Su elektrik stansiyalarının tikintisində istifadə olunan variantların müxtəlifliyi və texniki həllərin unikallığı heyrətamizdir. Əslində, iki eyni stansiya tapmaq o qədər də asan deyil. Ancaq hələ də müəyyən xüsusiyyətlərə - meyarlara əsaslanan onların təsnifatı var.
Təzyiq yaratmaq üsulu
Bəlkə də ən bariz meyardır təzyiq yaratmaq üsulu:
- çay su elektrik stansiyası (SES);
- təxribat su elektrik stansiyası;
- nasosla işləyən elektrik stansiyası (PSPP);
- gelgit elektrik stansiyası (İES).
Bu dörd əsas növ su elektrik stansiyaları arasında xarakterik fərqlər var. Çay su elektrik stansiyası çayın üzərində yerləşir, onun axınını təzyiq və su anbarı yaratmaq üçün bəndlə bağlayır. Törəmə su elektrik stansiyası adətən dolama dağ çayları üzərində yerləşir, burada axının bir hissəsinin daha qısa cığırla axmasını təmin etmək üçün çayın qollarını kəmərlə birləşdirmək mümkündür. Bu vəziyyətdə təzyiq ərazinin təbii fərqi ilə yaranır və su anbarı tamamilə olmaya bilər. Pompalı saxlama elektrik stansiyası müxtəlif səviyyələrdə yerləşən iki hovuzdan ibarətdir. Hovuzlar, suyun yuxarıdan aşağı hovuza axması və geri çəkilə biləcəyi borularla birləşdirilir. gelgit elektrik stansiyası su anbarı yaratmaq üçün bəndlə bağlanmış körfəzdə yerləşir. Fərqli nasoslu saxlama elektrik stansiyası TES-in işləmə dövrü gelgit hadisəsindən asılıdır.
Təzyiq dəyəri
Hidravlik quruluşun (HTS) yaratdığı təzyiqin miqdarına əsasən, su elektrik stansiyaları 4 qrupa bölünür:
- aşağı təzyiq - 20 m-ə qədər;
- orta təzyiq - 20 ilə 70 m arasında;
- yüksək təzyiq - 70 ilə 200 m arasında;
- ultra yüksək təzyiq - 200 m-dən.
tərəfindən təsnifatı qeyd etmək lazımdır təzyiq dəyəri nisbi xarakter daşıyır və bir mənbədən digərinə dəyişir.
Quraşdırılmış güc
Stansiyanın quraşdırılmış gücünə görə - onun üzərində quraşdırılmış generasiya avadanlığının nominal güclərinin cəmi. Bu təsnifat 3 qrupdan ibarətdir:
- mikro-su elektrik stansiyası - 5 kVt-dan 1 MVt-a qədər;
- kiçik su elektrik stansiyaları - 1 kVt-dan 10 MVt-a qədər;
- böyük su elektrik stansiyaları - 10 MVt-dan çox.
Təsnifat üzrə quraşdırılmış güc eləcə də təzyiq baxımından sərt deyil. Eyni stansiya müxtəlif mənbələrdə müxtəlif qruplarda təsnif edilə bilər.
Damın dizaynı
Su elektrik bəndlərinin 4 əsas qrupu var:
- qravitasiya;
- dayaq;
- tağlı;
- qövsvari çəkisi.
Gravity Barajı Ağırlığına görə su anbarında saxlayan nəhəng strukturdur. Dəstək bəndi bir qədər fərqli mexanizmdən istifadə edir - onun nisbətən az çəkisini bəndin maili üzünə yuxarı axar tərəfdən basan suyun çəkisi ilə kompensasiya edir. Tağ bəndi , bəlkə də ən zərif, bir tağ şəklinə malikdir, baza sahillərə söykənir və yuvarlaqlaşdırılmış hissə su anbarına doğru qabarıqdır. Su bəndin ön hissəsindən çayın sahillərinə təzyiqin yenidən bölüşdürülməsi səbəbindən tağ bəndində saxlanılır.
Maşın otağının yeri
Daha doğrusu, uyğun olaraq bəndə nisbətən turbin otağının yeri, layout ilə səhv salmaq olmaz! Bu təsnifat yalnız axar çay, su axını və gelgit elektrik stansiyalarına aiddir.
- kanal növü;
- bənd növü.
At kanal növü turbin otağı birbaşa bəndin gövdəsində yerləşir, bənd növü - bənd gövdəsindən ayrı ucaldılır və adətən onun dərhal arxasında yerləşir.
Layout
Bu kontekstdə “layihə” sözü turbin otağının çay yatağına nisbətən yerini bildirir. Bu mövzuda digər ədəbiyyatı oxuyarkən diqqətli olun, çünki layout sözü daha geniş məna daşıyır. Təsnifat yalnız çaydaşıyan və istiqamətləndirici elektrik stansiyaları üçün etibarlıdır.
- kanal;
- sel düzənliyi;
- sahilyanı.
At kanal tərtibatı turbin zalı binası çay yatağında yerləşir, sel düzənliyinin düzülüşü - çayın düzənliyində və nə vaxt sahil planı - çay sahilində.
Həddindən artıq tənzimləmə
Məhz, çay axınının tənzimlənməsi dərəcəsi. Təsnifat yalnız çaydaşıyan su elektrik stansiyalarına aiddir.
- gündəlik tənzimləmə (əməliyyat dövrü - bir gün);
- həftəlik tənzimləmə (iş dövrü - bir həftə);
- illik tənzimləmə (əməliyyat dövrü - bir il);
- uzunmüddətli tənzimləmə (əməliyyat dövrü - bir neçə il).
Təsnifat su elektrik anbarının su anbarının çayın illik axınının həcminə nisbətdə nə qədər böyük olduğunu əks etdirir.
Yuxarıda göstərilən bütün meyarlar bir-birini istisna etmir, yəni eyni su elektrik stansiyası çay tipli, yüksək təzyiqli, orta gücə malik, bənd tipli maşın otağı, qövs bəndi və su axını ilə çay axarında ola bilər. illik tənzimləmə anbarı.
İstifadə olunan mənbələrin siyahısı
- Brızqalov, V.I. Su elektrik stansiyaları: dərslik. müavinət / V.I. Brızqalov, L.A. Gordon - Krasnoyarsk: IPC KSTU, 2002. - 541 s.
- Hidrotexniki qurğular: 2 cilddə / M.M. Grishin [və başqaları]. - Moskva: Ali məktəb, 1979. - T.2 - 336 s.
Su elektrik stansiyaları və ya su elektrik stansiyaları çay suyunun potensial enerjisindən istifadə edir və bu gün bərpa olunan mənbələrdən elektrik enerjisi istehsalının ümumi vasitəsidir.
Su elektrik enerjisi dünyada quraşdırılmış 1060 GVt-dan çox elektrik enerjisinin 16%-dən çoxunu (Norveçdə 99%, Kanadada 58%, İsveçrədə 55%, İsveçdə 45%, ABŞ-da 7%, Avstraliyada 6%) təmin edir. tutumu. Bu gücün yarısı beş ölkədə yerləşir: Çin (212 QVt), Braziliya (82,2 QVt), ABŞ (79 QVt), Kanada (76,4 QVt) və Rusiyada (46 QVt). Nisbi bolluğu olan bu dörd ölkədən (Norveç, Kanada, İsveçrə və İsveç) başqa, hidroenergetika adətən pik yükdə tətbiq olunur, çünki su elektrik enerjisini asanlıqla dayandırıb işə salmaq olar. Bu həm də o deməkdir ki, o, on-grid sisteminə ideal əlavədir və Danimarkada ən effektiv şəkildə istifadə olunur.
Su elektrik stansiyaları axan suyun enerjisindən elektrik enerjisi istehsal etmək üçün istifadə edir. Turbin düşən H2O-nun kinetik qüvvəsini mexaniki qüvvəyə çevirir. Daha sonra generator turbindən gələn mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirir.
Dünyada hidroenergetika
Hidroenergetika geniş ərazilərdən istifadə edir və inkişaf etmiş ölkələrdə gələcək üçün əsas seçim deyil, çünki bu ölkələrdə hidroenergetikanın inkişafı potensialı olan böyük obyektlərin əksəriyyəti ya artıq fəaliyyətdədir və ya ətraf mühitlə bağlı narahatlıqlar kimi digər səbəblərə görə əlçatmazdır. Əsasən Çin və Latın Amerikasında 2030-cu ilə qədər hidroenergetikada artım gözlənilir. Çin son illərdə 22,5 GVt istehsal edən 26 milyard dollar dəyərində su elektrik stansiyalarını istismara verib. Çində hidroenergetika 1,2 milyondan çox insanın bənd yerlərindən didərgin düşməsində rol oynayıb.
Hidravlik sistemlərin əsas üstünlüyü onların mövsümi (həmçinin gündəlik) yüksək pik yükləri idarə etmək qabiliyyətidir. Təcrübədə saxlanılan su enerjisinin istifadəsi bəzən pik yüklərlə fazadan kənar baş verə bilən suvarma tələbləri ilə çətinləşir.
Çaydan hidravlik sistemləri işə salmaq adətən bəndlər yaratmaqdan daha ucuzdur və potensial olaraq daha geniş tətbiqlərə malikdir. 10 MVt-dan aşağı olan kiçik su elektrik stansiyaları dünya potensialının təxminən 10%-ni təşkil edir və onların əksəriyyəti çaylardan işləyir.
Üç növ su elektrik stansiyaları var: su elektrik stansiyaları, nasos stansiyaları və nasoslu anbar elektrik stansiyaları.
Su elektrik stansiyasının iş prinsipi
Su elektrik stansiyasının iş prinsipi su enerjisinin hidravlik turbinlər vasitəsilə mexaniki enerjiyə çevrilməsidir. Generator bu mexaniki enerjini sudan elektrik enerjisinə çevirir.
Generatorun işi Faraday prinsiplərinə əsaslanır: maqnit keçiricinin yanından keçəndə elektrik cərəyanı yaranır. Bir generatorda elektromaqnitlər cari birbaşa cərəyanla yaradılır. Onlar dirək sahələri yaradır və rotorun perimetri ətrafında quraşdırılır. Rotor turbinləri sabit sürətlə döndərən şafta bərkidilir. Rotor dönərkən, statorda quraşdırılmış keçiricidə dirəklərin dəyişməsinə səbəb olur. Bu, öz növbəsində, Faraday qanununa görə, generatorun terminallarında elektrik enerjisi yaradır.
Su elektrik stansiyasının tərkibi
Su elektrik stansiyalarının ölçüləri bir neçə evi elektrik enerjisi ilə təmin edən “mikro su elektrik stansiyalarından” milyonlarla insanı elektrik enerjisi ilə təmin edən nəhəng bəndlərə qədər dəyişir.
Ən adi su elektrik stansiyaları dörd əsas komponentdən ibarətdir:
Hidroenergetikadan istifadə 20-ci əsrin ortalarında pik həddə çatdı, lakin elektrik enerjisi istehsal etmək üçün H2O-dan istifadə ideyası minlərlə il əvvələ gedib çıxır. 2000 ildən çox əvvəl yunanlar buğdanı un halına gətirmək üçün su çarxından istifadə edirdilər. Bu qədim təkərlər indiki turbinlərə bənzəyir, onların vasitəsilə su axır.
Su elektrik stansiyaları dünyanın ən böyük bərpa olunan enerji mənbəyidir.
Su elektrik stansiyası nədir?
Su elektrik stansiyaları çox səmərəli enerji mənbələridir. Onlar bərpa olunan mənbələrdən - axan suyun mexaniki enerjisindən istifadə edirlər. Bunun üçün lazım olan su ehtiyatı çaylar və kanallar üzərində qurulan bəndlər tərəfindən yaradılır. Hidravlik qurğular nəqli azaltmağa və mineral yanacağa qənaət etməyə imkan verir (1 kVt/saata təxminən 0,4 ton kömür sərf olunur). Onların istismarı olduqca asandır və çox yüksək effektivliyə malikdir (80% -dən çox). Bu tip quraşdırmanın qiyməti istilik elektrik stansiyalarından 5-6 dəfə aşağıdır və onlar daha az texniki işçi tələb edir.
Hidravlik qurğular su elektrik stansiyaları (SES), nasoslu anbar elektrik stansiyaları (PSP) və gelgit elektrik stansiyaları (İES) ilə təmsil olunur. Onların yerləşdirilməsi əsasən təbii şəraitdən, məsələn, çayın təbiətindən və rejimindən asılıdır. Dağlıq ərazilərdə adətən yüksək təzyiqli su elektrik stansiyaları tikilir, aran çaylarında aşağı təzyiqli, lakin daha çox su axını olan qurğulardan istifadə olunur. Düzənliklərdə hidravlik tikinti bəndlərin altında yumşaq bünövrələrin üstünlük təşkil etməsi və axını tənzimləmək üçün böyük su anbarlarının olması zərurətinə görə daha çətindir. Düzənliklərdə su elektrik stansiyalarının tikintisi ona bitişik ərazilərin su altında qalmasına səbəb olur ki, bu da xeyli maddi ziyana səbəb olur.
Su elektrik stansiyası su axınının lazımi konsentrasiyasını və təzyiqin yaradılmasını təmin edən hidravlik qurğuların ardıcıl zəncirindən və təzyiq altında hərəkət edən suyun enerjisini mexaniki fırlanma enerjisinə çevirən enerji avadanlığından ibarətdir və bu da öz növbəsində çevrilir. elektrik enerjisinə çevrilir.
Su elektrik stansiyasının təzyiqi bənd və ya sapma və ya bənd və su axını ilə birlikdə istifadə olunan ərazidə çayın düşməsinin konsentrasiyası ilə yaradılır. Su elektrik stansiyasının əsas enerji avadanlığı su elektrik stansiyasının binasında yerləşir: elektrik stansiyasının turbin otağında - hidravlik aqreqatlar, köməkçi avadanlıqlar, avtomatik idarəetmə və nəzarət cihazları; mərkəzi idarəetmə postunda operator-dispetçer və ya su elektrik stansiyasının avtomatik operatoru üçün idarəetmə pultu yerləşir. Gücləndirici transformator yarımstansiyası həm su elektrik stansiyasının binasının daxilində, həm də ayrı-ayrı binalarda və ya açıq yerlərdə yerləşir. Kommutatorlar tez-tez açıq yerlərdə yerləşdirilir. Su elektrik stansiyasının binası binanın bitişik hissələrindən ayrılmış bir və ya bir neçə aqreqat və köməkçi avadanlıq olan bölmələrə bölünə bilər. Su elektrik stansiyasının binasında və ya daxilində müxtəlif avadanlıqların yığılması və təmiri və su elektrik stansiyasına texniki xidmət üçün köməkçi əməliyyatlar üçün quraşdırma sahəsi yaradılır.
Quraşdırılmış gücə görə (MVt ilə) su elektrik stansiyaları güclü (250-dən çox), orta (25-ə qədər) və kiçik (5-ə qədər) arasında fərqlənir. Su elektrik stansiyasının gücü Nb təzyiqindən (yuxarı və aşağı hovuzların səviyyələri arasındakı fərq), hidravlik turbinlərdə istifadə olunan su axını Q (m3/san) və hidravlik qurğunun səmərəliliyindən hg asılıdır. Bir sıra səbəblərə görə (məsələn, su anbarlarında suyun səviyyəsində mövsümi dəyişikliklər, enerji sisteminin yükünün dəyişməsi, hidroaqreqatların və ya hidrotexniki qurğuların təmiri və s.) suyun təzyiqi və axını davamlı olaraq dəyişir. , və əlavə olaraq, su elektrik stansiyasının gücünü tənzimləyən zaman axın dəyişir. Su elektrik stansiyasının işinin illik, həftəlik və gündəlik dövrləri var.
İstifadə olunan maksimum təzyiqə görə su elektrik stansiyaları yüksək təzyiqli (60 m-dən çox), orta təzyiqli (25-dən 60 m-ə qədər) və aşağı təzyiqli (3-dən 25 m-ə qədər) su elektrik stansiyalarına bölünür. Aran çaylarında təzyiqlər nadir hallarda 100 m-dən çox olur, dağlıq şəraitdə bənddən istifadə etməklə 300 m-ə qədər və ya daha çox təzyiq yaradıla bilər, təxribat köməyi ilə isə 1500 m-ə qədər təzyiqə görə təsnifat təxminən növlərə uyğundur. istifadə olunan enerji avadanlığının: yüksək təzyiqli su elektrik stansiyalarında, vedrə və radial su elektrik stansiyalarında istifadə olunur.metal spiral kameralı oxlu turbinlər; orta təzyiqlilərdə - dəmir-beton və metal spiral kameralı fırlanan qanadlı və radial-oxlu turbinlər, aşağı təzyiqlilərdə - dəmir-beton spiral kameralarda fırlanan qanadlı turbinlər, bəzən kapsullarda və ya açıq kameralarda üfüqi turbinlər. İstifadə olunan təzyiqə görə su elektrik stansiyalarının bölünməsi təxmini, şərti xarakter daşıyır.
Su ehtiyatlarından istifadə və təzyiqin konsentrasiyası sxeminə görə su elektrik stansiyaları adətən çay axarlı, bənd əsaslı, təzyiqli və sərbəst axınlı təxribatlı, qarışıq, nasoslu saxlama və gelgitli stansiyalara bölünür. Çay boyu və bənd əsaslı su elektrik stansiyalarında suyun təzyiqi çayı bağlayan və yuxarı hovuzda suyun səviyyəsini yüksəldən bənd tərəfindən yaradılır. Eyni zamanda çay vadisinin müəyyən qədər su basması qaçılmazdır. Çayın eyni hissəsində iki bənd tikilərsə, daşqın sahəsi azalır. Aran çaylarında iqtisadi cəhətdən icazə verilən ən böyük daşqın sahəsi bəndin hündürlüyünü məhdudlaşdırır. Çay axan və bəndə yaxın su elektrik stansiyaları həm aran yüksək sulu çaylarda, həm də dağ çaylarında, dar sıxılmış vadilərdə tikilir.
Bənddən əlavə, çaydan çıxan su elektrik stansiyasının strukturlarına su elektrik stansiyasının binası və su tullantıları su tökən qurğular daxildir. Hidravlik qurğuların tərkibi başın hündürlüyündən və quraşdırılmış gücdən asılıdır. Çay boyu su elektrik stansiyasında hidravlik aqreqatları olan bina bəndin davamı kimi xidmət edir və onunla birlikdə təzyiq cəbhəsi yaradır. Eyni zamanda, yuxarı hovuz bir tərəfdən su elektrik stansiyasının binasına, digər tərəfdən isə aşağı hovuza bitişikdir. Hidravlik turbinlərin tədarük spiral kameraları giriş hissələri ilə yuxarı axının səviyyəsinin altına qoyulur, emiş borularının çıxış hissələri isə aşağı axının səviyyəsinə batırılır.
Su qurğularının təyinatına uyğun olaraq, bura gəmi qıfılları və ya gəmi lifti, balıq keçidi strukturları, suvarma və su təchizatı üçün suqəbuledici qurğular daxil ola bilər. Çay boyu su elektrik stansiyalarında bəzən suyun keçməsinə imkan verən yeganə struktur elektrik stansiyasının binasıdır. Bu hallarda faydalı su tullantı saxlayan barmaqlıqlar, spiral kamera, hidravlik turbin və udma borusu olan giriş hissəsindən ardıcıl olaraq keçir və çayın sel axınları bitişik turbin kameraları arasındakı xüsusi borularla axıdılır. Çay su elektrik stansiyaları 30-40 m-ə qədər təzyiqlərlə xarakterizə olunur; Ən sadə su elektrik stansiyalarına həmçinin əvvəllər tikilmiş kiçik tutumlu kənd su elektrik stansiyaları (su elektrik stansiyaları) daxildir. Böyük düzənlik çaylarında əsas kanal torpaq bənd ilə bağlanır, ona bitişik beton sel bəndi və su elektrik stansiyasının binası tikilir. Bu tənzimləmə iri düzənlik çaylarında yerləşən bir çox yerli su elektrik stansiyaları üçün xarakterikdir. adına Voljskaya SES. Sov.İKP-nin 22-ci qurultayı - çay yatağı stansiyaları arasında ən böyüyü.
Ən güclü su elektrik stansiyaları Volqa, Kama, Anqara, Yenisey, Ob və İrtışda tikilmişdir. Su elektrik stansiyalarının kaskadı, enerjisindən tam ardıcıllıqla istifadə etmək məqsədi ilə su axını boyunca addımlarla yerləşən bir qrup su elektrik stansiyalarıdır. Bir kaskaddakı qurğular, adətən, yuxarı pillələrin su anbarlarının aşağı pillələrin anbarlarına tənzimləyici təsir göstərdiyi ümumi bir rejimlə əlaqələndirilir. Şərq rayonlarında su elektrik stansiyalarının bazasında enerjitutumlu sənaye sahələrində ixtisaslaşan sənaye kompleksləri formalaşır.
Texniki-iqtisadi göstəricilərə görə ən səmərəli resurslar Sibirdə cəmləşmişdir. Buna misal olaraq ölkənin ən böyük su elektrik stansiyalarını özündə birləşdirən Anqara-Yenisey kaskadını göstərmək olar: Sayano-Şuşenskaya (6,4 milyon kVt), Krasnoyarsk (6 milyon kVt), Bratsk (4,6 milyon kVt), Ust-İlimskaya (4,3 milyon kVt). milyon kVt). Boquçanovskaya su elektrik stansiyası (4 milyon kVt) tikilir. Kaskadın ümumi gücü hazırda 20 milyon kVt-dan çoxdur.
Su elektrik stansiyalarının tikintisi zamanı məqsəd adətən elektrik enerjisi istehsalı, çayda naviqasiya şəraitinin yaxşılaşdırılması və torpaqların suvarılmasıdır. Su elektrik stansiyalarında, adətən, suyun saxlanmasına və onun axınının və deməli, stansiyanın iş gücünü tənzimləməsinə imkan verən su anbarları olur ki, bütövlükdə enerji sistemi üçün ən sərfəli rejimi təmin etsin.
Tənzimləmə prosesi aşağıdakı kimidir. Enerji sistemində yükün az olduğu (və ya çaya suyun təbii axınının böyük olduğu) bir müddət ərzində su elektrik stansiyası təbii axınından az miqdarda su sərf edir. Bu zaman su anbarında toplanır və stansiyanın işləmə qabiliyyəti nisbətən az olur. Digər vaxtlarda sistemin yükü yüksək olduqda (yaxud su axını az olduqda) su elektrik stansiyası təbii axını üstələyən miqdarda sudan istifadə edir. Bu zaman su anbarında yığılan su sərf olunur və stansiyanın işləmə gücü maksimuma yüksəlir. Su anbarının həcmindən, tənzimləmə müddətindən və ya anbarın doldurulması və istismarı üçün tələb olunan vaxtdan asılı olaraq bir gün, bir həftə, bir neçə ay və ya daha çox ola bilər. Bu müddət ərzində su elektrik stansiyası təbii axını ilə müəyyən edilmiş ciddi şəkildə müəyyən edilmiş miqdarda su istifadə edə bilər.
Su elektrik stansiyaları istilik və atom elektrik stansiyaları ilə birlikdə işləyərkən, enerji sisteminin yükü onlar arasında elə bölüşdürülür ki, nəzərdən keçirilən dövr ərzində verilən su axınında elektrik enerjisinə olan tələbat minimum yanacaq sərfi ilə ödənilsin (və ya minimum yanacaq xərcləri) sistemdə. Enerji sistemlərinin istismarı təcrübəsi göstərir ki, ilin əksər hissəsində su elektrik stansiyalarının pik rejimində işləməsi məqsədəuyğundur. Bu o deməkdir ki, gün ərzində su elektrik stansiyasının iş gücü geniş hədlər daxilində dəyişməlidir - enerji sistemində yükün aşağı olduğu saatlardakı minimumdan sistemə ən yüksək yükün olduğu saatlarda maksimuma qədər. Su elektrik stansiyalarının bu cür istifadəsi ilə istilik stansiyalarının yükü düzəldilir və onların işləməsi daha qənaətcil olur.
Daşqın dövrlərində çaya təbii su axınının yüksək olduğu vaxtlarda iş gücü maksimuma yaxın olan su elektrik stansiyalarından gecə-gündüz istifadə etmək və bununla da bənd vasitəsilə boş su axıdılmasını azaltmaq məqsədəuyğundur. Su elektrik stansiyasının ən sərfəli rejimi bir çox amillərdən asılıdır və müvafiq hesablamalarla müəyyən edilməlidir.
Su elektrik stansiyalarının istismarı aqreqatların tez-tez işə salınması və dayanması, iş gücünün sıfırdan nominala sürətli dəyişməsi ilə xarakterizə olunur. Hidravlik turbinlər öz təbiətinə görə bu rejimə uyğunlaşdırılmışdır. Hidrogeneratorlar üçün bu rejim də məqbuldur, çünki buxar turbin generatorlarından fərqli olaraq, hidrogeneratorun ox uzunluğu nisbətən kiçikdir və sarma çubuqlarının temperatur deformasiyaları daha az nəzərə çarpır. Hidravlik qurğunun işə salınması və gücün əldə edilməsi prosesi tam avtomatlaşdırılmışdır və cəmi bir neçə dəqiqə tələb olunur.
Su elektrik stansiyalarının quraşdırılmış gücündən istifadə müddəti adətən istilik elektrik stansiyalarından daha qısa olur. Pik stansiyalar üçün 1500-3000 saat, baza stansiyaları üçün isə 5000-6000 saata qədərdir.
Su elektrik stansiyasının vahid dəyəri (RUB/MW) tikinti işlərinin daha böyük həcminə görə eyni gücə malik istilik stansiyasının vahid dəyərindən yüksəkdir. Su elektrik stansiyasının tikinti müddəti də istilik stansiyasının tikinti müddətindən daha uzundur. Bununla belə, istismar xərclərinə yanacağın maya dəyəri daxil olmadığından, su elektrik stansiyalarının istehsal etdiyi elektrik enerjisinin dəyəri istilik elektrik stansiyalarının enerjisindən xeyli aşağıdır.
Dağ və mərkəzi çaylarda su elektrik stansiyalarının tikilməsi məqsədəuyğundur. Aran çaylarında onların tikintisi sel çəmənliklərinin və əkin sahələrinin, meşələrin böyük ərazilərinin su altında qalmasına, balıq ehtiyatlarının azalmasına və digər nəticələrə səbəb ola bilər.
Kiçik hidravlik turbinlər, adi su elektrik stansiyalarının turbinlərindən fərqli olaraq, iş prinsipinə görə çox spesifikdir. Mikrohidravlik turbinin işləmə prosesi maraqlıdır ki, onun strukturunun xassələri müəyyən bir obyekt üçün hidravlik turbinin (qanadların) hissələrinə axacaq, generatoru işlək vəziyyətə gətirəcək su kütlələrinin həcmini təmin edə bilər. (generator elektrik enerjisi istehsal etmək rolunu oynayır).
Su təzyiqinin yüksəldilməsi prosesi "törəmə" - sərbəst axın (bu mikro su elektrik stansiyasının təxribat tipli olması şərtilə) və ya bəndin (bir mini istilik elektrik stansiyası olması şərti ilə) su axıdmalarının meydana gəlməsi ilə təmin edilir. bənd növü).
Mini su elektrik stansiyasının gücü
Mini su elektrik stansiyasının güc səviyyəsi birbaşa onun hidravlik xüsusiyyətlərinin yerləşdiyi şəraitdən asılıdır:
- Su axını müəyyən vaxt ərzində turbindən keçən su kütlələrinin həcmidir (l). Bu müddət üçün 1-2 saniyə çəkmək adətdir.
- Su təzyiqi su kütləsinin iki əks nöqtəsi arasındakı məsafədir (biri yuxarıda, digəri aşağıda yerləşir). Təzyiq mikro su elektrik stansiyalarının növlərinin (yüksək təzyiq, orta təzyiq, aşağı təzyiq) asılı olduğu bir sıra xarakterik xüsusiyyətlərə malikdir.
Mikro su elektrik stansiyasının istismarının özəlliyi onun ərazi yerləşməsi baxımından qiymətləndirilir. Məsələn, təzyiqli mikro su elektrik stansiyası suyun daha sürətli axmasına imkan verən, müəyyən bir meyl bucağında yerləşən, ağacdan hazırlanmış xüsusi kanaldan su axını yönləndirməklə işləyir. Belə bir su elektrik stansiyasında suyun təzyiqi kanalın uzunluğundan asılıdır. Sonra su təzyiq boru kəmərinə axır, bundan sonra aşağı hissədə yerləşən hidravlik qurğuya daxil olur. Daha sonra təkrar emal edilmiş su ekstruziya yolu ilə öz mənbəyinə qaytarılır.
Mini su elektrik stansiyasının yeri
Qeyd etmək lazımdır ki, hidravlik turbinin mövqeyi tikinti növündən asılı olaraq fərqli ola bilər:
- Üfüqi mövqe. Hidravlik turbinin bu mövqeyi mini su elektrik stansiyasının özünün ölçüsünün təbii artmasına səbəb olur (fırlanma zamanı enerji sisteminin ölçüsünü də artıran bir turbin şaftının köməyi ilə, həmçinin miqyasda dəyişiklik) turbin otağının). Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, belə hidravlik turbinlərin qurulması digərlərindən daha mürəkkəb deyil, əksinə, onu sadələşdirir.
- Şaquli tənzimləmə. Bu tip tənzimləmə su elektrik stansiyasının ölçüsünü azaltmağa kömək edir, eksenel xətlərin balansını və onun yığcamlığını yaxşılaşdırır. Bu yerləşdirmənin qurulması daha mürəkkəbdir, çünki fırlanma elementində oxun ətraflı balansına ehtiyac yaradır. Həm də belə bir vəziyyətdə, bir üfüqi xəttdə olduqda, işçi mərtəbənin məcburi mövqeyinə və bütün strukturun ağırlığına tab gətirə bilməsi üçün onun güc xüsusiyyətlərinə daha diqqətli olmaq vacibdir. Şaquli mövqe strukturun oxuna təzyiqi artırır.
Mini su elektrik stansiyasının tətbiqi
Ümumiyyətlə, kiçik su elektrik stansiyaları əsasən yaşayış binalarının ucqar ərazilərində tətbiqi üçün istifadə olunur. Onlar böyük elektrik stansiyalarına ciddi rəqib ola bilməz, əksinə, enerjiyə qənaətin təmin edilməsinə xidmət edir. Son zamanlar bir sıra insanlar həm su elektrik stansiyalarından, həm günəş batareyalarından, həm də müxtəlif küləyə nəzarət qurğularından istifadə edirlər. Bu məqalədə təsvir edilən turbinlər tezliklə bu innovativ enerji mənbələri ilə birləşə bilər ki, bu da son nəticədə yeni elektrik sxemlərinin və modellərinin yaradılmasına gətirib çıxaracaq.
Bu strukturlar nə üçün istifadə edilə bilər?
- xüsusi mülkiyyəti elektrik enerjisi ilə təmin etmək;
- ucqar sənaye rayonları üçün;
- elektrik doldurma stansiyaları üçün;
- müvəqqəti istifadə üçün.
Mini su elektrik stansiyalarının üstünlükləri
Kiçik su elektrik stansiyalarının bir sıra xüsusi üstünlükləri var:
- Onlar iki versiyada mövcuddur: anbarın dibinə bərkidilmiş, həmçinin səthdə iş aparmağa imkan verən xüsusi qarmaqlar ilə.
- quraşdırma 5 kVt gücə çata bilər, su elektrik stansiyalarının gücünü və səmərəliliyini artırmaq üçün turbinlər modul kimi quraşdırılır
- Su elektrik stansiyaları tikinti prosesində ətraf mühitə mənfi təsir göstərmir, çünki Onu yaratmaq üçün müəyyən bir axına yönəldilmiş və bıçaqları hərəkətə gətirən təbii su istifadə olunur.
Mini su elektrik stansiyaları üçün turbinlər
İndi gəlin birbaşa mini su elektrik stansiyaları üçün hidravlik turbinlərdən və onun tikintisi üçün bizə lazım olanlardan danışaq. Hidravlik turbinin xüsusiyyətləri və işləmə xüsusiyyətləri:
- Turbinə verilən suyun temperaturu +4 °C-dən çox olmalıdır.
- Blok modulunda olması lazım olan temperatur +15 °C və yuxarıdır.
- Mənbəsi hidravlik turbindən 1 m məsafədə yerləşən səs təzyiqi 80 dB və daha çox deyil.
- Hidravlik turbinin xarici səthi havanın temperaturu +25°C ətrafında olması şərti ilə +45°C-dən yüksək olmayan temperatura qədər qızdırılmalıdır.
İdeal şəraitdə yaxşı balanslaşdırılmış və işləyən hidravlik turbin nümunəsini nəzərdən keçirək.
Fərz edək ki, bizdə radial, orta təzyiqlə təzyiqlə idarə olunan, qanadlara su tangensial tədarükü təmin edən, şaft üfüqi vəziyyətdə olan axınlı hidravlik turbinimiz var. Bu tip borular "sakit" kimi təsnif edilir. Onlar ətraf mühitə, quraşdırma yeri və müxtəlif hündürlük təzyiq fərqlərinə uyğunlaşma xüsusiyyətinə malikdirlər. Su axını kəskin şəkildə dəyişirsə, o zaman turbin iki kameralı çanta dizaynından istifadə edir ki, bu da cihazın daha yaxşı işləməsini təmin edir.
Hər hansı bir hidravlik turbinin gövdəsi konstruktiv poladdan hazırlanır, möhkəm və etibarlıdır. Adi su elektrik stansiyaları üçün hidravlik turbinlərlə müqayisədə materiallar və tikinti xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Hidravlik turbinin tikintisi üçün istifadə olunan ən çox yayılmış material 90 ilə 120 metr arasında fərqlərə tab gətirəcək, bəzi hissələr paslanmayan poladdan (gövdə, boru kəmərləri) hazırlanır.
Yeni nəsil hidravlik turbinlərdə ciddi deformasiya və dəyişiklik olmadan generatoru və çarxı dəyişdirmək mümkündür. Qeyd etmək lazımdır ki, pervane əməliyyat zamanı pervane sahəsindən keçən su axınlarına görə özünü təmizləmə xüsusiyyətinə malikdir. Generatorun və hidravlik turbinin özünün dizaynı zamanı kavitasiya səviyyəsini azaltmaq üçün bir sıra tədbirlər görülür. Hazırkı hidravlik turbinlər bu problemdən 100 faiz azaddır.
Hidravlik turbinin əsas hissəsi çarxdır. Bıçaqların istehsalı üçün material tez-tez profil tipli poladdır. Xüsusiyyətlərinə görə, bıçaqlar rulmanların işini asanlaşdıran eksenel qüvvə yarada bilər və çarxların özləri daimi tarazlıqdadırlar. Pervane oxunun işləmə müddəti onun mövqeyi ilə müəyyən edilir, daha uzun işləmək üçün rulman səviyyəsində quraşdırılır.
Mini su elektrik stansiyaları üçün hidravlik turbinlərin xüsusiyyətləri
- Yüksək keyfiyyətli içməli su əldə etmək üçün təmizləyici sistemlərdə istifadə edilə bilər.
- Sənaye generatorunu birləşdirmək mümkündür.
- Generatorun etibarlılığı üçün artan tələblər.
Texniki planın bəzi xüsusiyyətləri:
- Hündürlük fərqi: 3 - 200 m
- Su axını: saniyədə 0,03 - 13 kubmetr
- Güc: 5 - 3000 kVt
- Eksenel sektorda yerləşən bıçaqların sayı: 37
- Effektivlik: 84% - 87%
Əlbəttə ki, mini su elektrik stansiyalarının əsas enerji mənbəyinə çevrilməsi ehtimalı azdır, lakin onların istifadəsi əsas enerji təchizatı şəbəkəsindəki yükün azaldılması vasitəsi kimi, xüsusən də istehlakın ən yüksək olduğu dövrlərdə olduqca məqsədəuyğundur.
Su elektrik stansiyası mürəkkəb hidrotexniki qurğular və avadanlıqlar kompleksidir. Onun məqsədi su axınının enerjisini elektrik enerjisinə çevirməkdir. Hidroenergetika bərpa olunan enerji mənbələrindən biridir, yəni praktiki olaraq tükənməzdir.
Ən mühüm hidravlik quruluş bənddir. O, anbarda suyu saxlayır və lazımi su təzyiqini yaradır. Hidravlik turbin su elektrik stansiyasının əsas mühərrikidir. Onun köməyi ilə təzyiq altında hərəkət edən suyun enerjisi mexaniki fırlanma enerjisinə çevrilir, daha sonra (elektrik generatoru sayəsində) elektrik enerjisinə çevrilir. Hidravlik turbin, hidrogenerator, avtomatik nəzarət və idarəetmə cihazları - pultlar su elektrik stansiyasının turbin otağında yerləşir. Gücləndirici transformatorlar həm binanın daxilində, həm də açıq yerlərdə yerləşdirilə bilər. Kommutatorlar ən çox elektrik stansiyasının binasının yaxınlığında açıq havada quraşdırılır.
Böyük su elektrik ehtiyatlarına (dünyanın ümumi ehtiyatlarının 11112%-i) malik olan Sovet İttifaqında su elektrik stansiyalarının geniş tikintisinə başlanılmışdır. Quraşdırılmış su elektrik gücünə əsaslanır. Yalnız müharibədən sonrakı 30 ildə, 1950-ci ildən başlayaraq, stansiyalar kiçik hissələrə bölündü - 1980-ci ilə qədər, elektrik enerjisi istehsalı 5 MVt-a qədər, orta - 5-dən 25-ə qədər və böyük - su elektrik stansiyaları 10 dəfədən çox artdı. 25 MVt-dan çox. Ölkəmizdə hər birinin quraşdırılmış gücü 500 MVt-dan çox olan 20 su elektrik stansiyası var. Onlardan ən böyüyü Krasnoyarsk (6000 MVt) və Sayano-Şuşenskaya (6400 MVt) su elektrik stansiyalarıdır.
Bir çox problemlərin kompleks həlli olmadan su elektrik stansiyalarının tikintisini təsəvvür etmək mümkün deyil. Təkcə enerjiyə deyil, həm də su nəqliyyatına, su təchizatına, suvarma, balıqçılıq sahələrinə olan tələbatı ödəmək lazımdır. Çayın kənarında yerləşən çayda bir deyil, bir sıra su elektrik stansiyaları tikildikdə bu vəzifələr şəlaləlilik prinsipi ilə daha yaxşı qarşılanır. Bu, çayda müxtəlif səviyyələrdə ardıcıl olaraq yerləşən bir neçə su anbarı yaratmağa imkan verir ki, bu da çay axınından, onun enerji ehtiyatlarından daha dolğun istifadə etmək və ayrı-ayrı su elektrik stansiyalarının gücündən manevr etmək deməkdir. Bir çox çaylarda su elektrik stansiyalarının kaskadları tikilmişdir. Voljski ilə yanaşı, Kama, Dnepr, Çirçik, Hrazdan, İrtış, Rioni və Svirdə kaskadlar tikildi. Ən güclü Anqara-Yenisey şəlaləsi dünyanın ən böyük su elektrik stansiyaları - Bratsk, Krasnoyarsk, Sayano-Şuşenskaya və Boguchanskaya ilə ümumi gücü təxminən 17 GVt və illik 76 milyard kVt elektrik enerjisi istehsal edir.
Su axınının enerjisindən istifadə edən bir neçə növ elektrik stansiyası var. Su elektrik stansiyaları ilə yanaşı, nasoslu anbar elektrik stansiyaları (PSPP) və gelgit elektrik stansiyaları (İES) də tikilir. İlk baxışdan adi su elektrik stansiyası ilə su anbarı elektrik stansiyası arasındakı fərqi çətin ki, hiss edəcəksiniz. Əsas elektrik avadanlıqlarının yerləşdiyi eyni bina, eyni elektrik xətləri. Elektrik enerjisi istehsalında heç bir əsas fərq yoxdur. Nasoslu elektrik stansiyalarının xüsusiyyətləri hansılardır?
Su elektrik stansiyasından fərqli olaraq, nasosla işləyən anbar stansiyası üçün hər birinin tutumu bir neçə on milyon kubmetr olan iki su anbarı (bir deyil) tələb olunur. Birinin səviyyəsi digərindən bir neçə on metr yüksək olmalıdır. Hər iki su anbarı bir-birinə boru kəmərləri ilə bağlıdır. Aşağı su anbarında nasosla işləyən elektrik stansiyasının binası tikilir. Orada, geri çevrilən hidravlik qurğular - hidravlik turbinlər və elektrik generatorları eyni şafta yerləşdirilir. Onlar həm cərəyan generatorları, həm də elektrik su nasosları kimi işləyə bilərlər. Enerji istehlakı azaldıqda, məsələn, gecə, hidravlik turbinlər nasos funksiyasını yerinə yetirərək, aşağı rezervuardan yuxarıya su vurur. Bu halda generatorlar elektrik mühərriki kimi fəaliyyət göstərir, istilik və atom elektrik stansiyalarından elektrik enerjisi alır. Elektrik enerjisi istehlakı artdıqda, nasosla işləyən anbar elektrik stansiyasının hidravlik aqreqatları əks fırlanma rejiminə keçir. Yuxarı rezervuardan aşağıya düşən su hidravlik turbinləri fırladır və generatorlar elektrik enerjisi yaradır. Belə ki, gecə saatlarında nasosla işləyən elektrik stansiyası, sanki, başqa elektrik stansiyalarının istehsal etdiyi elektrik enerjisini toplayır və gündüzlər buraxır. Buna görə də, nasosla işləyən elektrik stansiyaları, ümumiyyətlə, energetiklərin dediyi kimi, yükün "zirvələrini" örtməyə xidmət edir, yəni xüsusilə lazım olduqda enerji verir. Dünyada 160-dan çox nasosla işləyən elektrik stansiyası fəaliyyət göstərir. Ölkəmizdə ilk nasoslu elektrik stansiyası Kiyev yaxınlığında tikilmişdir. Onun aşağı başlığı var, cəmi 73 m və ümumi gücü 225 MVt-dır.
Moskva vilayətində 1,2 GVt gücü və 100 m gücü olan daha böyük nasoslu anbar elektrik stansiyası istifadəyə verildi.
Tipik olaraq nasosla işləyən elektrik stansiyaları çaylar üzərində tikilir. Ancaq məlum oldu ki, belə elektrik stansiyaları dənizlərin və okeanların sahillərində tikilə bilər. Yalnız orada fərqli bir ad aldılar - gelgit elektrik stansiyaları (İES).
Gündə iki dəfə eyni vaxtda okeanın səviyyəsi yüksəlir və enir. Su kütlələrini cəlb edən Ayın və Günəşin cazibə qüvvələridir. Sahildən uzaqda, suyun səviyyəsindəki dalğalanmalar 1 m-dən çox deyil, sahilə yaxın yerlərdə, məsələn, Oxotsk dənizindəki Penzhinskaya körfəzində olduğu kimi, 13 m-ə çata bilər.
Bir körfəz və ya çayın ağzı bəndlə bağlanıbsa, suyun ən böyük qalxması anında belə bir süni su anbarında yüz milyonlarla kubmetr su bağlana bilər. Dənizdə su axını kəsildikdə, su anbarında və dənizdə suyun səviyyəsi arasında fərq yaranır ki, bu da PES binalarında quraşdırılmış hidravlik turbinlərin fırlanması üçün kifayətdir. Yalnız bir su anbarı varsa, PES gündə dörd dəfə müvafiq olaraq 1-2 saatlıq fasilələrlə 4-5 saat fasiləsiz elektrik enerjisi istehsal edə bilər (su anbarında suyun səviyyəsi yüksək və aşağı gelgitlər zamanı dəfələrlə dəyişir) .
Qeyri-bərabər enerji istehsalının aradan qaldırılması üçün stansiyanın su anbarı bəndlə 2-3 kiçik hissəyə bölünür. Biri aşağı gelgit səviyyəsini saxlayır, digəri yüksək gelgit səviyyəsini saxlayır, üçüncüsü isə ehtiyat kimi xidmət edir.
İES-də həm generatorda (elektrik enerjisi istehsal edən), həm də nasos rejimində (suyun səviyyəsi aşağı olan anbardan suyun yüksək səviyyəli anbara vurulması) yüksək səmərəliliklə işləməyə qadir olan hidravlik qurğular quraşdırılmışdır. Nasos rejimində PES enerji sistemində artıq elektrik göründükdə işləyir. Bu halda aqreqatlar suyu bir anbardan digərinə vurur və ya çıxarır.
1968-ci ildə Kislaya körfəzində Barents dənizinin sahilində ölkəmizdə ilk sınaq sənaye elektrik stansiyası tikildi. Elektrik stansiyasının binasında 400 kVt gücündə 2 hidravlik qurğu yerləşir.
İlk İES-in istismarında on illik təcrübə Ağ dənizdə Mezen İES, Oxot dənizində Penjinskaya və Tuqurskaya üçün layihələr hazırlamağa imkan verdi.
Dünya okeanlarının gelgitlərinin, hətta okean dalğalarının özünün böyük qüvvələrindən istifadə etmək maraqlı bir problemdir. Onlar bunu yenicə həll etməyə başlayırlar. Öyrənilməli, icad edilməli, dizayn edilməli çox şey var.
Böyük enerji nəhənglərinin tikintisi - istər su elektrik stansiyaları, istər nasosla işləyən elektrik stansiyaları, istərsə də elektrik stansiyaları - hər dəfə inşaatçılar üçün imtahandır. Burada ən yüksək ixtisaslı və müxtəlif ixtisaslara malik işçilərin əməyi birləşdirilir - beton ustalarından alpinistlərə qədər.
