто така може да се разликува. На пример, зградата на станицата може да биде дел од структура под притисок на вода (т.н. станици за истекување на реката) или лоцирана зад брана (станици од страна на браната).
Дефиниција за хидроцентрала
Хидроцентралата (ХЕ) е електрана која ја користи енергијата на протокот на вода како извор на енергија. Хидроцентралите обично се градат на реки со изградба на брани и акумулации.
За ефикасно производство на електрична енергија во хидроцентрала, потребни се два главни фактори: гарантирано снабдување со вода во текот на целата година и евентуално големи падини на реката; типовите на терени слични на кањон се поволни за хидраулична градба.
Технологии
Работата на хидроелектраните се заснова на користење на кинетичката енергија на водата што паѓа. За претворање на оваа енергија се користат турбина и генератор. Прво, овие уреди генерираат механичка енергија, а потоа и електрична енергија. Турбините и генераторите може да се инсталираат директно во или во близина на браната. Во некои случаи, се користи цевковод преку кој се снабдува вода под притисок под нивото на браната или до единицата за внесување вода на хидроцентрала.
Показатели за моќноста на хидроцентралите се две променливи: проток на вода, кој се мери во кубни метри и хидростатска глава. Последниот индикатор е разликата во висината помеѓу почетната и завршната точка на падот на водата. Дизајнот на постројката може да се заснова на еден или двата од овие индикатори.
Современите технологии за производство на хидроелектрична енергија овозможуваат да се добие прилично висока ефикасност. Понекогаш е двојно повисока од онаа на конвенционалните термоелектрани. На многу начини, оваа ефикасност е обезбедена со карактеристиките на опремата на хидроцентралите. Тој е многу сигурен и лесен за употреба.
Покрај тоа, целата употребена опрема има уште една важна предност. Има долг работен век, што се должи на недостаток на топлина за време на производниот процес. И навистина, нема потреба често да се менува опремата; дефектите се исклучително ретки. Минималниот работен век на електраните е околу педесет години. И во огромните пространства на поранешниот Советски Сојуз успешно функционираат станиците изградени во дваесеттите или триесеттите години на минатиот век. Хидроцентралите се контролираат преку централен центар и како резултат на тоа, во повеќето случаи, имаат мал персонал.
Разновидноста на опции и уникатноста на техничките решенија што се користат при изградбата на хидроцентрали е неверојатна. Всушност, не е толку лесно да се најдат две идентични станици. Но, сè уште постои нивна класификација, врз основа на одредени карактеристики - критериуми.
Начин на создавање притисок
Можеби најочигледниот критериум е метод на создавање притисок:
- хидроелектрична централа од река (ХЕ);
- хидроцентрала за пренасочување;
- електрана со пумпа за складирање (PSPP);
- приливна електрана (ТЕ).
Постојат карактеристични разлики помеѓу овие четири главни типа на хидроцентрали. Речна хидроцентрала се наоѓа на река, блокирајќи го нејзиниот тек со брана за да создаде притисок и резервоар. Деривациска хидроцентрала обично се наоѓа на кривулест планински реки, каде што е можно да се поврзат гранките на реката со канал за да се овозможи дел од протокот да тече по пократка патека. Во овој случај, притисокот се создава од природната разлика во теренот, а резервоарот може да биде целосно отсутен. Електрана за складирање со пумпа се состои од два базени лоцирани на различни нивоа. Базените се поврзани со проводници преку кои водата може да тече во долниот базен од горниот и да се пумпа назад. приливна електрана се наоѓа во залив блокиран од брана за да се создаде резервоар. За разлика од електрана со пумпа за складирање Работниот циклус на TES зависи од плимниот феномен.
Вредност на притисокот
Врз основа на количината на притисок создаден од хидрауличната структура (ХТС), хидроцентралите се поделени во 4 групи:
- низок притисок - до 20 m;
- среден притисок - од 20 до 70 m;
- висок притисок - од 70 до 200 m;
- ултра висок притисок - од 200 m.
Вреди да се напомене дека класификација по вредност на притисокоте релативно и варира од еден извор до друг.
Инсталирана моќност
Според инсталираната моќност на станицата - збирот на номиналните капацитети на генерациската опрема инсталирана на неа. Оваа класификација има 3 групи:
- микро-хидроцентрала - од 5 kW до 1 MW;
- мали хидроцентрали - од 1 kW до 10 MW;
- големи хидроцентрали - над 10 MW.
Класификација по инсталирана моќносткако и во однос на притисокот не е строг. Истата станица може да се класифицира во различни групи во различни извори.
Дизајн на брана
Постојат 4 главни групи на хидроелектрични брани:
- гравитациски;
- потпора;
- заоблен;
- заоблена-гравитација.
Браната на гравитацијата Тоа е масивна структура која држи вода во резервоар поради неговата тежина. Потпорна брана користи малку поинаков механизам - ја компензира својата релативно мала тежина со тежината на водата што притиска на навалената страна на браната од горната страна. Лачна брана , можеби најелегантниот, има облик на лак, основата лежи на бреговите и заоблениот дел конвексен кон резервоарот. Водата се задржува на лачната брана поради прераспределбата на притисокот од предниот дел на браната до бреговите на реката.
Локација на машинската соба
Поточно, според локација на турбинската просторија во однос на браната, да не се меша со распоредот! Оваа класификација е релевантна само за електрани со течење на река, пренасочување и приливи.
- тип на канал;
- тип на брана.
На тип на канал турбинската просторија се наоѓа директно во телото на браната, тип на брана - се подига одвоено од телото на браната и обично се наоѓа веднаш зад неа.
Распоред
Зборот „распоред“ во овој контекст ја означува локацијата на турбинската просторија во однос на коритото на реката. Бидете внимателни кога читате друга литература на оваа тема, бидејќи зборот распоред има пошироко значење. Класификацијата е валидна само за течени од реката и пренасочни електрани.
- канал;
- поплавина;
- крајбрежни.
На распоред на каналот зградата на турбинската сала се наоѓа во коритото на реката, распоред на поплавни - во плавината на реката, и кога крајбрежен распоред - на брегот на реката.
Прекумерна регулација
Имено, степенот на регулирање на речниот тек. Класификацијата е релевантна само за хидроелектрични централи кои течат на реката и за пренасочување.
- дневна регулација (циклус на работа - еден ден);
- неделна регулација (работен циклус - една недела);
- годишна регулатива (циклус на работа - една година);
- долгорочна регулација (циклус на работа - неколку години).
Класификацијата одразува колку е голем резервоарот на хидроелектричната акумулација во однос на обемот на годишниот проток на реката.
Сите горенаведени критериуми меѓусебно не се исклучуваат, односно истата хидроцентрала може да биде од тип на речен, висок притисок, средна моќност, распоред на течението на реката со машинска просторија од типот на брана, лачна брана и годишен регулациски резервоар.
Список на користени извори
- Бризгалов, В.И. Хидроелектрични централи: учебник. додаток / В.И. Бризгалов, Л.А. Гордон - Краснојарск: IPC KSTU, 2002. - 541 стр.
- Хидраулични структури: во 2 тома / М.М. Гришин [и други]. - Москва: Високо училиште, 1979. - Т.2 - 336 стр.
Се вчитува...
