HE: princip delovanja, shema, oprema, moč

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Namen hidroelektrarn si predstavljajo skoraj vsi, le redki pa resnično razumejo princip delovanja hidroelektrarn. Glavna skrivnost za ljudi je, kako ta ogromen jez proizvaja električno energijo brez goriva. Pogovorimo se o tem.

Kaj je hidroelektrarna?

Hidroelektrarna je kompleksen kompleks, sestavljen iz različnih struktur in posebne opreme. Hidroelektrarne se gradijo na rekah, kjer je stalen pretok vode za polnjenje jezu in rezervoarja. Podobne konstrukcije (jezovi), ki nastanejo pri gradnji hidroelektrarne, so potrebne za koncentriranje stalnega pretoka vode, ki se s pomočjo posebne opreme za hidroelektrarne pretvori v električno energijo.

Upoštevajte, da ima izbira mesta za gradnjo pomembno vlogo v smislu učinkovitosti HE. Potrebna sta dva pogoja: zagotovljena neizčrpna oskrba z vodo in visok naklon reke.

načelo delovanja HE

Upravljanje hidroelektrarne je precej preprosto. Postavljene hidravlične konstrukcijezagotavljajo stabilen tlak vode, ki vstopa v lopatice turbine. Tlak spravlja turbino v gibanje, zaradi česar vrti generatorje. Slednji proizvajajo električno energijo, ki se nato po visokonapetostnih daljnovodih oddaja potrošniku.

Glavna težava takšne konstrukcije je zagotoviti stalen pritisk vode, kar dosežemo z izgradnjo jezu. Zahvaljujoč njemu se na enem mestu koncentrira velika količina vode. V nekaterih primerih se uporablja naravni tok vode, včasih pa se uporabljata jez in preusmeritev (naravni tok).

V samem objektu je oprema za hidroelektrarno, katere glavna naloga je pretvorba mehanske energije gibanja vode v električno energijo. Ta naloga je dodeljena generatorju. Dodatna oprema se uporablja tudi za nadzor delovanja postaje, distribucijskih naprav in transformatorskih postaj.

Spodnja slika prikazuje shematski diagram HE.

Kot vidite, tok vode vrti turbino generatorja, ki proizvaja energijo, jo dobavlja transformatorju za pretvorbo, nato pa se po daljnovodih transportira do dobavitelja.

Power

Obstajajo različne hidroelektrarne, ki jih lahko razdelimo glede na proizvedeno moč:

1. Zelo močan - več kot 25 MW.
2. Srednji – do 25 MW.
3. Majhna - z proizvodnjo do 5 MW.

Moč hidroelektrarne je odvisna predvsem od pretoka vode in učinkovitosti samega generatorja, ki se na njej uporablja. Ampak tudi najboljučinkovita instalacija ne bo mogla proizvesti velikih količin električne energije s šibkim vodnim pritiskom. Upoštevati je treba tudi, da moč hidroelektrarne ni konstantna. Zaradi naravnih vzrokov se lahko nivo vode v jezu poveča ali zmanjša. Vse to vpliva na količino proizvedene električne energije.

Vloga jezu

Najbolj zapleten, največji in na splošno glavni element katere koli hidroelektrarne je jez. Nemogoče je razumeti, kaj je hidroelektrarna, ne da bi razumeli bistvo delovanja jezu. So ogromni mostovi, ki zadržujejo tok vode. Glede na zasnovo se lahko razlikujejo: obstajajo gravitacijske, obokane in druge strukture, vendar je njihov cilj vedno enak - zadržati veliko količino vode. Zahvaljujoč jezu je mogoče koncentrirati stabilen in močan tok vode, ki ga usmeri na lopatice turbine, ki vrti generator. Po drugi strani pa proizvaja električno energijo.

tehnologija

Kot že vemo, princip delovanja hidroelektrarne temelji na uporabi mehanske energije padajoče vode, ki se kasneje s pomočjo turbine in generatorja pretvori v električno energijo. Same turbine se lahko namestijo v jezu ali v njegovi bližini. V nekaterih primerih se uporablja cevovod, po katerem voda pod nivojem jezu prehaja pod visokim pritiskom.

Vsaka hidroelektrarna ima več indikatorjev moči: pretok vode in hidrostatična glava. Zadnji indikator je določen z višinsko razliko med začetno in končno točko.prosti padec vode. Pri ustvarjanju zasnove postaje celoten dizajn temelji na enem od teh indikatorjev.

Danes znane tehnologije za proizvodnjo električne energije omogočajo doseganje visoke učinkovitosti pri pretvarjanju mehanske energije v električno energijo. Včasih je nekajkrat višja kot pri termoelektrarnah. Tako visok izkoristek je dosežen zaradi opreme, ki se uporablja v hidroelektrarni. Je zanesljiv in relativno enostaven za uporabo. Poleg tega je zaradi pomanjkanja goriva in sproščanja velike količine toplotne energije življenjska doba takšne opreme precej dolga. Tu so okvare izjemno redke. Menijo, da je minimalna življenjska doba generatorskih sklopov in konstrukcij na splošno približno 50 let. Čeprav v resnici še danes dokaj uspešno delujejo hidroelektrarne, ki so bile zgrajene v tridesetih letih prejšnjega stoletja.

ruske hidroelektrarne

Danes v Rusiji deluje približno 100 hidroelektrarn. Seveda je njihova zmogljivost različna, večina pa gre za postaje z inštalirano močjo do 10 MW. Obstajajo tudi postaje Pirogovskaya ali Akulovskaya, ki so bile zagnane leta 1937, njihova zmogljivost pa je le 0,28 MW.

Največji sta HE Sayano-Shushenskaya in Krasnoyarsk z zmogljivostjo 6400 oziroma 6000 MW. Sledijo postaje:

1. Bratskaya (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HE (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Kljub ogromnemu številu takšnih elektrarn proizvedejo le 47.700 MW, kar je enako 20% celotne količine energije, proizvedene v Rusiji.

Na koncu

Zdaj razumete princip delovanja hidroelektrarn, ki pretvarjajo mehansko energijo toka vode v električno energijo. Kljub precej preprosti zamisli o pridobivanju energije kompleks opreme in novih tehnologij naredijo takšne strukture zapletene. Vendar so v primerjavi z jedrskimi elektrarnami res primitivne.