300 կՎԱ հզորությամբ հիդրոէլեկտրակայանի տուրբինի կառուցում։ Հիդրոէլեկտրական էներգիայի աղբյուր

Զարմանալի է հիդրոէլեկտրակայանների կառուցման ժամանակ օգտագործվող տեխնիկական լուծումների բազմազանությունն ու յուրահատկությունը։ Իրականում այդքան էլ հեշտ չէ գտնել երկու միանման կայաններ։ Բայց դեռ կա դրանց դասակարգում, որը հիմնված է որոշակի բնութագրերի՝ չափանիշների վրա:

Ճնշման ստեղծման մեթոդ

Թերևս ամենաակնառու չափանիշն է ճնշում ստեղծելու մեթոդ:

• հոսող գետի հիդրոէլեկտրակայան (ՀԷԿ);
• դիվերսիոն հիդրոէլեկտրակայան;
• պոմպային պահեստային էլեկտրակայան (PSPP);
• մակընթացային էլեկտրակայան (ՋԷԿ):

Այս չորս հիմնական տեսակի հիդրոէլեկտրակայանների միջև կան բնորոշ տարբերություններ. Գետի հիդրոէլեկտրակայան գտնվում է գետի վրա՝ փակելով դրա հոսքը ամբարտակով, ճնշում և ջրամբար ստեղծելու համար։ Դերիվացիոն հիդրոէլեկտրակայան սովորաբար գտնվում է ոլորապտույտ լեռնային գետերի վրա, որտեղ հնարավոր է գետի ճյուղերը միացնել խողովակով, որպեսզի հոսքի մի մասը հոսի ավելի կարճ ճանապարհով: Այս դեպքում ճնշումն առաջանում է տեղանքի բնական տարբերությամբ, իսկ ջրամբարը կարող է իսպառ բացակայել։ Պոմպային պահեստային էլեկտրակայան բաղկացած է երկու լողավազաններից, որոնք գտնվում են տարբեր մակարդակներում: Լողավազանները միացված են խողովակներով, որոնց միջոցով ջուրը կարող է վերևից հոսել ստորին լողավազան և հետ մղվել: մակընթացային էլեկտրակայան գտնվում է մի ծոցում, որը արգելափակված է պատնեշով ջրամբար ստեղծելու համար: Ի տարբերություն պոմպային պահեստային էլեկտրակայան TES-ի գործառնական ցիկլը կախված է մակընթացային երևույթից:

Ճնշման արժեքը

Հիդրոէլեկտրակայանները հիդրոէլեկտրակայանները բաժանվում են 4 խմբի՝ ելնելով հիդրոէլեկտրակայանի (ՀՏԿ) կողմից ստեղծված ճնշման քանակից.

• ցածր ճնշում - մինչև 20 մ;
• միջին ճնշում - 20-ից 70 մ;
• բարձր ճնշում - 70-ից 200 մ;
• գերբարձր ճնշում - 200 մ-ից:

Հարկ է նշել, որ դասակարգումն ըստ ճնշման արժեքըհարաբերական է և տատանվում է մի աղբյուրից մյուսը:

Տեղադրված հզորություն

Ըստ կայանի դրվածքային հզորության՝ դրա վրա տեղադրված արտադրող սարքավորումների անվանական հզորությունների հանրագումարը. Այս դասակարգումն ունի 3 խումբ.

• միկրո հիդրոէլեկտրակայան - 5 կՎտ-ից մինչև 1 ՄՎտ;
• փոքր հիդրոէլեկտրակայաններ՝ 1 կՎտ-ից մինչև 10 ՄՎտ;
• խոշոր հիդրոէլեկտրակայաններ՝ ավելի քան 10 ՄՎտ.

Դասակարգում ըստ տեղադրված հզորությունինչպես նաեւ ճնշման առումով խիստ չէ։ Նույն կայանը կարող է դասակարգվել տարբեր խմբերի տարբեր աղբյուրներում:

Ամբարտակի ձևավորում

Գոյություն ունեն հիդրոէլեկտրական ամբարտակների 4 հիմնական խումբ.

• գրավիտացիոն;
• հենարան;
• կամարակապ;
• կամարակապ ձգողականություն.

Gravity Dam Այն զանգվածային կառույց է, որն իր քաշի շնորհիվ ջուր է պահում ջրամբարում։ Հենակետային պատնեշ օգտագործում է մի փոքր այլ մեխանիզմ. այն փոխհատուցում է իր համեմատաբար ցածր քաշը ջրի քաշով, որը սեղմում է պատնեշի թեք երեսը վերևի կողմից: Կամար պատնեշ , թերևս ամենանրբագեղը, ունի կամարի ձև, հիմքը հենված է ափերին, իսկ կլորացված մասը՝ դեպի ջրամբարը ուռուցիկ։ Կամարակապ ամբարտակում ջուրը պահպանվում է ամբարտակի ճակատից գետի ափերին ճնշման վերաբաշխման պատճառով:

Մեքենայի սենյակի գտնվելու վայրը

Ավելի ճիշտ, ըստ տուրբինային սենյակի գտնվելու վայրը պատնեշի համեմատ, չպետք է շփոթել դասավորության հետ: Այս դասակարգումը վերաբերում է միայն հոսող, դիվերսիոն և մակընթացային էլեկտրակայաններին:

• ալիքի տեսակը;
• պատնեշի տեսակը.

ժամը ալիքի տեսակը տուրբինային սենյակը գտնվում է անմիջապես պատնեշի մարմնում, պատնեշի տեսակը - կանգնեցված է պատնեշի մարմնից առանձին և սովորաբար գտնվում է անմիջապես դրա հետևում:

Դասավորություն

Այս համատեքստում «դասավորություն» բառը նշանակում է տուրբինային սենյակի գտնվելու վայրը գետի հունի համեմատ: Զգույշ եղեք այս թեմայով այլ գրականություն կարդալիս, քանի որ դասավորություն բառն ավելի լայն իմաստ ունի։ Դասակարգումը վավեր է միայն հոսող գետի և դիվերսիոն էլեկտրակայանների համար:

• ալիք;
• ջրհեղեղ;
• ափամերձ.

ժամը ալիքի դասավորությունը Տուրբինային սրահի շենքը գտնվում է գետի հունում, ջրհեղեղի դասավորությունը - գետի սելավատարում և երբ ափամերձ հատակագիծը - գետի ափին.

Գերկարգավորում

Մասնավորապես՝ գետի հոսքի կարգավորման աստիճանը։ Դասակարգումը վերաբերում է միայն հոսող և դիվերսիոն հիդրոէլեկտրակայաններին:

• ամենօրյա կարգավորում (գործառնական ցիկլը `մեկ օր);
• շաբաթական կանոնակարգ (աշխատանքային ցիկլը՝ մեկ շաբաթ);
• տարեկան կարգավորում (գործառնական ցիկլը` մեկ տարի);
• երկարաժամկետ կարգավորում (գործառնական ցիկլը՝ մի քանի տարի):

Դասակարգումն արտացոլում է, թե որքան մեծ է հիդրոէլեկտրական ջրամբարի ջրամբարը գետի տարեկան հոսքի ծավալի համեմատ:

Վերոնշյալ բոլոր չափանիշները միմյանց բացառող չեն, այսինքն՝ նույն հիդրոէլեկտրակայանը կարող է լինել գետի տիպի, բարձր ճնշման, միջին հզորության, գետահոսքի դասավորությամբ՝ պատնեշի տիպի հաստոցներով, կամարային պատնեշով և տարեկան կարգավորման ջրամբար։

Օգտագործված աղբյուրների ցանկը

1. Բրիզգալովը, Վ.Ի. Հիդրոէլեկտրակայաններ: Դասագիրք. նպաստ / V.I. Բրիզգալովը, Լ.Ա. Գորդոն - Կրասնոյարսկ: IPC KSTU, 2002. - 541 p.
2. Հիդրավլիկ կառույցներ՝ 2 հատորով / Մ.Մ. Գրիշին [եւ ուրիշներ]: - Մոսկվա: Բարձրագույն դպրոց, 1979. - T.2 - 336 p.

Հրատարակված՝ 21 հուլիսի, 2016 Դիտումներ՝ 4,5կ

Հիդրոէլեկտրակայանները կամ հիդրոէլեկտրակայանները օգտագործում են գետի ջրի պոտենցիալ էներգիան և այսօր հանդիսանում են վերականգնվող աղբյուրներից էլեկտրաէներգիա արտադրելու սովորական միջոց։

Հիդրոէլեկտրական էներգիան մատակարարում է աշխարհի էլեկտրաէներգիայի ավելի քան 16%-ը (99% Նորվեգիայում, 58% Կանադայում, 55% Շվեյցարիայում, 45% Շվեդիայում, 7% ԱՄՆ-ում, 6% Ավստրալիայում) տեղադրված ավելի քան 1060 ԳՎտ էլեկտրաէներգիայի: հզորությունը։ Այս հզորության կեսը գտնվում է հինգ երկրներում՝ Չինաստան (212 ԳՎտ), Բրազիլիա (82,2 ԳՎտ), ԱՄՆ (79 ԳՎտ), Կանադա (76,4 ԳՎտ) և Ռուսաստանում (46 ԳՎտ): Բացի հարաբերական առատությամբ այս չորս երկրներից (Նորվեգիա, Կանադա, Շվեյցարիա և Շվեդիա), հիդրոէներգիան սովորաբար կիրառվում է առավելագույն բեռնվածության ժամանակ, քանի որ հիդրոէլեկտրակայանը կարող է հեշտությամբ դադարեցվել և գործարկվել: Սա նաև նշանակում է, որ այն իդեալական հավելում է on-grid համակարգին և ամենաարդյունավետ օգտագործվում է Դանիայում:

Հիդրոէլեկտրակայաններն օգտագործում են թափվող ջրի էներգիան էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Տուրբինն ընկնող H2O-ի կինետիկ ուժը վերածում է մեխանիկական ուժի։ Այնուհետև գեներատորը տուրբինից ստացվող մեխանիկական էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի:

Հիդրոէներգիան աշխարհում

Հիդրոէներգիան օգտագործում է մեծ տարածքներ և ապագայի համար հիմնական տարբերակ չէ զարգացած երկրներում, քանի որ հիդրոէներգիայի զարգացման ներուժ ունեցող այս երկրների մեծ տեղամասերը կա՛մ արդեն շահագործվում են, կա՛մ անհասանելի են այլ պատճառներով, ինչպիսիք են բնապահպանական խնդիրները: Հիմնականում Չինաստանում և Լատինական Ամերիկայում հիդրոէներգիայի աճ է սպասվում մինչև 2030 թվականը։ Չինաստանը վերջին տարիներին շահագործման է հանձնել 26 միլիարդ դոլար արժողությամբ հիդրոէլեկտրակայաններ, որոնք արտադրում են 22,5 ԳՎտ: Չինաստանի հիդրոէներգիան դեր է խաղացել ամբարտակներից ավելի քան 1,2 միլիոն մարդու տեղահանման գործում:

Հիդրավլիկ համակարգերի հիմնական առավելությունը սեզոնային (ինչպես նաև ամենօրյա) բարձր գագաթնակետային բեռների հետ աշխատելու ունակությունն է: Գործնականում կուտակված ջրի էներգիայի օգտագործումը երբեմն բարդանում է ոռոգման պահանջներով, որոնք կարող են առաջանալ գագաթնակետային բեռների հետ փուլից դուրս:

Գետից հիդրավլիկ համակարգերի գործարկումը սովորաբար շատ ավելի էժան է, քան ամբարտակներ ստեղծելը և ունի պոտենցիալ ավելի լայն կիրառություն: 10 ՄՎտ հզորությամբ փոքր հիդրոէլեկտրակայանները ներկայացնում են աշխարհի ներուժի մոտ 10%-ը, և դրանց մեծ մասն աշխատում է գետերից։

Գոյություն ունեն հիդրոէլեկտրակայանների երեք տեսակ՝ հիդրոէլեկտրակայաններ, պոմպակայաններ և պոմպային պահեստային էլեկտրակայաններ։

Հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման սկզբունքը

Հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման սկզբունքն այն է, երբ ջրային էներգիան հիդրավլիկ տուրբինների միջոցով վերածվում է մեխանիկական էներգիայի: Գեներատորը ջրի այս մեխանիկական էներգիան վերածում է էլեկտրականության։

Գեներատորի աշխատանքը հիմնված է Ֆարադեյի սկզբունքների վրա՝ երբ մագնիսը անցնում է հաղորդիչի կողքով, առաջանում է էլեկտրականություն։ Գեներատորում էլեկտրամագնիսները ստեղծվում են ընթացիկ ուղղակի հոսանքով: Նրանք ստեղծում են բևեռային դաշտեր և տեղադրվում են ռոտորի պարագծի շուրջ: Ռոտորը միացված է լիսեռին, որը պտտում է տուրբինները ֆիքսված արագությամբ: Երբ ռոտորը պտտվում է, այն առաջացնում է բևեռների փոփոխություն ստատորում տեղադրված հաղորդիչում: Սա իր հերթին, Ֆարադեյի օրենքի համաձայն, էլեկտրաէներգիա է արտադրում գեներատորի տերմինալներում։

Հիդրոէլեկտրակայանի կազմը

Հիդրոէլեկտրակայանների չափերը տատանվում են՝ սկսած «միկրոէլեկտրակայաններից», որոնք սնուցում են մի քանի տներ մինչև հսկա ամբարտակներ, որոնք էլեկտրաէներգիա են ապահովում միլիոնավոր մարդկանց:

Սովորական հիդրոէլեկտրակայանների մեծ մասը ներառում է չորս հիմնական բաղադրիչ.

Հիդրոէներգիայի օգտագործումը գագաթնակետին հասավ 20-րդ դարի կեսերին, սակայն էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար H2O-ի օգտագործման գաղափարը գալիս է հազարավոր տարիներ առաջ: Ավելի քան 2000 տարի առաջ հույները ջրային անիվ էին օգտագործում ցորենը ալյուրի վերածելու համար: Այս հնագույն անիվներն այսօր նման են տուրբինների, որոնց միջով ջուր է հոսում։

Հիդրոէլեկտրակայանները վերականգնվող էներգիայի ամենամեծ աղբյուրն են աշխարհում:

Ի՞նչ է հիդրոէլեկտրակայանը:

Հիդրոէլեկտրակայանները էներգիայի շատ արդյունավետ աղբյուրներ են։ Նրանք օգտագործում են վերականգնվող աղբյուրներ՝ ընկնող ջրի մեխանիկական էներգիան։ Դրա համար անհրաժեշտ ջրի պաշարը ստեղծվում է գետերի և ջրանցքների վրա կառուցված ամբարտակներով: Հիդրավլիկ կայանքները հնարավորություն են տալիս նվազեցնել փոխադրումները և խնայել հանքային վառելիքը (մոտ 0,4 տոննա ածուխ սպառվում է 1 կՎտժ-ում): Դրանք բավականին հեշտ են գործել և ունեն շատ բարձր արդյունավետություն (ավելի քան 80%)։ Այս տեսակի տեղադրման արժեքը 5-6 անգամ ցածր է ՋԷԿ-երից, և դրանք պահանջում են շատ ավելի քիչ սպասարկման անձնակազմ:

Հիդրավլիկ կայանքները ներկայացված են հիդրոէլեկտրակայաններով (ՀԷԿ), պոմպային պահեստային էլեկտրակայաններով (PSP) և մակընթացային էլեկտրակայաններով (ՋԷԿ): Նրանց տեղադրումը մեծապես կախված է բնական պայմաններից, օրինակ՝ գետի բնույթից և ռեժիմից։ Լեռնային շրջաններում սովորաբար կառուցվում են բարձր ճնշման հիդրոէլեկտրակայաններ, ցածրադիր գետերի վրա՝ ավելի ցածր ճնշում ունեցող, բայց ավելի մեծ ջրի հոսք ունեցող կայանքներ։ Հարթավայրերում հիդրավլիկ շինարարությունն ավելի դժվար է ամբարտակների տակ գտնվող փափուկ հիմքերի գերակշռության և հոսքը կարգավորելու համար մեծ ջրամբարներ ունենալու անհրաժեշտության պատճառով: Հարթավայրերում հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումն առաջացնում է հարակից տարածքների հեղեղում, ինչը զգալի նյութական վնաս է հասցնում։

Հիդրոէլեկտրակայանը բաղկացած է հիդրոէլեկտրակայանների հաջորդական շղթայից, որոնք ապահովում են ջրի հոսքի անհրաժեշտ կոնցենտրացիան և ճնշման ստեղծումը, և էներգիայի սարքավորումները, որոնք ճնշման տակ շարժվող ջրի էներգիան փոխակերպում են մեխանիկական պտտվող էներգիայի, որն, իր հերթին, վերածվում է. էլեկտրական էներգիայի մեջ:

Հիդրոէլեկտրակայանի ճնշումը ձևավորվում է գետի անկման կոնցենտրացիայի արդյունքում, որն օգտագործվում է ամբարտակով, կամ դիվերսիայով, կամ ամբարտակով և դիվերսիայով միասին: ՀԷԿ-ի հիմնական ուժային սարքավորումները գտնվում են հիդրոէլեկտրակայանի շենքում. էլեկտրակայանի տուրբինային սենյակում՝ հիդրոէլեկտրակայաններ, օժանդակ սարքավորումներ, ավտոմատ կառավարման և մոնիտորինգի սարքեր. կենտրոնական կառավարման կետում կա օպերատոր-դիսպետչերի կամ հիդրոէլեկտրակայանի ավտոմատ օպերատորի կառավարման վահանակ: Բարձրացնող տրանսֆորմատորային ենթակայանը գտնվում է ինչպես հիդրոէլեկտրակայանի շենքի ներսում, այնպես էլ առանձին շենքերում կամ բաց տարածքներում: Անջատիչ սարքերը հաճախ տեղակայված են բաց տարածքներում: Հիդրոէլեկտրակայանի շենքը կարելի է բաժանել մեկ կամ մի քանի բլոկներով և օժանդակ սարքավորումներով հատվածների՝ առանձնացված շենքի հարակից մասերից: Հիդրոէլեկտրակայանի շենքում կամ ներսում ստեղծվում է տեղադրման վայր՝ տարբեր սարքավորումների հավաքման և վերանորոգման և հիդրոէլեկտրակայանի սպասարկման օժանդակ աշխատանքների համար:

Տեղադրված հզորության հիման վրա (ՄՎտ) հիդրոէլեկտրակայանները տարբերվում են հզոր (ավելի քան 250), միջին (մինչև 25) և փոքր (մինչև 5): Հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունը կախված է Nb ճնշումից (վերին և ստորին ավազանների մակարդակների տարբերությունը), հիդրոտուրբիններում օգտագործվող ջրի հոսքի Q (մ3/վրկ) և հիդրավլիկ միավորի hg արդյունավետությունից: Մի շարք պատճառներով (օրինակ՝ ջրամբարներում ջրի մակարդակի սեզոնային փոփոխությունների, էներգահամակարգի բեռնվածության տատանումների, հիդրոբլոկների կամ հիդրոտեխնիկական կառույցների վերանորոգման և այլնի պատճառով), ջրի ճնշումն ու հոսքը շարունակաբար փոխվում են։ , և բացի այդ, հոսքը փոխվում է հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունը կարգավորելիս։ Կան հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման տարեկան, շաբաթական և ամենօրյա ցիկլեր:

Ըստ առավելագույն օգտագործվող ճնշման՝ հիդրոէլեկտրակայանները բաժանվում են բարձր ճնշման (ավելի քան 60 մ), միջին ճնշման (25-ից 60 մ) և ցածր ճնշման (3-ից 25 մ) հիդրոէլեկտրակայանների։ Ցածրադիր գետերի վրա ճնշումը հազվադեպ է գերազանցում 100 մ-ը, լեռնային պայմաններում ամբարտակի միջոցով կարող են ստեղծվել մինչև 300 մ և ավելի ճնշում, իսկ շեղման օգնությամբ՝ մինչև 1500 մ: Ճնշման դասակարգումը մոտավորապես համապատասխանում է տեսակներին: բարձր ճնշման հիդրոէլեկտրակայաններում օգտագործվում են դույլային և ճառագայթային հիդրոէլեկտրակայաններ, առանցքային տուրբիններ մետաղական պարուրաձև խցիկներով. միջին ճնշման վրա՝ պտտվող շեղբերով և շառավղային-առանցքային տուրբիններ երկաթբետոնե և մետաղական պարուրաձև խցիկներով, ցածր ճնշման վրա՝ երկաթբետոնե պարուրաձև խցիկներում պտտվող շեղբերով, երբեմն հորիզոնական տուրբիններ պարկուճներում կամ բաց խցիկներով։ Հիդրոէլեկտրակայանների բաժանումն ըստ օգտագործվող ճնշման կրում է մոտավոր, պայմանական բնույթ։

Ջրային ռեսուրսների օգտագործման և ճնշման կենտրոնացման սխեմայի համաձայն, հիդրոէլեկտրակայանները սովորաբար բաժանվում են գետահոսքի, ամբարտակի վրա հիմնված, ճնշման և ազատ հոսքի շեղման, խառը, պոմպային պահեստավորման և մակընթացային: Հոսող գետի և ամբարտակի վրա հիմնված հիդրոէլեկտրակայաններում ջրի ճնշումը ստեղծվում է ամբարտակով, որը փակում է գետը և բարձրացնում ջրի մակարդակը վերին ավազանում: Միաժամանակ գետահովտի որոշակի վարարումներն անխուսափելի են։ Եթե ​​գետի նույն հատվածի վրա երկու ամբարտակ են կառուցում, ապա վարարման տարածքը կրճատվում է։ Հարթավայրային գետերի վրա տնտեսապես թույլատրելի ջրհեղեղի ամենամեծ տարածքը սահմանափակում է ամբարտակի բարձրությունը: Հոսող և ամբարտակամերձ հիդրոէլեկտրակայանները կառուցված են ինչպես ցածրադիր բարձր ջրային գետերի, այնպես էլ լեռնային գետերի վրա՝ նեղ սեղմված հովիտներում։

Ի հավելումն ամբարտակի, հոսող հիդրոէլեկտրակայանի կառուցվածքները ներառում են հիդրոէլեկտրակայանի շենքը և արտահոսքի կառուցվածքները: Հիդրավլիկ կառույցների կազմը կախված է գլխի բարձրությունից և տեղադրված հզորությունից: Գետի հոսող հիդրոէլեկտրակայանում շենքը, որտեղ տեղակայված են հիդրոբլոկները, ծառայում է որպես ամբարտակի շարունակություն և դրա հետ միասին ստեղծում ճնշման ճակատ: Միևնույն ժամանակ, վերին ջրավազանը մի կողմից կից է ՀԷԿ-ի շենքին, իսկ ստորին ավազանը` մյուս կողմից: Հիդրավլիկ տուրբինների մատակարարման պարուրաձև խցիկները իրենց մուտքային հատվածներով դրված են վերին հոսանքի մակարդակի տակ, իսկ ներծծող խողովակների ելքային հատվածները ընկղմված են հոսանքի ներքևի մակարդակի տակ:

Ջրամատակարարման նպատակին համապատասխան՝ այն կարող է ներառել բեռնափոխադրման կողպեքներ կամ նավի վերելակ, ձկնուղիների կառույցներ, ոռոգման և ջրամատակարարման համար ջրառի կառույցներ: Գետի հոսող հիդրոէլեկտրակայաններում երբեմն միակ կառույցը, որը թույլ է տալիս ջուրն անցնել, էլեկտրակայանի շենքն է: Այս դեպքերում օգտակար ջուրը հաջորդաբար անցնում է մուտքի հատվածով` թափոններ պահող ցանցերով, պարուրաձև խցիկով, հիդրավլիկ տուրբինով և ներծծող խողովակով, իսկ գետի վարարային հոսքերը արտահոսում են հատուկ խողովակների միջոցով` հարակից տուրբինային խցիկների միջև: Գետի հոսող հիդրոէլեկտրակայանները բնութագրվում են մինչև 30-40 մ ճնշումներով; Ամենապարզ հոսող հիդրոէլեկտրակայանները ներառում են նաև նախկինում կառուցված գյուղական (հիդրոէլեկտրակայաններ) փոքր հզորության հիդրոէլեկտրակայանները: Խոշոր հարթավայրային գետերի վրա գլխավոր ջրանցքը փակված է հողային պատնեշով, որին կից բետոնե ջրհեղեղի պատնեշ է և կառուցված է հիդրոէլեկտրակայանի շենք։ Այս դասավորությունը բնորոշ է մեծ ցածրադիր գետերի վրա գտնվող բազմաթիվ կենցաղային հիդրոէլեկտրակայանների համար: Վոլժսկայա ՀԷԿ անվ. ԽՄԿԿ 22-րդ համագումարը ամենամեծն է գետի հունի կայաններից։

Ամենահզոր հիդրոէլեկտրակայանները կառուցվել են Վոլգայի, Կամայի, Անգարայի, Ենիսեյի, Օբի և Իրտիշի վրա։ Հիդրոէլեկտրակայանների կասկադը հիդրոէլեկտրակայանների խումբ է, որոնք տեղակայված են ջրի հոսքի երկայնքով աստիճաններով՝ դրա էներգիան ամբողջությամբ հաջորդաբար օգտագործելու նպատակով: Կասկադի տեղադրումները սովորաբար կապված են ընդհանուր ռեժիմով, որի դեպքում վերին աստիճանների ջրամբարները կարգավորիչ ազդեցություն ունեն ստորին փուլերի ջրամբարների վրա: Արևելյան շրջանների հիդրոէլեկտրակայանների հիման վրա ձևավորվում են էներգատար արդյունաբերության մեջ մասնագիտացած արդյունաբերական համալիրներ։

Տեխնիկական և տնտեսական ցուցանիշների առումով ամենաարդյունավետ ռեսուրսները կենտրոնացված են Սիբիրում։ Դրա օրինակն է Անգարա-Ենիսեյ կասկադը, որը ներառում է երկրի խոշորագույն հիդրոէլեկտրակայանները՝ Սայանո-Շուշենսկայա (6,4 մլն կՎտ), Կրասնոյարսկ (6 մլն կՎտ), Բրատսկ (4,6 մլն կՎտ), Ուստ-Իլիմսկայա (4,3): միլիոն կՎտ): Բոգուչանովսկայա հիդրոէլեկտրակայանը (4 մլն կՎտ) կառուցման փուլում է։ Կասկադի ընդհանուր հզորությունը ներկայումս կազմում է ավելի քան 20 մլն կՎտ։

Հիդրոէլեկտրակայաններ կառուցելիս նպատակը սովորաբար էլեկտրաէներգիա արտադրելն է, գետի վրա նավագնացության պայմանների բարելավումը և հողերի ոռոգումը: Հիդրոէլեկտրակայանները սովորաբար ունենում են ջրամբարներ, որոնք թույլ են տալիս պահպանել ջուրը և կարգավորել դրա հոսքը և, հետևաբար, կայանի գործառնական հզորությունը, որպեսզի ապահովեն առավել շահավետ ռեժիմը ամբողջ էներգահամակարգի համար:

Կարգավորման գործընթացը հետևյալն է. Այն ժամանակահատվածում, երբ էներգահամակարգի ծանրաբեռնվածությունը ցածր է (կամ ջրի բնական ներհոսքը գետում մեծ է), ՀԷԿ-ը ջուր է սպառում բնական ներհոսքից պակաս քանակությամբ: Այս դեպքում ջրամբարում ջուր է կուտակվում, իսկ կայանի գործառնական հզորությունը համեմատաբար փոքր է։ Այլ դեպքերում, երբ համակարգի ծանրաբեռնվածությունը մեծ է (կամ ջրի ներհոսքը փոքր է), ՀԷԿ-ը ջուր է օգտագործում բնական ներհոսքը գերազանցող քանակությամբ: Այս դեպքում ջրամբարում կուտակված ջուրը սպառվում է, իսկ կայանի աշխատանքային հզորությունը մեծանում է առավելագույնը։ Կախված ջրամբարի ծավալից՝ կարգավորման ժամկետը կամ ջրամբարը լցնելու և շահագործելու համար պահանջվող ժամանակը կարող է լինել մեկ օր, շաբաթ, մի քանի ամիս կամ ավելի: Այս ընթացքում ՀԷԿ-ը կարող է օգտագործել բնական ներհոսքով որոշվող ջրի խիստ սահմանված քանակություն։

Երբ հիդրոէլեկտրակայանները աշխատում են ջերմային և ատոմակայանների հետ միասին, էներգահամակարգի բեռը բաշխվում է նրանց միջև այնպես, որ դիտարկվող ժամանակահատվածում ջրի տվյալ հոսքի դեպքում էլեկտրաէներգիայի պահանջարկը բավարարվի վառելիքի նվազագույն սպառմամբ (կամ վառելիքի նվազագույն ծախսերը) համակարգում: Էներգահամակարգերի շահագործման փորձը ցույց է տալիս, որ տարվա մեծ մասի ընթացքում նպատակահարմար է հիդրոէլեկտրակայանները շահագործել պիկ ռեժիմով։ Սա նշանակում է, որ ցերեկային ժամերին հիդրոէլեկտրակայանի գործառնական հզորությունը պետք է տատանվի լայն սահմաններում՝ նվազագույնից այն ժամերին, երբ էներգահամակարգի ծանրաբեռնվածությունը ցածր է մինչև առավելագույնը համակարգի ամենաբարձր բեռնվածության ժամերին: Հիդրոէլեկտրակայանների այս կիրառմամբ ջերմակայանների ծանրաբեռնվածությունը հավասարեցվում է, և դրանց շահագործումը դառնում է ավելի խնայող։

Ջրհեղեղի ժամանակ, երբ գետում ջրի բնական ներհոսքը մեծ է, նպատակահարմար է օգտագործել շուրջօրյա հիդրոէլեկտրակայաններ՝ առավելագույնին մոտ աշխատանքային հզորությամբ, և այդպիսով նվազեցնել պարապ ջրի արտահոսքը ամբարտակով: ՀԷԿ-ի առավել շահավետ ռեժիմը կախված է բազմաթիվ գործոններից և պետք է որոշվի համապատասխան հաշվարկներով։

ՀԷԿ-երի շահագործումը բնութագրվում է ագրեգատների հաճախակի գործարկումներով և կանգառներով, գործառնական հզորության արագ փոփոխությունը զրոյից մինչև անվանական: Հիդրավլիկ տուրբիններն իրենց բնույթով հարմարեցված են այս ռեժիմին: Հիդրոգեներատորների համար այս ռեժիմը նույնպես ընդունելի է, քանի որ, ի տարբերություն գոլորշու տուրբինային գեներատորների, հիդրոգեներատորի առանցքային երկարությունը համեմատաբար փոքր է, և ոլորուն ձողերի ջերմաստիճանի դեֆորմացիաները ավելի քիչ են արտահայտված: Հիդրավլիկ միավորը գործարկելու և հզորություն ձեռք բերելու գործընթացը լիովին ավտոմատացված է և պահանջում է ընդամենը մի քանի րոպե:

ՀԷԿ-երի դրվածքային հզորության օգտագործման տեւողությունը սովորաբար ավելի կարճ է, քան ՋԷԿ-երինը։ Պիկ կայանների համար այն 1500-3000 ժամ է, իսկ բազային կայանների համար՝ մինչև 5000-6000 ժամ։

Հիդրոէլեկտրակայանի միավորի արժեքը (RUB/MW) ավելի բարձր է, քան նույն հզորության ջերմային կայանի միավորի արժեքը՝ շինարարական աշխատանքների ավելի մեծ ծավալի պատճառով: ՀԷԿ-ի կառուցման ժամկետը նույնպես ավելի երկար է, քան ՋԷԿ-ի կառուցման ժամանակը։ Այնուամենայնիվ, հիդրոէլեկտրակայանների կողմից արտադրվող էլեկտրաէներգիայի արժեքը զգալիորեն ցածր է ՋԷԿ-երի էներգիայի արժեքից, քանի որ շահագործման ծախսերը չեն ներառում վառելիքի արժեքը:

Ցանկալի է հիդրոէլեկտրակայաններ կառուցել լեռնային և կիսակենտրոն գետերի վրա։ Հարթավայրային գետերի վրա դրանց կառուցումը կարող է հանգեցնել սելավային մարգագետինների և վարելահողերի, անտառների մեծ տարածքների հեղեղմանը, ձկան պաշարների նվազմանը և այլ հետևանքների։



Փոքր հիդրավլիկ տուրբինները շատ կոնկրետ են իրենց գործունեության սկզբունքով, ի տարբերություն սովորական հիդրոէլեկտրակայանների տուրբինների։ Միկրո-հիդրավլիկ տուրբինի շահագործման գործընթացը հետաքրքիր է նրանով, որ դրա կառուցվածքի հատկությունները կարող են որոշակի օբյեկտի համար ապահովել ջրի զանգվածների ծավալը, որը կհոսի դեպի հիդրավլիկ տուրբինի մասեր (շեղբեր), գեներատորը կբերի աշխատանքային վիճակի: (գեներատորը կատարում է էլեկտրաէներգիա արտադրող դեր):

Ջրի ճնշման բարձրացման գործընթացն ապահովվում է «ածանցյալի» ձևավորմամբ՝ ջրի արտանետումները ազատ հոսքով (պայմանով, որ այս միկրո հիդրոէլեկտրակայանը դիվերսիոն տիպի է) կամ պատնեշի (պայմանով, որ դա մինի ջերմաէլեկտրակայան է։ պատնեշի տեսակը):

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունը

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի հզորության մակարդակը ուղղակիորեն կախված է այն պայմաններից, որոնցում գտնվում են նրա հիդրոէլեկտրակայանի հատկությունները.

1. Ջրի հոսքը ջրի զանգվածների (լ) ծավալն է, որն անցնում է տուրբինի միջով որոշակի ժամանակահատվածում։ Այս ժամանակահատվածի համար ընդունված է տեւել 1-2 վայրկյան։
2. Ջրի ճնշումը ջրային զանգվածի երկու հակադիր կետերի միջև եղած հեռավորությունն է (մեկը գտնվում է վերևում, մյուսը՝ ներքևում): Ճնշումն ունի մի շարք բնորոշ հատկանիշներ, որոնցից կախված են միկրո հիդրոէլեկտրակայանների տեսակները (բարձր ճնշում, միջին ճնշում, ցածր ճնշում)

Միկրո հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման առանձնահատկությունը գնահատվում է նրա տարածքային դիրքի տեսանկյունից։ Օրինակ, ճնշման միկրո հիդրոէլեկտրակայանը աշխատում է ջրի հոսքերը շեղելով փայտից պատրաստված հատուկ ալիքով, որը գտնվում է թեքության որոշակի անկյան տակ, ինչը թույլ է տալիս ջրի ավելի արագ հոսել: Նման հիդրոէլեկտրակայանում ջրի ճնշումը կախված է նրանից, թե որքան երկար է ալիքը: Հաջորդը, ջուրը հոսում է ճնշման խողովակաշարի մեջ, որից հետո այն մտնում է հիդրավլիկ միավոր, որը գտնվում է ստորին մասում: Այնուհետև վերամշակված ջուրը դուրս է մղվում դեպի իր աղբյուրը:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի գտնվելու վայրը

Կարևոր է նշել, որ հիդրավլիկ տուրբինի դիրքը կարող է տարբեր լինել՝ կախված շինարարության տեսակից.

1. Հորիզոնական դիրք.Հիդրավլիկ տուրբինի այս դիրքը հանգեցնում է բուն մինի հիդրոէլեկտրակայանի չափերի բնական աճին (տուրբինային լիսեռի օգնությամբ, որը նաև մեծացնում է էներգետիկ համակարգի չափը ռոտացիայի ընթացքում, ինչպես նաև մասշտաբի փոփոխություն տուրբինային սենյակ): Այնուամենայնիվ, հարկ է նշել, որ նման հիդրավլիկ տուրբինների կառուցումը ավելի բարդ չէ, քան մյուսները, այլ ընդհակառակը, պարզեցնում է այն:
2. Ուղղահայաց դասավորություն.Այս տեսակի դասավորությունը օգնում է նվազեցնել հիդրոէլեկտրակայանի չափերը, բարելավում է առանցքային գծերի հավասարակշռությունը և դրա կոմպակտությունը: Այս տեղադրումը ավելի բարդ է կառուցելու համար, քանի որ այն ստեղծում է առանցքի մանրակրկիտ հավասարակշռության անհրաժեշտություն պտտվող տարրի մեջ: Նաև նման իրավիճակում կարևոր է ավելի զգույշ լինել աշխատանքային հատակի պարտադիր դիրքի, երբ այն գտնվում է մեկ հորիզոնական գծում, և դրա ամրության բնութագրերի վերաբերյալ, որպեսզի նրանք կարողանան դիմակայել ամբողջ կառուցվածքի ծանրությանը: Ուղղահայաց դիրքը մեծացնում է ճնշումը կառուցվածքի առանցքի վրա:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի կիրառում

Ընդհանուր առմամբ, փոքր հիդրոէլեկտրակայանները հիմնականում օգտագործվում են բնակելի շենքերի հեռավոր վայրերում դրանց կիրառման համար: Նրանք չեն կարող լուրջ մրցակից լինել խոշոր էլեկտրակայաններին, այլ ավելի շուտ ծառայում են էներգախնայողության ապահովմանը։ Վերջերս մի շարք մարդիկ օգտվում են և՛ հիդրոէլեկտրակայաններից, և՛ արևային մարտկոցներից, և՛ քամու դեմ պայքարի տարբեր կայանքներից։ Այս հոդվածում նկարագրված տուրբինները շուտով կարող են դառնալ մեկ էներգիայի այս նորարար աղբյուրների հետ, ինչը, ի վերջո, կհանգեցնի նոր էլեկտրական սխեմաների և մոդելների ստեղծմանը:

Ինչի՞ համար կարող են օգտագործվել այդ կառույցները:

• էլեկտրաէներգիա ապահովել մասնավոր սեփականության համար.
• հեռավոր արդյունաբերական տարածքների համար;
• էլեկտրական լիցքավորման կայանների համար;
• ժամանակավոր օգտագործման համար։

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների առավելությունները

Փոքր հիդրոէլեկտրակայաններն ունեն մի շարք հատուկ առավելություններ.

• Դրանք հասանելի են երկու տարբերակով՝ ամրացված ջրամբարի հատակին, ինչպես նաև հատուկ կեռիկներով, որոնք թույլ են տալիս աշխատանք կատարել մակերեսի վրա։
• տեղադրումը կարող է հասնել 5 կՎտ հզորության, հիդրոէլեկտրակայանների հզորությունն ու արդյունավետությունը բարձրացնելու համար տուրբինները տեղադրվում են որպես մոդուլներ.
• Հիդրոէլեկտրակայանները շինարարության ընթացքում բացասաբար չեն ազդում շրջակա միջավայրի վրա, քանի որ Այն ստեղծելու համար օգտագործվում է բնական ջուր, որն ուղղվում է որոշակի հոսքի մեջ և շարժման մեջ է դնում սայրերը։

Տուրբիններ մինի հիդրոէլեկտրակայանների համար

Հիմա եկեք ուղղակիորեն խոսենք մինի հիդրոէլեկտրակայանների հիդրավլիկ տուրբինների և այն մասին, թե ինչ է մեզ անհրաժեշտ դրա կառուցման համար: Հիդրավլիկ տուրբինի բնութագրերը և շահագործման առանձնահատկությունները.

1. Տուրբինին մատակարարվող ջրի ջերմաստիճանը պետք է գերազանցի +4 °C:
2. Ջերմաստիճանը, որը պետք է լինի բլոկի մոդուլում, +15 °C և ավելի է:
3. Ձայնային ճնշումը, որի աղբյուրը գտնվում է հիդրոտուրբինից 1 մ հեռավորության վրա, 80 դԲ է և ոչ ավելին։
4. Հիդրավլիկ տուրբինի արտաքին մակերեսը պետք է տաքացվի մինչև +45°C-ից ոչ բարձր ջերմաստիճան՝ պայմանով, որ օդի ջերմաստիճանը լինի մոտ +25°C։

Դիտարկենք լավ հավասարակշռված և գործող հիդրավլիկ տուրբինի օրինակը իդեալական պայմաններում:

Ենթադրենք, որ ունենք հոսքի միջով հիդրավլիկ տուրբին, շառավղային, ճնշմամբ շարժվող միջին ճնշմամբ, որն ապահովում է շեղբերներին ջրի շոշափելի մատակարարում, լիսեռը հորիզոնական է։ Այս տեսակի խողովակները դասակարգվում են որպես «հանգիստ»: Նրանք ունեն շրջակա միջավայրին հարմարվելու, տեղադրման վայրի և բարձրության ճնշման տարբեր տարբերությունների առանձնահատկությունը։ Եթե ​​ջրի հոսքը կտրուկ փոխվում է, ապա տուրբինը օգտագործում է երկու խցիկի պայուսակի դիզայն, որը սարքն ավելի լավ է դարձնում։

Ցանկացած հիդրավլիկ տուրբինի կորպուսը պատրաստված է կառուցվածքային պողպատից, այն ամուր է և հուսալի: Նյութերի և շինարարության ծախսերը զգալիորեն կրճատվել են սովորական հիդրոէլեկտրակայանների հիդրավլիկ տուրբինների համեմատ: Հիդրավլիկ տուրբինի կառուցման համար օգտագործվող ամենատարածված նյութը կդիմանա 90-ից 120 մետր տարբերություններին, որոշ մասեր պատրաստված են չժանգոտվող պողպատից (պատյաններ, խողովակաշարեր):

Նոր սերնդի հիդրավլիկ տուրբիններում հնարավոր է փոխարինել գեներատորը և շարժիչը առանց լուրջ դեֆորմացիայի և փոփոխության: Հարկ է նշել, որ շարժիչն ունի ինքնամաքրման հատկություն՝ կապված ջրի հոսքերի հետ, որոնք շահագործման ընթացքում անցնում են անիվների տարածքով: Գեներատորի և հենց հիդրավլիկ տուրբինի նախագծման ընթացքում մի շարք միջոցառումներ են ձեռնարկվում՝ նվազեցնելու կավիտացիայի մակարդակը։ Ներկայիս հիդրավլիկ տուրբինները 100 տոկոսով զերծ են այս խնդրից:

Հիդրավլիկ տուրբինի հիմնական մասը շարժիչն է: Շեղբերների արտադրության նյութը հաճախ պրոֆիլային պողպատից է: Իրենց հատկությունների շնորհիվ սայրերը կարող են ստեղծել առանցքային ուժ՝ հեշտացնելով առանցքակալների աշխատանքը, իսկ շարժիչներն իրենք մշտական ​​հավասարակշռության մեջ են։ Շարժիչի առանցքի շահագործման տևողությունը որոշվում է նրա դիրքով, ավելի երկար շահագործման համար այն տեղադրվում է կրող մակարդակում:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների հիդրավլիկ տուրբինների առանձնահատկությունները

1. Կարող է օգտագործվել մաքրման համակարգերում՝ բարձրորակ խմելու ջուր ստանալու համար:
2. Հնարավոր է միացնել արդյունաբերական գեներատոր:
3. Գեներատորի հուսալիության պահանջների ավելացում:

Տեխնիկական պլանի որոշ բնութագրեր.

1. Բարձրության տարբերություն՝ 3 - 200 մ
2. Ջրի հոսքը՝ 0,03 - 13 խմ/վրկ
3. Հզորությունը՝ 5 - 3000 կՎտ
4. Սռնային հատվածում գտնվող շեղբերների քանակը՝ 37
5. Արդյունավետություն՝ 84% - 87%

Իհարկե, մինի հիդրոէլեկտրակայանները դժվար թե դառնան էներգիայի հիմնական աղբյուրը, բայց դրանց օգտագործումը միանգամայն նպատակահարմար է որպես հիմնական էլեկտրամատակարարման ցանցի բեռը նվազեցնելու միջոց, հատկապես պիկ սպառման ժամանակաշրջաններում:

Հիդրոէլեկտրակայանը բարդ հիդրոէլեկտրակայանների և սարքավորումների համալիր է: Դրա նպատակն է վերածել ջրի հոսքի էներգիան էլեկտրական էներգիայի: Հիդրոէներգիան այսպես կոչված վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներից մեկն է, այսինքն՝ այն գործնականում անսպառ է։

Ամենակարևոր հիդրավլիկ կառույցը ամբարտակն է: Այն ջուրը պահում է ջրամբարում և ստեղծում ջրի անհրաժեշտ ճնշում։ Հիդրավլիկ տուրբինը հիդրոէլեկտրակայանի հիմնական շարժիչն է: Նրա օգնությամբ ճնշման տակ շարժվող ջրի էներգիան վերածվում է մեխանիկական պտտման էներգիայի, որն այնուհետև (էլեկտրական գեներատորի շնորհիվ) վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ Հիդրոէլեկտրակայանի տուրբինային սենյակում տեղադրված են հիդրոէլեկտրակայանի տուրբին, հիդրոգեներատոր, ավտոմատ մոնիտորինգի և կառավարման սարքեր՝ կոնսուլներ։ Բարձրացող տրանսֆորմատորները կարող են տեղակայվել ինչպես շենքի ներսում, այնպես էլ բաց տարածքներում: Անջատիչ սարքերն ամենից հաճախ դրսում են տեղադրվում էլեկտրակայանի շենքի մոտ:

Խորհրդային Միությունում, որն ունի հիդրոէներգետիկ մեծ պաշարներ (աշխարհի ընդհանուրի 11112%-ը), սկսվել են հիդրոէլեկտրակայանների լայնածավալ շինարարությունը։ Տեղադրված հիդրոէլեկտրակայանի հզորության հիման վրա: Միայն հետպատերազմյան 30 տարիներին՝ 1950 թվականից, կայանները բաժանվեցին փոքրերի՝ մինչև 1980 թվականը, էլեկտրաէներգիայի արտադրությունն ավելացավ մինչև 5 ՄՎտ, միջինը՝ 5-ից մինչև 25, իսկ խոշոր հիդրոէլեկտրակայանները՝ ավելի քան 10 անգամ։ ավելի քան 25 ՄՎտ. Մեր երկրում կա 20 հիդրոէլեկտրակայան, որոնցից յուրաքանչյուրի դրվածքային հզորությունը գերազանցում է 500 ՄՎտ-ը։ Դրանցից ամենամեծը Կրասնոյարսկի (6000 ՄՎտ) և Սայանո-Շուշենսկայայի (6400 ՄՎտ) հիդրոէլեկտրակայաններն են։

ՀԷԿ-երի կառուցումն անհնարին է առանց բազմաթիվ խնդիրների համալիր լուծման։ Պետք է բավարարել ոչ միայն էներգիայի, այլ նաև ջրային տրանսպորտի, ջրամատակարարման, ոռոգման, ձկնաբուծության կարիքները։ Այս խնդիրները լավագույնս կատարվում են կասկադի սկզբունքով, երբ գետի երկայնքով տեղակայված գետի վրա կառուցված են ոչ թե մեկ, այլ մի շարք հիդրոէլեկտրակայաններ։ Սա հնարավորություն է տալիս ստեղծել մի քանի ջրամբարներ, որոնք հաջորդաբար տեղակայված են գետի վրա տարբեր մակարդակներում, ինչը նշանակում է ավելի լիարժեք օգտագործել գետի հոսքը, նրա էներգետիկ ռեսուրսները և մանևրել առանձին հիդրոէլեկտրակայանների հզորությունը: Շատ գետերի վրա կառուցվել են հիդրոէլեկտրակայանների կասկադներ։ Բացի Վոլժսկուց, կասկադներ են կառուցվել Կամայի, Դնեպրի, Չիրչիկի, Հրազդանի, Իրտիշի, Ռիոնիի և Սվիրի վրա։ Ամենահզոր Անգարա-Ենիսեյ կասկադը՝ աշխարհի խոշորագույն հիդրոէլեկտրակայաններով՝ Բրատսկ, Կրասնոյարսկ, Սայանո-Շուշենսկայա և Բոգուչանսկայա՝ մոտ 17 ԳՎտ ընդհանուր հզորությամբ և 76 միլիարդ կՎտ/ժ էլեկտրաէներգիայի տարեկան արտադրությամբ:

Կան մի քանի տեսակի էլեկտրակայաններ, որոնք օգտագործում են ջրի հոսքի էներգիան։ Բացի հիդրոէլեկտրակայաններից, կառուցվում են նաև պոմպային պահեստային էլեկտրակայաններ (ՊՍԷԿ) և մակընթացային էլեկտրակայաններ (ՋԷԿ)։ Առաջին հայացքից դժվար թե նկատեք, թե ինչ տարբերություն կա սովորական հիդրոէլեկտրակայանի և հիդրոէլեկտրակայանի միջև։ Նույն շենքը, որտեղ գտնվում է հիմնական էլեկտրասարքավորումը, նույն էլեկտրահաղորդման գծերը։ Էլեկտրաէներգիայի արտադրության մեթոդի մեջ հիմնարար տարբերություն չկա։ Որո՞նք են պոմպային պահեստային էլեկտրակայանների առանձնահատկությունները:

Ի տարբերություն հիդրոէլեկտրակայանի, պոմպային պահեստային կայանը պահանջում է երկու ջրամբար (ոչ մեկը) յուրաքանչյուրը մի քանի տասնյակ միլիոն խորանարդ մետր հզորությամբ: Մեկի մակարդակը պետք է մի քանի տասնյակ մետր բարձր լինի մյուսից։ Երկու ջրամբարներն էլ միմյանց հետ կապված են խողովակաշարերով։ Ներքևի ջրամբարի վրա կառուցվում է պոմպային պահեստային էլեկտրակայանի շենք։ Դրանում նույն լիսեռի վրա տեղադրված են այսպես կոչված հետադարձելի հիդրավլիկ ագրեգատներ՝ հիդրոտուրբիններ և էլեկտրական գեներատորներ։ Նրանք կարող են աշխատել և՛ որպես հոսանքի գեներատորներ, և՛ որպես էլեկտրական ջրի պոմպեր։ Երբ էներգիայի սպառումը նվազում է, օրինակ՝ գիշերը, հիդրավլիկ տուրբինները գործում են որպես պոմպեր՝ ջուրը մղելով ստորին ջրամբարից դեպի վերին ջրամբարը։ Այս դեպքում գեներատորները գործում են որպես էլեկտրաշարժիչներ՝ ստանալով էլեկտրաէներգիա ջերմային և ատոմային էլեկտրակայաններից։ Երբ էլեկտրաէներգիայի սպառումը մեծանում է, պոմպային պահեստային էլեկտրակայանի հիդրավլիկ ագրեգատները անցնում են հակադարձ ռոտացիայի: Վերին ջրամբարից ներքև ընկնող ջուրը պտտում է հիդրավլիկ տուրբինները, իսկ գեներատորները արտադրում են էլեկտրական էներգիա: Այսպիսով, գիշերային ժամերին պոմպային պահեստային էլեկտրակայանը, այսպես ասած, կուտակում է այլ էլեկտրակայանների արտադրած էլեկտրաէներգիան, իսկ ցերեկը բաց է թողնում այն։ Հետևաբար, պոմպային պահեստային էլեկտրակայանները սովորաբար ծառայում են, ինչպես ասում են էներգետիկները, ծածկելու բեռի «գագաթները», այսինքն՝ այն ապահովում է էներգիա, երբ դա հատկապես անհրաժեշտ է: Ամբողջ աշխարհում գործում են ավելի քան 160 պոմպային պահեստային էլեկտրակայաններ։ Մեր երկրում առաջին պոմպային պահեստային էլեկտրակայանը կառուցվել է Կիևի մոտ։ Այն ունի ցածր հզորություն՝ ընդամենը 73 մ, իսկ ընդհանուր հզորությունը՝ 225 ՄՎտ։

Մոսկվայի մարզում շահագործման է հանձնվել ավելի մեծ պոմպային պահեստային էլեկտրակայանը՝ 1,2 ԳՎտ հզորությամբ և 100 մ հզորությամբ։

Սովորաբար պոմպային պահեստային էլեկտրակայանները կառուցված են գետերի վրա: Բայց, ինչպես պարզվեց, նման էլեկտրակայաններ կարելի է կառուցել ծովերի ու օվկիանոսների ափերին։ Միայն այնտեղ նրանք ստացել են այլ անվանում՝ մակընթացային էլեկտրակայաններ (ՋԷԿ)։

Օրական երկու անգամ միաժամանակ օվկիանոսի մակարդակը բարձրանում և իջնում ​​է։ Հենց Լուսնի և Արեգակի ձգողական ուժերն են ձգում ջրի զանգվածները: Ափից հեռու ջրի մակարդակի տատանումները չեն գերազանցում 1 մ-ը, բայց ափին մոտ դրանք կարող են հասնել 13 մ-ի, ինչպես, օրինակ, Պենժինսկայա ծոցում Օխոտսկի ծովում:

Եթե ​​ծոցը կամ գետի բերանը փակվում է պատնեշով, ապա ջրի ամենամեծ բարձրացման պահին հարյուրավոր միլիոն խորանարդ մետր ջուր կարող է փակվել նման արհեստական ​​ջրամբարում։ Երբ ալիքը դուրս է գալիս ծովում, ջրամբարի և ծովի ջրի մակարդակների միջև տարբերություն է ստեղծվում, ինչը բավարար է PES-ի շենքերում տեղադրված հիդրավլիկ տուրբինները պտտելու համար: Եթե ​​կա միայն մեկ ջրամբար, PES-ը կարող է անընդհատ էլեկտրաէներգիա արտադրել 4-5 ժամվա ընթացքում՝ համապատասխանաբար 1-2 ժամ ընդմիջումներով, օրական չորս անգամ (ջրի մակարդակը ջրամբարում այդքան անգամ փոխվում է բարձր և ցածր մակընթացությունների ժամանակ): .

Անհավասար էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը վերացնելու համար կայանի ջրամբարը պատնեշով բաժանվում է 2-3 փոքրերի։ Մեկը պահպանում է մակընթացության ցածր մակարդակը, մյուսը պահպանում է մակընթացության բարձր մակարդակը, իսկ երրորդը ծառայում է որպես ռեզերվ։

ՋԷԿ-ում տեղադրված են հիդրավլիկ ագրեգատներ, որոնք ունակ են բարձր արդյունավետությամբ աշխատել ինչպես գեներատորային (արտադրող էլեկտրաէներգիա), այնպես էլ պոմպային ռեժիմում (ցածր ջրի մակարդակ ունեցող ջրամբարից ջուր մղել բարձր մակարդակ ունեցող ջրամբար): Պոմպի ռեժիմում PES-ը գործում է, երբ էլեկտրաէներգիայի համակարգում ավելորդ էլեկտրաէներգիա է հայտնվում: Այս դեպքում ագրեգատները ջուր են մղում կամ դուրս մղում մի ջրամբարից մյուսը:

1968 թվականին մեր երկրում առաջին փորձնական արդյունաբերական էլեկտրակայանը կառուցվել է Բարենցի ծովի ափին՝ Կիսլայա ծոցում։ Էլեկտրակայանի շենքում տեղակայված է 2 հիդրոբլոկ՝ 400 կՎտ հզորությամբ։

Առաջին ՋԷԿ-ի շահագործման տասը տարվա փորձը թույլ տվեց մեզ սկսել նախագծեր մշակել Մեզեն ՋԷԿ-ի համար Սպիտակ ծովում, Պենժինսկայա և Տուգուրսկայա Օխոտսկի ծովում:

Հետաքրքիր խնդիր է համաշխարհային օվկիանոսների մակընթացությունների, նույնիսկ օվկիանոսի ալիքների մեծ ուժերը օգտագործելը: Նրանք նոր են սկսում լուծել այն։ Շատ բան կա ուսումնասիրելու, հորինելու, նախագծելու։

Խոշոր էներգետիկ հսկաների կառուցումը` լինի դա հիդրոէլեկտրակայաններ, պոմպային պահեստային էլեկտրակայաններ, թե էլեկտրակայաններ, ամեն անգամ քննություն է շինարարների համար: Այստեղ համակցված է ամենաբարձր որակավորման և տարբեր մասնագիտությունների աշխատողների աշխատանքը՝ բետոնագործներից մինչև լեռնագնացներ։