Konstruksyon ng isang hydroelectric power station turbine na may kapasidad na 300 kVA. Pinagmumulan ng hydroelectric power

Ang iba't ibang mga pagpipilian at pagiging natatangi ng mga teknikal na solusyon na ginagamit sa pagtatayo ng mga hydroelectric power plant ay kamangha-mangha. Sa katunayan, hindi ganoon kadaling makahanap ng dalawang magkatulad na istasyon. Ngunit mayroon pa ring pag-uuri sa kanila, batay sa ilang mga katangian - pamantayan.

Paraan ng paglikha ng presyon

Marahil ang pinaka-halatang criterion ay paraan ng paglikha ng presyon:

• run-of-river hydroelectric power station (HPP);
• diversion hydroelectric power station;
• pumped storage power plant (PSPP);
• tidal power station (TPP).

May mga katangiang pagkakaiba sa pagitan ng apat na pangunahing uri ng hydroelectric power plant na ito. Ilog hydroelectric power station ay matatagpuan sa isang ilog, na humaharang sa daloy nito ng isang dam upang lumikha ng presyon at isang reservoir. Derivation hydroelectric power station kadalasang matatagpuan sa paikot-ikot na mga ilog ng bundok, kung saan posibleng ikonekta ang mga sanga ng ilog gamit ang isang conduit upang payagan ang bahagi ng daloy na dumaloy sa mas maikling landas. Sa kasong ito, ang presyon ay nilikha ng natural na pagkakaiba sa lupain, at ang reservoir ay maaaring ganap na wala. Pumped storage power plant binubuo ng dalawang pool na matatagpuan sa magkaibang antas. Ang mga pool ay konektado sa pamamagitan ng conduits kung saan ang tubig ay maaaring dumaloy sa ibabang pool mula sa itaas at ibomba pabalik. tidal power station na matatagpuan sa isang bay na hinarangan ng isang dam upang lumikha ng isang reservoir. Unlike pumped storage power plant Ang operating cycle ng TES ay depende sa tidal phenomenon.

Halaga ng presyon

Batay sa dami ng presyur na nilikha ng hydraulic structure (HTS), nahahati ang mga hydroelectric power station sa 4 na grupo:

• mababang presyon - hanggang sa 20 m;
• medium-pressure - mula 20 hanggang 70 m;
• mataas na presyon - mula 70 hanggang 200 m;
• ultra-high-pressure - mula sa 200 m.

Ito ay nagkakahalaga ng noting na pag-uuri sa pamamagitan ng halaga ng presyon ay kamag-anak at nag-iiba mula sa isang pinagmulan patungo sa isa pa.

Naka-install na kapangyarihan

Ayon sa naka-install na kapasidad ng istasyon - ang kabuuan ng mga na-rate na kapasidad ng mga kagamitan sa pagbuo na naka-install dito. Ang klasipikasyong ito ay may 3 pangkat:

• micro-hydroelectric power station - mula 5 kW hanggang 1 MW;
• maliit na hydroelectric power plant - mula 1 kW hanggang 10 MW;
• malalaking hydroelectric power plant - higit sa 10 MW.

Pag-uuri ayon sa naka-install na kapasidad pati sa pressure, hindi naman mahigpit. Ang parehong istasyon ay maaaring uriin sa iba't ibang mga grupo sa iba't ibang mga mapagkukunan.

Disenyo ng dam

Mayroong 4 na pangunahing grupo ng mga hydroelectric dam:

• gravitational;
• butil;
• arko;
• arched-gravity.

Gravity Dam Ito ay isang napakalaking istraktura na humahawak ng tubig sa isang reservoir dahil sa bigat nito. Buttress dam gumagamit ng bahagyang naiibang mekanismo - binabayaran nito ang medyo mababang timbang nito sa bigat ng tubig na pumipindot sa hilig na mukha ng dam mula sa upstream na bahagi. Arch dam , marahil ang pinaka-eleganteng, ay may hugis ng isang arko, ang base ay nakapatong sa mga bangko at ang bilugan na bahagi ay matambok patungo sa reservoir. Ang tubig ay nananatili sa arch dam dahil sa muling pamamahagi ng presyon mula sa harapan ng dam hanggang sa mga pampang ng ilog.

Lokasyon ng silid ng makina

Mas tiyak, ayon sa lokasyon ng turbine room na may kaugnayan sa dam, hindi dapat malito sa layout! Ang klasipikasyong ito ay may kaugnayan lamang para sa run-of-river, diversion at tidal power plant.

• uri ng channel;
• uri ng dam.

Sa uri ng channel ang silid ng turbine ay matatagpuan nang direkta sa katawan ng dam, uri ng dam - ay itinayo nang hiwalay sa katawan ng dam at kadalasang matatagpuan kaagad sa likod nito.

Layout

Ang salitang "layout" sa kontekstong ito ay nangangahulugang ang lokasyon ng silid ng turbine na may kaugnayan sa kama ng ilog. Mag-ingat sa pagbabasa ng iba pang literatura sa paksang ito, dahil ang salitang layout ay may mas malawak na kahulugan. Ang klasipikasyon ay may bisa lamang para sa run-of-the-river at diversion power plant.

• channel;
• baha;
• baybayin.

Sa layout ng channel ang gusali ng turbine hall ay matatagpuan sa kama ng ilog, layout ng floodplain - sa baha ng ilog, at kung kailan layout ng baybayin - sa pampang ng ilog.

Labis na regulasyon

Lalo na, ang antas ng regulasyon ng daloy ng ilog. Ang pag-uuri ay may kaugnayan lamang para sa run-of-the-river at diversion hydroelectric power plants.

• pang-araw-araw na regulasyon (cycle ng operasyon - isang araw);
• lingguhang regulasyon (cycle ng trabaho - isang linggo);
• taunang regulasyon (ikot ng operasyon - isang taon);
• pangmatagalang regulasyon (ikot ng operasyon - ilang taon).

Ang pag-uuri ay nagpapakita kung gaano kalaki ang reservoir ng hydroelectric reservoir kaugnay sa dami ng taunang daloy ng ilog.

Ang lahat ng pamantayan sa itaas ay hindi eksklusibo sa isa't isa, iyon ay, ang parehong hydroelectric power station ay maaaring may uri ng ilog, mataas na presyon, katamtamang lakas, run-of-river na layout na may dam-type na machine room, isang arch dam at isang taunang reservoir ng regulasyon.

Listahan ng mga mapagkukunang ginamit

1. Bryzgalov, V.I. Hydroelectric power plants: aklat-aralin. allowance / V.I. Bryzgalov, L.A. Gordon - Krasnoyarsk: IPC KSTU, 2002. - 541 p.
2. Mga istrukturang haydroliko: sa 2 volume / M.M. Grishin [at iba pa]. - Moscow: Higher School, 1979. - T.2 - 336 p.

Published: July 21, 2016 Views: 4.5k

Ginagamit ng mga hydroelectric power plant o hydroelectric power plant ang potensyal na enerhiya ng tubig sa ilog at ngayon ay karaniwang paraan ng paggawa ng kuryente mula sa mga nababagong pinagkukunan.

Ang hydroelectric power ay nagbibigay ng higit sa 16% ng kuryente sa mundo (99% sa Norway, 58% sa Canada, 55% sa Switzerland, 45% sa Sweden, 7% sa USA, 6% sa Australia) ng higit sa 1060 GW na naka-install kapasidad. Ang kalahati ng kapasidad na ito ay matatagpuan sa limang bansa: China (212 GW), Brazil (82.2 GW), USA (79 GW), Canada (76.4 GW) at Russia (46 GW). Bukod sa apat na bansang ito na may kamag-anak na kasaganaan (Norway, Canada, Switzerland at Sweden), kadalasang ginagamit ang hydropower sa peak load dahil ang hydroelectric power ay madaling mahinto at makapagsimula. Nangangahulugan din ito na isa itong perpektong karagdagan sa on-grid system at pinakamabisang ginagamit sa Denmark.

Ginagamit ng mga hydroelectric power plant ang enerhiya ng bumabagsak na tubig upang makabuo ng kuryente. Pinapalitan ng turbine ang kinetic force ng bumabagsak na H2O sa mekanikal na puwersa. Ang generator pagkatapos ay nagko-convert ng mekanikal na enerhiya mula sa turbine sa elektrikal na enerhiya.

Hydropower sa mundo

Gumagamit ng malalaking lugar ang hydropower at hindi ito isang pangunahing opsyon para sa hinaharap sa mga binuo na bansa dahil karamihan sa malalaking site sa mga bansang ito na may potensyal para sa pagpapaunlad ng hydropower ay maaaring gumagana na o hindi naa-access para sa iba pang mga kadahilanan, tulad ng mga alalahanin sa kapaligiran. Pangunahin sa China at Latin America, inaasahan ang paglago ng hydropower hanggang 2030. Ang China ay nag-atas ng $26 bilyong halaga ng mga hydroelectric power plant sa mga nakaraang taon, na gumagawa ng 22.5 GW. Ang hydropower sa China ay may papel sa pagpapaalis sa mahigit 1.2 milyong tao mula sa mga dam site.

Ang pangunahing bentahe ng mga hydraulic system ay ang kanilang kakayahang pangasiwaan ang mga seasonal (pati na rin araw-araw) na mataas na peak load. Sa pagsasagawa, ang paggamit ng naka-imbak na enerhiya ng tubig ay minsan ay kumplikado ng mga kinakailangan sa patubig na maaaring mangyari sa labas ng yugto na may pinakamataas na pagkarga.

Ang pagpapatakbo ng mga hydraulic system mula sa isang ilog ay karaniwang mas mura kaysa sa paggawa ng mga dam at may potensyal na mas malawak na mga aplikasyon. Ang maliliit na hydroelectric power plant na wala pang 10 MW ay kumakatawan sa humigit-kumulang 10% ng potensyal ng mundo at karamihan sa mga ito ay tumatakbo mula sa mga ilog.

May tatlong uri ng hydropower structures: hydroelectric power plants, pumping stations, at pumped storage power plants.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng hydroelectric power station

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang hydroelectric power station ay kapag ang enerhiya ng tubig ay na-convert sa mekanikal na enerhiya sa pamamagitan ng mga hydraulic turbine. Kino-convert ng generator ang mekanikal na enerhiyang ito mula sa tubig tungo sa kuryente.

Ang pagpapatakbo ng generator ay batay sa mga prinsipyo ng Faraday: kapag ang isang magnet ay gumagalaw sa isang konduktor, ang kuryente ay nabuo. Sa isang generator, ang mga electromagnet ay nilikha ng kasalukuyang direktang kasalukuyang. Lumilikha sila ng mga patlang ng poste at naka-install sa paligid ng perimeter ng rotor. Ang rotor ay nakakabit sa isang baras na umiikot sa mga turbine sa isang nakapirming bilis. Kapag umiikot ang rotor, nagiging sanhi ito ng pagbabago ng mga pole sa konduktor na naka-mount sa stator. Ito naman, ayon sa batas ni Faraday, ay gumagawa ng kuryente sa mga terminal ng generator.

Komposisyon ng hydroelectric power station

Ang mga hydroelectric power plant ay may sukat mula sa "micro hydropower plants" na nagpapagana ng ilang bahay hanggang sa mga higanteng dam na nagbibigay ng kuryente sa milyun-milyong tao.

Karamihan sa mga conventional hydroelectric power plant ay kinabibilangan ng apat na pangunahing bahagi:

Ang paggamit ng hydropower ay sumikat noong kalagitnaan ng ika-20 siglo, ngunit ang ideya ng paggamit ng H2O upang makabuo ng kuryente ay bumalik sa libu-libong taon. Mahigit 2,000 taon na ang nakalilipas, ang mga Griyego ay gumamit ng gulong ng tubig upang gilingin ang trigo upang maging harina. Ang mga sinaunang gulong na ito ay parang mga turbine ngayon, kung saan dumadaloy ang tubig.

Ang mga hydropower plant ang pinakamalaking pinagmumulan ng renewable energy sa mundo.

Ano ang hydroelectric power plant?

Ang mga hydroelectric power plant ay napakahusay na pinagkukunan ng enerhiya. Gumagamit sila ng renewable resources - ang mekanikal na enerhiya ng bumabagsak na tubig. Ang tubig back-up na kailangan para dito ay nilikha ng mga dam na itinayo sa mga ilog at kanal. Ginagawang posible ng mga hydraulic installation na bawasan ang transportasyon at makatipid ng mineral na gasolina (humigit-kumulang 0.4 tonelada ng karbon ang natupok bawat 1 kWh). Ang mga ito ay medyo madaling patakbuhin at may napakataas na kahusayan (higit sa 80%). Ang halaga ng ganitong uri ng pag-install ay 5-6 beses na mas mababa kaysa sa mga thermal power plant, at nangangailangan sila ng mas kaunting maintenance personnel.

Ang mga hydraulic installation ay kinakatawan ng hydroelectric power plants (HPP), pumped storage power plants (PSP) at tidal power plants (TPP). Ang kanilang paglalagay ay higit na nakasalalay sa mga natural na kondisyon, halimbawa, ang kalikasan at rehimen ng ilog. Sa mga bulubunduking lugar, kadalasang itinatayo ang mga high-pressure hydroelectric power plant; sa mga mababang ilog, ginagamit ang mga installation na may mas mababang presyon ngunit mas mataas ang daloy ng tubig. Ang hydraulic construction sa mga kapatagan ay mas mahirap dahil sa pamamayani ng malambot na pundasyon sa ilalim ng mga dam at ang pangangailangan na magkaroon ng malalaking reservoir upang makontrol ang daloy. Ang pagtatayo ng mga hydroelectric power station sa kapatagan ay nagdudulot ng pagbaha sa mga katabing lugar, na nagdudulot ng malaking pinsala sa materyal.

Ang isang hydroelectric power station ay binubuo ng isang sunud-sunod na kadena ng mga haydroliko na istruktura na nagbibigay ng kinakailangang konsentrasyon ng daloy ng tubig at ang paglikha ng presyon, at mga kagamitan sa enerhiya na nagko-convert ng enerhiya ng tubig na gumagalaw sa ilalim ng presyon sa mekanikal na pag-ikot ng enerhiya, na, naman, ay na-convert sa elektrikal na enerhiya.

Ang presyon ng isang hydroelectric power station ay nilikha sa pamamagitan ng konsentrasyon ng pagbagsak ng ilog sa site na ginagamit ng isang dam, o diversion, o isang dam at diversion na magkasama. Ang pangunahing kagamitan ng kuryente ng isang hydroelectric power station ay matatagpuan sa hydroelectric power station building: sa turbine room ng power plant - hydraulic units, auxiliary equipment, automatic control at monitoring device; sa central control post mayroong control panel para sa operator-dispatcher o isang awtomatikong operator ng hydroelectric power station. Ang step-up transformer substation ay matatagpuan sa loob ng hydroelectric power station building at sa magkahiwalay na mga gusali o sa mga bukas na lugar. Ang mga switchgear ay madalas na matatagpuan sa mga bukas na lugar. Ang isang hydroelectric power plant building ay maaaring hatiin sa mga seksyon na may isa o higit pang mga unit at auxiliary equipment, na nakahiwalay sa mga katabing bahagi ng gusali. Ang isang lugar ng pag-install ay nilikha sa o sa loob ng gusali ng hydroelectric power station para sa pagpupulong at pagkumpuni ng iba't ibang kagamitan at para sa mga auxiliary na operasyon para sa pagpapanatili ng hydroelectric power station.

Batay sa naka-install na kapasidad (sa MW), ang mga hydroelectric power station ay nakikilala sa pagitan ng malakas (higit sa 250), medium (hanggang 25) at maliit (hanggang 5). Ang kapangyarihan ng isang hydroelectric power station ay depende sa pressure Nb (ang pagkakaiba sa pagitan ng mga antas ng upper at lower pool), ang daloy ng tubig Q (m3/sec) na ginagamit sa mga hydraulic turbine, at ang kahusayan ng hydraulic unit hg. Para sa isang bilang ng mga kadahilanan (dahil sa, halimbawa, mga pana-panahong pagbabago sa antas ng tubig sa mga reservoir, pagbabagu-bago sa pagkarga ng sistema ng kuryente, pag-aayos ng mga hydraulic unit o hydraulic structures, atbp.), Patuloy na nagbabago ang presyon at daloy ng tubig. , at bilang karagdagan, nagbabago ang daloy kapag kinokontrol ang kapangyarihan ng isang hydroelectric power station. Mayroong taunang, lingguhan at araw-araw na mga siklo ng pagpapatakbo ng hydroelectric power station.

Ayon sa maximum na ginamit na presyon, ang mga hydroelectric power station ay nahahati sa high-pressure (higit sa 60 m), medium-pressure (mula 25 hanggang 60 m) at low-pressure (mula 3 hanggang 25 m) hydroelectric power station. Sa mga mababang ilog, ang mga presyon ay bihirang lumampas sa 100 m; sa mga bulubunduking kondisyon, ang mga presyon ng hanggang sa 300 m o higit pa ay maaaring malikha gamit ang isang dam, at sa tulong ng diversion - hanggang sa 1500 m. Ang pag-uuri ayon sa presyon ay humigit-kumulang na tumutugma sa mga uri ng mga power equipment na ginamit: sa high-pressure hydroelectric power stations, bucket at radial hydroelectric power plants ay ginagamit.axial turbines na may metal spiral chambers; sa mga medium-pressure - rotary-blade at radial-axial turbines na may reinforced concrete at metal spiral chambers, sa low-pressure - rotary-blade turbines sa reinforced concrete spiral chambers, minsan pahalang na turbines sa capsules o sa open chambers. Ang dibisyon ng mga hydroelectric power station ayon sa ginamit na presyur ay may tinatayang, kondisyonal na kalikasan.

Ayon sa pamamaraan ng paggamit ng mapagkukunan ng tubig at konsentrasyon ng presyon, ang mga hydroelectric power station ay karaniwang nahahati sa run-of-river, dam-based, diversion na may pressure at free-flow diversion, mixed, pumped storage at tidal. Sa run-of-river at dam-based hydroelectric power plants, ang presyon ng tubig ay nilikha ng isang dam na humaharang sa ilog at nagpapataas ng antas ng tubig sa itaas na pool. Kasabay nito, ang ilang pagbaha sa lambak ng ilog ay hindi maiiwasan. Kung dalawang dam ang itinayo sa parehong bahagi ng ilog, mababawasan ang baha. Sa mga ilog sa mababang lupain, nililimitahan ng pinakamalaking lugar ng baha na pinahihintulutan sa ekonomiya ang taas ng dam. Ang mga run-of-river at near-dam hydroelectric power station ay itinatayo kapwa sa mababang lupain na mataas ang tubig na ilog at sa mga ilog ng bundok, sa makipot na compressed valleys.

Bilang karagdagan sa dam, ang mga istruktura ng isang run-of-the-river hydroelectric power station ay kinabibilangan ng hydroelectric power station building at spillway structures. Ang komposisyon ng mga haydroliko na istruktura ay nakasalalay sa taas ng ulo at naka-install na kapangyarihan. Sa isang run-of-the-river hydroelectric power station, ang gusali na may mga hydraulic unit na nakapaloob dito ay nagsisilbing pagpapatuloy ng dam at kasama nito ay lumilikha ng presyur sa harap. Kasabay nito, ang itaas na pool ay katabi ng gusali ng hydroelectric power station sa isang gilid, at ang mas mababang pool ay katabi nito sa kabilang panig. Ang mga supply spiral chamber ng hydraulic turbines kasama ang kanilang mga inlet section ay inilalagay sa ilalim ng antas ng upstream, habang ang mga outlet section ng suction pipe ay inilubog sa ilalim ng antas ng downstream.

Alinsunod sa layunin ng mga gawaing tubig, maaaring kabilang dito ang mga shipping lock o isang ship lift, mga istraktura ng daanan ng isda, mga istruktura ng tubig para sa irigasyon at supply ng tubig. Sa run-of-the-river hydroelectric power plants, minsan ang tanging istraktura na nagpapahintulot sa tubig na dumaan ay ang power plant building. Sa mga kasong ito, sunud-sunod na dumadaan ang kapaki-pakinabang na tubig sa bahaging pumapasok na may mga rehas na nagtataglay ng basura, isang spiral chamber, isang hydraulic turbine, at isang suction pipe, at ang mga daloy ng baha ng ilog ay ibinubuhos sa pamamagitan ng mga espesyal na conduit sa pagitan ng mga katabing turbine chamber. Ang run-of-river hydroelectric power plants ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga pressure na hanggang 30-40 m; Kasama rin sa pinakasimpleng run-of-river hydroelectric power plants ang mga dating itinayong rural (hydroelectric power station) hydroelectric power station na maliit ang kapasidad. Sa malalaking ilog sa mababang lupa, ang pangunahing channel ay hinaharangan ng isang earthen dam, sa tabi nito ay isang konkretong spillway dam at isang gusali ng hydroelectric power station. Ang kaayusan na ito ay tipikal para sa maraming domestic hydroelectric power plant sa malalaking ilog sa mababang lupain. Ipinangalan ang Volzhskaya HPP. Ika-22 Kongreso ng CPSU - ang pinakamalaki sa mga istasyon ng ilog.

Ang pinakamalakas na hydroelectric power station ay itinayo sa Volga, Kama, Angara, Yenisei, Ob at Irtysh. Ang kaskad ng mga hydroelectric power station ay isang pangkat ng mga hydroelectric power station na matatagpuan sa mga hakbang sa daloy ng daloy ng tubig na may layuning ganap na sunud-sunod na gamitin ang enerhiya nito. Ang mga pag-install sa isang kaskad ay karaniwang konektado sa pamamagitan ng isang karaniwang rehimen kung saan ang mga reservoir ng mga itaas na yugto ay may impluwensya sa regulasyon sa mga reservoir ng mas mababang mga yugto. Ang mga pang-industriyang complex na nagdadalubhasa sa mga industriyang masinsinang enerhiya ay nabuo batay sa mga hydroelectric power station sa silangang mga rehiyon.

Ang pinaka mahusay na mapagkukunan sa mga tuntunin ng teknikal at pang-ekonomiyang mga tagapagpahiwatig ay puro sa Siberia. Ang isang halimbawa nito ay ang Angara-Yenisei cascade, na kinabibilangan ng pinakamalaking hydroelectric power stations sa bansa: Sayano-Shushenskaya (6.4 million kW), Krasnoyarsk (6 million kW), Bratsk (4.6 million kW), Ust-Ilimskaya (4.3). milyong kW). Ang Boguchanovskaya hydroelectric power station (4 milyong kW) ay nasa ilalim ng pagtatayo. Ang kabuuang kapasidad ng cascade ay kasalukuyang higit sa 20 milyong kW.

Kapag nagtatayo ng mga hydroelectric power station, ang layunin ay karaniwang makabuo ng kuryente, mapabuti ang mga kondisyon para sa pag-navigate sa ilog at patubigan ang lupa. Ang mga hydroelectric power plant ay karaniwang may mga reservoir na nagpapahintulot sa kanila na mag-imbak ng tubig at mag-regulate ng daloy nito at, samakatuwid, ang operating power ng istasyon upang makapagbigay ng pinaka-kapaki-pakinabang na mode para sa sistema ng enerhiya sa kabuuan.

Ang proseso ng regulasyon ay ang mga sumusunod. Sa isang yugto ng panahon kung kailan mababa ang karga sa sistema ng kuryente (o malaki ang natural na pag-agos ng tubig sa ilog), ang hydroelectric power station ay kumokonsumo ng tubig sa halagang mas mababa kaysa sa natural na pag-agos. Sa kasong ito, ang tubig ay naipon sa reservoir, at ang kapasidad ng pagpapatakbo ng istasyon ay medyo maliit. Sa ibang pagkakataon, kapag mataas ang system load (o maliit ang pag-agos ng tubig), ang hydroelectric power plant ay gumagamit ng tubig sa dami na lumalampas sa natural na pag-agos. Sa kasong ito, ang tubig na naipon sa reservoir ay natupok, at ang operating power ng istasyon ay tumataas sa maximum. Depende sa dami ng reservoir, ang panahon ng regulasyon, o ang oras na kinakailangan upang punan at patakbuhin ang reservoir, ay maaaring isang araw, isang linggo, ilang buwan o higit pa. Sa panahong ito, ang hydroelectric power plant ay maaaring gumamit ng isang mahigpit na tinukoy na dami ng tubig, na tinutukoy ng natural na pag-agos.

Kapag ang mga hydroelectric power plant ay nagpapatakbo kasama ng mga thermal at nuclear power plant, ang load ng power system ay ipinamamahagi sa pagitan ng mga ito upang, sa isang naibigay na daloy ng tubig sa panahong isinasaalang-alang, ang pangangailangan para sa elektrikal na enerhiya ay natutugunan na may kaunting pagkonsumo ng gasolina (o kaunting gastos sa gasolina) sa sistema. Ang karanasan sa mga operating system ng enerhiya ay nagpapakita na sa halos buong taon ay ipinapayong magpatakbo ng mga hydroelectric power plant sa peak mode. Nangangahulugan ito na sa araw ang operating power ng isang hydroelectric power station ay dapat mag-iba sa loob ng malawak na limitasyon - mula sa pinakamababa sa mga oras na mababa ang load sa power system hanggang sa maximum sa mga oras ng pinakamataas na load sa system. Sa paggamit na ito ng mga hydroelectric power station, ang load ng mga thermal station ay na-level at ang kanilang operasyon ay nagiging mas matipid.

Sa mga panahon ng baha, kapag mataas ang natural na pag-agos ng tubig sa ilog, ipinapayong gumamit ng mga hydroelectric power station sa buong orasan na may operating capacity na malapit sa maximum, at sa gayon ay mabawasan ang idle water discharge sa pamamagitan ng dam. Ang pinaka-pinakinabangang mode ng isang hydroelectric power plant ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan at dapat matukoy sa pamamagitan ng naaangkop na mga kalkulasyon.

Ang operasyon ng mga hydroelectric power plant ay nailalarawan sa pamamagitan ng madalas na pagsisimula at paghinto ng mga yunit, isang mabilis na pagbabago sa operating power mula sa zero hanggang sa nominal. Ang mga hydraulic turbine sa pamamagitan ng kanilang likas na katangian ay inangkop sa rehimeng ito. Para sa mga hydrogenerator, ang mode na ito ay katanggap-tanggap din, dahil, hindi tulad ng mga generator ng steam turbine, ang haba ng ehe ng hydrogenerator ay medyo maliit at ang mga pagpapapangit ng temperatura ng mga winding rod ay hindi gaanong binibigkas. Ang proseso ng pagsisimula ng hydraulic unit at pagkakaroon ng kapangyarihan ay ganap na awtomatiko at nangangailangan lamang ng ilang minuto.

Ang tagal ng paggamit ng naka-install na kapasidad ng mga hydroelectric power plant ay kadalasang mas maikli kaysa sa thermal power plants. Ito ay 1500-3000 na oras para sa mga peak station at hanggang 5000-6000 na oras para sa mga base station.

Ang halaga ng yunit ng isang hydroelectric station (RUB/MW) ay mas mataas kaysa sa halaga ng yunit ng isang thermal station na may parehong kapasidad dahil sa mas malaking dami ng gawaing konstruksyon. Ang oras ng pagtatayo ng isang hydroelectric power station ay mas mahaba rin kaysa sa oras ng pagtatayo ng isang thermal station. Gayunpaman, ang halaga ng kuryente na nabuo ng mga hydroelectric power plant ay makabuluhang mas mababa kaysa sa halaga ng enerhiya mula sa mga thermal power plant, dahil ang mga gastos sa pagpapatakbo ay hindi kasama ang halaga ng gasolina.

Maipapayo na magtayo ng mga hydroelectric power station sa mga ilog ng bundok at sesquicentral. Sa mga ilog sa mababang lupain, ang kanilang pagtatayo ay maaaring humantong sa pagbaha ng malalaking lugar ng mga parang baha at taniman ng lupa, kagubatan, pagbaba ng mga stock ng isda at iba pang mga kahihinatnan.



Ang mga maliliit na hydraulic turbine ay napaka-espesipiko sa prinsipyo ng kanilang operasyon, sa kaibahan sa mga turbine ng mga conventional hydroelectric power plant. Ang proseso ng pagpapatakbo ng isang micro-hydraulic turbine ay kagiliw-giliw na ang mga katangian ng istraktura nito ay maaaring magbigay para sa isang tiyak na bagay ng dami ng mga masa ng tubig na dadaloy sa mga bahagi ng hydraulic turbine (blades), dalhin ang generator sa kondisyon ng pagtatrabaho (ginagampanan ng generator ang papel ng pagbuo ng kuryente).

Ang proseso ng pagtaas ng presyon ng tubig ay sinisiguro sa pamamagitan ng pagbuo ng "derivation" - mga paglabas ng tubig sa isang libreng daloy (sa kondisyon na ang micro hydroelectric power station na ito ay isang uri ng diversion) o isang dam (sa kondisyon na ito ay isang mini thermal power plant ng ang uri ng dam).

Kapangyarihan ng mini hydroelectric power station

Ang antas ng kapangyarihan ng isang mini hydroelectric power station ay direktang nakasalalay sa mga kondisyon kung saan matatagpuan ang mga haydroliko na katangian nito:

1. Ang daloy ng tubig ay ang dami ng mga masa ng tubig (l) na dumadaan sa turbine sa isang tiyak na tagal ng panahon. Karaniwang tumagal ng 1-2 segundo para sa panahong ito.
2. Ang presyon ng tubig ay ang distansya sa pagitan ng dalawang magkasalungat na punto ng mass ng tubig (ang isa ay matatagpuan sa itaas, ang isa ay nasa ibaba). Ang presyon ay may isang bilang ng mga tampok na katangian, kung saan nakasalalay ang mga uri ng micro hydroelectric na mga istasyon ng kuryente (mataas na presyon, katamtamang presyon, mababang presyon)

Ang kakaiba ng pagpapatakbo ng isang micro hydroelectric power station ay tinasa mula sa punto ng view ng lokasyon ng teritoryo nito. Halimbawa, ang isang pressure micro hydroelectric power station ay gumagana sa pamamagitan ng pag-divert ng mga daloy ng tubig sa pamamagitan ng isang espesyal na channel na gawa sa kahoy, na matatagpuan sa isang tiyak na anggulo ng pagkahilig, na nagpapahintulot sa tubig na dumaloy nang mas mabilis. Ang presyon ng tubig sa naturang hydroelectric power station ay depende sa kung gaano katagal ang channel. Susunod, ang tubig ay dumadaloy sa pipeline ng presyon, pagkatapos nito ay pumapasok sa haydroliko na yunit, na matatagpuan sa ibabang bahagi. Ang recycled na tubig ay pagkatapos ay sapilitang bumalik sa pinagmulan nito sa pamamagitan ng pagpilit.

Lokasyon ng mini hydroelectric power station

Mahalagang tandaan na ang posisyon ng hydraulic turbine ay maaaring iba depende sa uri ng konstruksiyon:

1. Pahalang na posisyon. Ang posisyon na ito ng hydraulic turbine ay humahantong sa isang natural na pagtaas sa laki ng mini hydroelectric power station mismo (sa tulong ng isang turbine shaft, na pinatataas din ang laki ng sistema ng enerhiya sa panahon ng pag-ikot, pati na rin ang pagbabago sa sukat. ng silid ng turbine). Gayunpaman, nararapat na tandaan na ang pagtatayo ng naturang mga hydraulic turbine ay hindi mas kumplikado kaysa sa iba, ngunit sa kabaligtaran, pinapasimple ito.
2. Patayong pag-aayos. Ang ganitong uri ng pag-aayos ay nakakatulong na bawasan ang laki ng hydroelectric power station, pinapabuti ang balanse ng mga linya ng axial at ang pagiging compact nito. Ang pagkakalagay na ito ay mas kumplikadong gawin, dahil lumilikha ito ng pangangailangan para sa isang detalyadong balanse ng axis sa elementong umiikot. Gayundin sa ganitong sitwasyon, mahalaga na maging mas maingat tungkol sa ipinag-uutos na posisyon ng nagtatrabaho na sahig, kapag ito ay nasa isang pahalang na linya, at ang mga katangian ng lakas nito, upang mapaglabanan nila ang bigat ng buong istraktura. Ang vertical na posisyon ay nagpapataas ng presyon sa axis ng istraktura.

Application ng mini hydroelectric power station

Sa pangkalahatan, ang maliliit na hydroelectric power plant ay pangunahing ginagamit para sa kanilang aplikasyon sa mga malalayong lugar ng mga gusali ng tirahan. Hindi sila maaaring maging seryosong kakumpitensya sa malalaking planta ng kuryente, ngunit sa halip ay nagsisilbi upang matiyak ang pagtitipid ng enerhiya. Kamakailan, maraming tao ang gumagamit ng parehong hydroelectric power plant, solar batteries at iba't ibang wind control installation. Ang mga turbine na inilarawan sa artikulong ito ay maaaring maging isa sa mga makabagong pinagmumulan ng enerhiya na ito, na sa huli ay hahantong sa paglikha ng mga bagong electrical circuit at modelo.

Ano ang maaaring gamitin ng mga istrukturang ito?

• upang magbigay ng kuryente sa pribadong ari-arian;
• para sa mga malalayong lugar ng industriya;
• para sa mga electric charging station;
• para sa pansamantalang paggamit.

Mga kalamangan ng mini hydroelectric power stations

Ang mga maliliit na hydropower plant ay may ilang mga espesyal na pakinabang:

• magagamit ang mga ito sa dalawang bersyon: naayos sa ilalim ng reservoir, at mayroon ding mga espesyal na kawit na nagpapahintulot sa trabaho na maisagawa sa ibabaw.
• ang pag-install ay maaaring umabot sa lakas na 5 kW, upang madagdagan ang kapangyarihan at kahusayan ng mga hydroelectric power plant, ang mga turbine ay naka-install bilang mga module
• Ang mga hydroelectric power station ay hindi negatibong nakakaapekto sa kapaligiran sa panahon ng proseso ng pagtatayo, dahil Upang malikha ito, ginagamit ang natural na tubig, na nakadirekta sa isang tiyak na daloy at itinatakda ang mga blades sa paggalaw.

Mga turbine para sa mga mini hydroelectric power station

Ngayon ay direktang pag-usapan natin ang tungkol sa mga hydraulic turbine para sa mga mini hydroelectric power station at kung ano ang kailangan natin para sa pagtatayo nito. Mga katangian at tampok ng pagpapatakbo ng hydraulic turbine:

1. Ang temperatura ng tubig na ibinibigay sa turbine ay dapat lumampas sa +4 °C.
2. Ang temperatura na dapat nasa block module ay +15 °C at mas mataas.
3. Ang presyon ng tunog, ang pinagmulan kung saan ay matatagpuan 1 m mula sa hydraulic turbine, ay 80 dB at wala na.
4. Ang panlabas na ibabaw ng hydraulic turbine ay dapat na pinainit sa isang temperatura na hindi mas mataas sa +45°C, sa kondisyon na ang temperatura ng hangin ay nasa paligid ng +25°C.

Isaalang-alang natin ang halimbawa ng isang mahusay na balanse at gumaganang hydraulic turbine sa ilalim ng perpektong mga kondisyon.

Ipagpalagay natin na mayroon tayong flow-through hydraulic turbine, radial, pressure-driven na may medium pressure, na nagbibigay ng tangential supply ng tubig sa mga blades, ang shaft ay pahalang. Ang mga uri ng tubo ay inuri bilang "tahimik". Mayroon silang kakaibang pag-angkop sa kapaligiran, lokasyon ng pag-install at iba't ibang pagkakaiba sa presyon ng altitude. Kung ang daloy ng tubig ay nagbabago nang husto, ang turbine ay gumagamit ng isang dalawang silid na disenyo ng bag, na ginagawang mas mahusay ang aparato.

Ang katawan ng anumang hydraulic turbine ay gawa sa structural steel; ito ay malakas at maaasahan. Ang mga gastos sa mga materyales at konstruksyon ay makabuluhang nabawasan kumpara sa mga hydraulic turbine para sa mga conventional hydroelectric power plant. Ang pinakakaraniwang materyal na ginagamit para sa pagtatayo ng isang hydraulic turbine ay makatiis ng mga pagkakaiba mula 90 hanggang 120 metro, ang ilang bahagi ay gawa sa hindi kinakalawang na asero (casing, pipelines).

Sa mga bagong henerasyong hydraulic turbine, posibleng palitan ang generator at impeller nang walang matinding deformation at pagbabago. Kapansin-pansin na ang impeller ay may ari-arian ng paglilinis sa sarili dahil sa mga daloy ng tubig na dumadaan sa lugar ng impeller sa panahon ng operasyon. Sa panahon ng disenyo ng generator at ang hydraulic turbine mismo, ang isang bilang ng mga hakbang ay kinuha upang mabawasan ang antas ng cavitation. Ang kasalukuyang mga hydraulic turbine ay 100 porsiyentong libre sa problemang ito.

Ang pangunahing bahagi ng isang hydraulic turbine ay ang impeller. Ang materyal para sa paggawa ng mga blades ay kadalasang profile-type na bakal. Dahil sa kanilang mga pag-aari, ang mga blades ay maaaring lumikha ng isang puwersa ng ehe, na nagpapadali sa gawain ng mga bearings, at ang mga impeller mismo ay nasa pare-parehong balanse. Ang tagal ng pagpapatakbo ng impeller axis ay tinutukoy ng posisyon nito; para sa mas mahabang operasyon ay naka-install ito sa antas ng tindig.

Mga tampok ng hydraulic turbines para sa mga mini hydroelectric power station

1. Maaaring gamitin sa mga sistema ng paglilinis upang makakuha ng mataas na kalidad na inuming tubig.
2. Posibleng ikonekta ang isang pang-industriyang generator.
3. Nadagdagang mga kinakailangan para sa pagiging maaasahan ng generator.

Ang ilang mga katangian ng teknikal na plano:

1. Pagkakaiba sa taas: 3 - 200 m
2. Daloy ng tubig: 0.03 - 13 metro kubiko bawat segundo
3. Kapangyarihan: 5 - 3,000 kW
4. Bilang ng mga blades na matatagpuan sa axial sector: 37
5. Kahusayan: 84% - 87%

Siyempre, ang mga mini hydroelectric power station ay malamang na hindi maging pangunahing pinagkukunan ng enerhiya, ngunit ang kanilang paggamit ay lubos na maipapayo bilang isang paraan ng pagbabawas ng pagkarga sa pangunahing network ng supply ng kuryente, lalo na sa mga panahon ng peak consumption.

Ang hydroelectric power station ay isang complex ng mga kumplikadong hydraulic structures at equipment. Ang layunin nito ay i-convert ang enerhiya ng daloy ng tubig sa elektrikal na enerhiya. Ang hydropower ay isa sa tinatawag na renewable energy sources, ibig sabihin, ito ay halos hindi mauubos.

Ang pinakamahalagang haydroliko na istraktura ay isang dam. Pinapanatili nito ang tubig sa reservoir at lumilikha ng kinakailangang presyon ng tubig. Ang hydraulic turbine ay ang pangunahing makina sa isang hydroelectric power station. Sa tulong nito, ang enerhiya ng tubig na gumagalaw sa ilalim ng presyon ay na-convert sa mekanikal na pag-ikot na enerhiya, na pagkatapos (salamat sa isang electric generator) ay na-convert sa elektrikal na enerhiya. Hydraulic turbine, hydrogenerator, awtomatikong pagsubaybay at mga control device - ang mga console ay matatagpuan sa turbine room ng hydroelectric power station. Ang mga step-up na transformer ay matatagpuan sa loob ng gusali at sa mga bukas na lugar. Ang mga switchgear ay kadalasang naka-install sa labas malapit sa gusali ng power plant.

Sa Unyong Sobyet, na may malaking mapagkukunan ng hydropower (11112% ng kabuuang mundo), nagsimula ang malawak na pagtatayo ng mga hydroelectric power station. Batay sa naka-install na hydroelectric na kapasidad. Sa 30 taon pagkatapos ng digmaan, mula 1950, ang mga istasyon ay nahahati sa maliit - hanggang 1980, ang produksyon ng kuryente ay tumaas ng hanggang 5 MW, katamtaman - mula 5 hanggang 25 at malalaking - hydroelectric power plants ay tumaas ng higit sa 10 beses. higit sa 25 MW. Mayroong 20 hydroelectric power stations sa ating bansa, bawat isa ay may naka-install na kapasidad na higit sa 500 MW. Ang pinakamalaking sa kanila ay ang Krasnoyarsk (6000 MW) at Sayano-Shushenskaya (6400 MW) hydroelectric power station.

Ang pagtatayo ng mga hydroelectric power station ay hindi maiisip kung walang komprehensibong solusyon sa maraming problema. Ito ay kinakailangan upang matugunan ang mga pangangailangan hindi lamang ng enerhiya, kundi pati na rin ng transportasyon ng tubig, supply ng tubig, irigasyon, at pangisdaan. Ang mga gawaing ito ay pinakamahusay na natutugunan ng prinsipyo ng cascading kapag hindi isa, ngunit isang bilang ng mga hydroelectric power station ang itinayo sa ilog, na matatagpuan sa tabi ng ilog. Ginagawa nitong posible na lumikha ng ilang mga reservoir na magkakasunod na matatagpuan sa ilog sa iba't ibang antas, na nangangahulugan ng mas ganap na paggamit ng daloy ng ilog, mga mapagkukunan ng enerhiya nito at pagmamaniobra ng kapangyarihan ng mga indibidwal na hydroelectric power station. Ang mga cascades ng hydroelectric power station ay naitayo sa maraming ilog. Bilang karagdagan sa Volzhsky, ang mga cascades ay itinayo sa Kama, Dnieper, Chirchik, Hrazdan, Irtysh, Rioni, at Svir. Ang pinakamalakas na Angara-Yenisei cascade na may pinakamalaking hydroelectric power station sa mundo - Bratsk, Krasnoyarsk, Sayano-Shushenskaya at Boguchanskaya na may kabuuang kapasidad na humigit-kumulang 17 GW at taunang produksyon ng 76 bilyong kWh ng kuryente.

Mayroong ilang mga uri ng mga power plant na gumagamit ng enerhiya ng daloy ng tubig. Bukod sa hydroelectric power plants, itinatayo rin ang pumped storage power plants (PSPPs) at tidal power plants (TPPs). Sa unang tingin, halos hindi mo mapapansin ang pagkakaiba sa pagitan ng conventional hydroelectric power plant at hydro-storage power plant. Ang parehong gusali kung saan matatagpuan ang pangunahing kagamitan sa kuryente, ang parehong mga linya ng kuryente. Walang pangunahing pagkakaiba sa paraan ng pagbuo ng kuryente. Ano ang mga tampok ng pumped storage power plants?

Hindi tulad ng isang hydroelectric power station, ang isang pumped storage station ay nangangailangan ng dalawang reservoir (hindi isa) na may kapasidad na ilang sampu-sampung milyong metro kubiko bawat isa. Ang antas ng isa ay dapat na ilang sampu-sampung metro na mas mataas kaysa sa isa. Ang parehong mga reservoir ay konektado sa bawat isa sa pamamagitan ng mga pipeline. Ang isang pumped storage power station na gusali ay itinatayo sa ibabang reservoir. Sa loob nito, ang tinatawag na reversible hydraulic unit - hydraulic turbines at electric generators ay inilalagay sa parehong baras. Maaari silang gumana pareho bilang mga kasalukuyang generator at bilang mga electric water pump. Kapag bumababa ang pagkonsumo ng enerhiya, halimbawa sa gabi, ang mga hydraulic turbine ay kumikilos bilang mga bomba, na nagbobomba ng tubig mula sa ibabang reservoir patungo sa itaas. Sa kasong ito, ang mga generator ay nagpapatakbo bilang mga de-koryenteng motor, na tumatanggap ng elektrikal na enerhiya mula sa mga thermal at nuclear power plant. Kapag tumaas ang konsumo ng kuryente, ang mga hydraulic unit ng pumped storage power plant ay lumipat sa reverse rotation. Ang tubig na bumabagsak mula sa itaas na reservoir hanggang sa ibaba ay umiikot sa mga hydraulic turbine at ang mga generator ay bumubuo ng elektrikal na enerhiya. Kaya, sa gabi, ang isang pumped storage power plant, kumbaga, ay nag-iipon ng kuryente na nalilikha ng iba pang power plant, at naglalabas nito sa araw. Samakatuwid, ang mga pumped storage power plant ay karaniwang nagsisilbi, gaya ng sinasabi ng mga power engineer, upang masakop ang "mga taluktok" ng load, ibig sabihin, nagbibigay ito ng enerhiya kapag ito ay kinakailangan lalo na. Mayroong higit sa 160 pumped storage power plant na tumatakbo sa buong mundo. Sa ating bansa, ang unang pumped storage power plant ay itinayo malapit sa Kiev. Ito ay may mababang ulo, 73 m lamang, at kabuuang lakas na 225 MW.

Ang isang mas malaking pumped storage power plant ay nagsimula sa rehiyon ng Moscow, na may kapasidad na 1.2 GW at isang ulo na 100 m.

Ang mga karaniwang pumped storage power plant ay itinatayo sa mga ilog. Ngunit, tulad ng nangyari, ang mga naturang power plant ay maaaring itayo sa mga baybayin ng mga dagat at karagatan. Doon lamang sila nakatanggap ng ibang pangalan - tidal power plants (TPP).

Dalawang beses sa isang araw sa parehong oras, ang antas ng karagatan ay tumataas at bumababa. Ito ay ang gravitational forces ng Buwan at Araw na umaakit sa mga masa ng tubig. Malayo sa baybayin, ang mga pagbabago sa antas ng tubig ay hindi lalampas sa 1 m, ngunit malapit sa baybayin maaari silang umabot ng 13 m, tulad ng, halimbawa, sa Penzhinskaya Bay sa Dagat ng Okhotsk.

Kung ang isang bay o ang bukana ng isang ilog ay naharang ng isang dam, kung gayon sa sandali ng pinakamalaking pagtaas ng tubig, daan-daang milyong metro kubiko ng tubig ang maaaring mai-lock sa naturang artipisyal na reservoir. Kapag bumababa ang tubig sa dagat, nagkakaroon ng pagkakaiba sa pagitan ng lebel ng tubig sa reservoir at sa dagat, na sapat upang paikutin ang mga hydraulic turbine na naka-install sa mga gusali ng PES. Kung mayroon lamang isang reservoir, ang PES ay maaaring makabuo ng de-koryenteng enerhiya nang tuluy-tuloy sa loob ng 4-5 na oras na may mga break na 1-2 oras, ayon sa pagkakabanggit, apat na beses sa isang araw (ang antas ng tubig sa reservoir ay nagbabago nang maraming beses sa panahon ng high at low tides) .

Upang maalis ang hindi pantay na pagbuo ng kuryente, ang reservoir ng istasyon ay hinati ng isang dam sa 2-3 mas maliit. Ang isa ay nagpapanatili ng low tide level, ang isa naman ay nagpapanatili ng high tide level, at ang pangatlo ay nagsisilbing reserba.

Ang mga hydraulic unit ay naka-install sa TPP, na may kakayahang gumana nang may mataas na kahusayan kapwa sa generator (paggawa ng kuryente) at pumping mode (pagbomba ng tubig mula sa isang reservoir na may mababang antas ng tubig patungo sa isang reservoir na may mataas na antas). Sa pump mode, gumagana ang PES kapag lumalabas ang sobrang kuryente sa power system. Sa kasong ito, ang mga yunit ay nagbobomba o nagpapalabas ng tubig mula sa isang reservoir patungo sa isa pa.

Noong 1968, ang unang pilot industrial power plant sa ating bansa ay itinayo sa baybayin ng Barents Sea sa Kislaya Bay. Ang gusali ng power plant ay naglalaman ng 2 hydraulic unit na may kapasidad na 400 kW.

Sampung taong karanasan sa pagpapatakbo ng unang TPP ay nagpapahintulot sa amin na magsimulang gumuhit ng mga proyekto para sa Mezen TPP sa White Sea, Penzhinskaya at Tugurskaya sa Dagat ng Okhotsk.

Ang paggamit ng mga dakilang puwersa ng mga pagtaas ng tubig ng mga karagatan sa mundo, maging ang mga alon ng karagatan mismo, ay isang kawili-wiling problema. Nagsisimula pa lang silang lutasin ito. Maraming dapat pag-aralan, iimbento, idinisenyo.

Ang pagtatayo ng malalaking higanteng enerhiya - maging hydroelectric power plants, pumped storage power plants o power plant - ay tuwing pagsusulit para sa mga builder. Narito ang gawain ng mga manggagawa ng pinakamataas na kwalipikasyon at iba't ibang mga specialty ay pinagsama - mula sa mga kongkretong master hanggang sa mga umaakyat.