Гідраэнергетыка - гэта пераўтварэнне энергіі вады прыродных рэк у электрычнасць для выкарыстання людзьмі.Існуюць розныя крыніцы энергіі, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці электраэнергіі, такія як сонечная энергія, энергія вады ў рэках і энергія ветру, якая выпрацоўваецца паветраным патокам.Кошт вытворчасці гідраэлектраэнергіі з выкарыстаннем гідраэнергіі танны, і будаўніцтва гідраэлектрастанцый таксама можа спалучацца з іншымі праектамі па ахове водных рэсурсаў.Наша краіна вельмі багатая на гідраэнергетычныя рэсурсы, і ўмовы таксама вельмі добрыя.Гідраэнергетыка адыгрывае важную ролю ў будаўніцтве народнай гаспадаркі.
Узровень вады вышэй па плыні ракі вышэй, чым у ніжнім цячэнні.З-за розніцы ва ўзроўні вады ў рацэ выпрацоўваецца водная энергія.Гэтую энергію называюць патэнцыйнай энергіяй або патэнцыйнай энергіяй.Розніца паміж вышынёй вады ў рацэ называецца перападам, таксама называецца розніцай узроўняў вады або верхаводам.Гэта падзенне з'яўляецца асноўнай умовай для фарміравання гідраўлічнай магутнасці.Акрамя таго, велічыня гідраўлічнай магутнасці таксама залежыць ад велічыні патоку вады ў рацэ, што з'яўляецца яшчэ адной асноўнай умовай, такой жа важнай, як і падзенне.І падзенне, і паток непасрэдна ўплываюць на гідраўлічную магутнасць;чым большы аб'ём вады кроплі, тым больш гідраўлічная магутнасць;калі падзенне і аб'ём вады адносна невялікія, магутнасць ГЭС будзе меншай.
Падзенне звычайна выяўляецца ў метрах.Градыент - гэта суадносіны падзення і адлегласці, якое можа паказаць ступень канцэнтрацыі кроплі.Кропля больш канцэнтраваная, а выкарыстанне гідраўлічнай сілы больш зручнае.Падзенне, якое выкарыстоўваецца гідраэлектрастанцыяй, - гэта розніца паміж паверхняй вады вышэй па плыні гідраэлектрастанцыі і паверхняй вады ніжэй па плыні пасля праходжання праз турбіну.
Паток - гэта колькасць вады, якая цячэ ў рацэ за адзінку часу, і выражаецца ў кубічных метрах за адну секунду.Адзін кубічны метр вады - адна тона.Плынь ракі змяняецца ў любы час, таму, калі мы гаворым пра плынь, мы павінны тлумачыць час канкрэтнага месца, дзе яна цячэ.Паток вельмі істотна змяняецца ў часе.Рэкі ў нашай краіне звычайна маюць вялікі прыток у сезон дажджоў летам і восенню і адносна невялікі зімой і вясной.Як правіла, плынь ракі адносна невялікі ў верхняй частцы;паколькі прытокі зліваюцца, плынь уніз па плыні паступова павялічваецца.Такім чынам, хоць падзенне вышэй па плыні канцэнтравана, паток невялікі;паток уніз па плыні вялікі, але падзенне адносна рассеянае.Таму часта найбольш эканомна выкарыстоўваць гідраўлічную энергію ў сярэднім цячэнні ракі.
Ведаючы падзенне і расход, якія выкарыстоўваюцца на ГЭС, яго магутнасць можна разлічыць па наступнай формуле:
N= GQH
У формуле N–выход у кілаватах таксама можна назваць магутнасцю;
Q – расход, у кубічных метрах у секунду;
Н – падзенне, у метрах;
G = 9,8 , — паскарэнне сілы цяжару, адзінка: Ньютан/кг
Па прыведзенай вышэй формуле тэарэтычная магутнасць разлічваецца без адлічэння страт.Фактычна, у працэсе выпрацоўкі гідраэнергіі турбіны, трансмісійнае абсталяванне, генератары і г.д. маюць непазбежныя страты электраэнергіі.Такім чынам, тэарэтычную магутнасць трэба зняць з рахункаў, гэта значыць, фактычную магутнасць, якую мы можам выкарыстоўваць, трэба памножыць на каэфіцыент эфектыўнасці (сімвал: K).
Праектная магутнасць генератара на ГЭС называецца намінальнай магутнасцю, а фактычная — фактычнай магутнасцю.У працэсе пераўтварэння энергіі непазбежная страта часткі энергіі.У працэсе выпрацоўкі гідраэнергіі ў асноўным адбываюцца страты турбін і генератараў (ёсць страты і ў трубаправодах).Розныя страты ў сельскай мікра-ГЭС складаюць каля 40-50% ад агульнай тэарэтычнай магутнасці, таму на выхадзе гідраэлектрастанцыі можна фактычна выкарыстоўваць толькі 50-60% тэарэтычнай магутнасці, то бок эфектыўнасць складае каля 0,5—0,60 (з іх ККД турбіны 0,70—0,85, ККД генератараў — 0,85—0,90, ККД трубаправодаў і перадачага абсталявання — 0,80—0,85).Такім чынам, фактычную магутнасць (выходную) ГЭС можна разлічыць наступным чынам:
K–каэфіцыент карыснага дзеяння гідраэлектрастанцыі (0,5～0,6) выкарыстоўваецца ў грубым разліку мікра-ГЭС;гэта значэнне можна спрасціць так:
N=(0,5～0,6)QHG Фактычная магутнасць=эфектыўнасць×паток×падзенне×9,8
Выкарыстанне гідраэнергіі заключаецца ў выкарыстанні энергіі вады для руху машыны, якая называецца вадзяной турбінай.Напрыклад, старажытнае вадзяное кола ў нашай краіне — гэта вельмі простая вадзяная турбіна.Разнастайныя гідраўлічныя турбіны, якія выкарыстоўваюцца ў цяперашні час, адаптаваныя да розных канкрэтных гідраўлічных умоў, так што яны могуць круціцца больш эфектыўна і пераўтвараць энергію вады ў механічную.Іншы від машын, генератар, падлучаны да турбіны, так што ротар генератара круціцца разам з турбінай для выпрацоўкі электрычнасці.Генератар можна падзяліць на дзве часткі: частка, якая круціцца разам з турбінай, і нерухомая частка генератара.Частка, якая злучана з турбінай і круціцца, называецца ротарам генератара, а вакол ротара шмат магнітных палюсоў;круг вакол ротара - гэта нерухомая частка генератара, якая называецца статара генератара, і статар абгорнуты мноствам медных шпулькі.Калі шмат магнітных палюсоў ротара круціцца ў сярэдзіне медных шпулькі статара, на медных правадах ўтвараецца ток, і генератар пераўтварае механічную энергію ў электрычную.
Электрычная энергія, якая выпрацоўваецца электрастанцыяй, ператвараецца ў механічную энергію (электрарухавік або рухавік), энергію святла (электрычная лямпа), цеплавую энергію (электрапеч) і гэтак далей з дапамогай рознага электраабсталявання.
ён склад ГЭС
У склад ГЭС ўваходзяць: гідратэхнічныя збудаванні, механічнае абсталяванне, электраабсталяванне.
(1) Гідраўлічныя збудаванні
Ён мае плаціны (плаціны), водазаборныя вароты, каналы (або тунэлі), пярэднія рэзервуары пад ціскам (або рэгулюючыя рэзервуары), напорныя трубы, электрастанцыі і адводы і г.д.
У рацэ будуецца плот (плаціна), каб перакрыць рачную ваду і падняць паверхню вады, утвараючы вадасховішча.Такім чынам паміж паверхняй вады вадасховішча на плаціны (плаціны) і воднай паверхняй ракі пад дамбай утвараецца канцэнтраваная кропля, а затым вада ўводзіцца ў ГЭС праз выкарыстанне вадаправодаў. або тунэлі.У адносна стромкіх рэках выкарыстанне адводных каналаў таксама можа ўтвараць перапад.Напрыклад: звычайна падзенне на кіламетр натуральнай ракі складае 10 метраў.Калі ў верхнім канцы гэтага ўчастка ракі адкрыць рэчышча для ўвядзення рачной вады, рэчышча будзе выкапана ўздоўж ракі, і схіл рэчышча будзе больш спадзістым.Калі падзенне ў канале робіцца на кіламетр, яно ўпала толькі на 1 метр, так што вада працякала ў канале 5 кіламетраў, а паверхня вады ўпала толькі на 5 метраў, а вада ўпала на 50 метраў пасля таго, як прайшла 5 кіламетраў у натуральным канале .У гэты час вада з канала вяртаецца да электрастанцыі па рацэ з водаправодам або тунэлем, і там канцэнтраваны перапад вышынёй 45 метраў, які можна выкарыстоўваць для выпрацоўкі электраэнергіі.Малюнак 2
Выкарыстанне адводных каналаў, тунэляў або водаправодных труб (напрыклад, пластыкавых труб, сталёвых труб, бетонных труб і г.д.) для фарміравання ГЭС з канцэнтраваным падзеннем называецца гідраэлектрастанцыяй з адводным каналам, што з'яўляецца тыповай кампаноўкай гідраэлектрастанцый. .
(2) Механічнае і электрычнае абсталяванне
Акрамя вышэйзгаданых гідратэхнічных работ (грэблі, каналы, пярэдні двор, напорныя трубы, майстэрні), ГЭС таксама мае патрэбу ў наступным абсталяванні:
(1) Механічнае абсталяванне
Ёсць турбіны, рэгулятары, засаўкі, трансмісійнае і негенеруючае абсталяванне.
(2) Электрычнае абсталяванне
Ёсць генератары, размеркавальныя шчыты кіравання, трансфарматары і лініі электраперадачы.
Але не ўсе малыя ГЭС маюць названыя вышэй гідратэхнічныя збудаванні і механічнае і электраабсталяванне.Калі напор вады менш за 6 метраў на ГЭС з нізкім напором, звычайна выкарыстоўваюцца водаводны канал і водны канал з адкрытым каналам, і няма напорнага пярэдняга басейна і напорнага вадаправода.Для электрастанцый з невялікім дыяпазонам электразабеспячэння і кароткай адлегласцьам перадачы прымаецца прамая перадача электраэнергіі і не патрабуецца трансфарматар.ГЭС з вадасховішчамі не трэба будаваць дамбаў.Выкарыстанне глыбокіх водазабораў, унутраных труб (або тунэляў) плацін і вадасцёкаў пазбаўляе ад неабходнасці ў гідраўлічных збудаваннях, такіх як плаціны, водазаборныя вароты, каналы і напорныя пярэднія басейны.
Каб пабудаваць ГЭС, перш за ўсё, неабходна правесці дбайныя вышуковыя і праектныя работы.У праектаванні вылучаюць тры этапы праектавання: эскізны праект, тэхнічны праект і дэталізацыю будаўніцтва.Каб добра выканаць праектныя работы, перш за ўсё неабходна правесці грунтоўныя геадэзічныя работы, гэта значыць поўна зразумець мясцовыя прыродныя і эканамічныя ўмовы – гэта рэльеф, геалогія, гідралогія, капітал і гэтак далей.Правільнасць і надзейнасць канструкцыі можна гарантаваць толькі пасля засваення гэтых сітуацый і іх аналізу.
Кампаненты малых ГЭС маюць розныя формы ў залежнасці ад тыпу ГЭС.
3. Тапаграфічная здымка
Якасць тапаграфічных здымкаў аказвае вялікі ўплыў на інжынерную планіроўку і ацэнку інжынернага аб'ёму.
Геалагічная разведка (разуменне геалагічных умоў) у дадатак да агульнага разумення і даследаванняў па геалогіі водападзелу і ўздоўж ракі, неабходна таксама зразумець, ці з'яўляецца падмурак машыннага аддзялення трывалым, што непасрэдна ўплывае на бяспеку электраэнергіі сама станцыя.Пасля разбурэння загароды з пэўным аб'ёмам вадасховішча гэта не толькі пашкодзіць ГЭС, але і прывядзе да велізарных чалавечых страт і маёмасці ўнізе па цячэнні.
4. Гідралагічны тэст
Для ГЭС найбольш важнымі гідралагічнымі дадзенымі з'яўляюцца запісы ўзроўню вады ў рацэ, плыні, утрымання наносаў, умоў абледзянення, метэаралагічных даных і даных абследавання паводак.Велічыня сцёку ракі ўплывае на планіроўку вадаскіду ГЭС.Недаацэнка цяжару паводкі прывядзе да пашкоджання плаціны;асадак, які нясе рака, можа ў горшым выпадку хутка запоўніць вадасховішча.Напрыклад, канал прытоку прывядзе да залівання канала, а буйназярністы асадак пройдзе праз турбіну і прывядзе да зносу турбіны.Такім чынам, будаўніцтва ГЭС павінна мець дастатковыя гідралагічныя дадзеныя.
Таму, перш чым прымаць рашэнне аб будаўніцтве ГЭС, мы павінны спачатку вывучыць напрамкі эканамічнага развіцця раёна электразабеспячэння і будучы попыт на электраэнергію.Пры гэтым ацаніце становішча іншых крыніц энергіі ў зоне забудовы.Толькі пасля даследавання і аналізу вышэйзгаданай сітуацыі мы можам вырашыць, ці трэба будаваць ГЭС і якіх маштабаў.
Увогуле, мэта гідраэнергетычных абследаванняў — даць дакладную і надзейную асноўную інфармацыю, неабходную для праектавання і будаўніцтва гідраэлектрастанцый.
5. Агульныя ўмовы выбару пляцоўкі
Агульныя ўмовы выбару сайта можна растлумачыць з наступных чатырох аспектаў:
(1) Абраны ўчастак павінен мець магчымасць выкарыстоўваць энергію вады найбольш эканомным спосабам і адпавядаць прынцыпу эканоміі, гэта значыць пасля завяршэння будаўніцтва электрастанцыі траціцца найменшая колькасць грошай і выпрацоўваецца найбольшая колькасць электраэнергіі .Звычайна яго можна вымераць, ацэньваючы гадавы даход ад вытворчасці электраэнергіі і інвестыцыі ў будаўніцтва станцыі, каб убачыць, колькі часу можна вярнуць укладзены капітал.Аднак гідралагічныя і тапаграфічныя ўмовы ў розных месцах розныя, патрэбы ў электраэнергіі таксама розныя, таму кошт будаўніцтва і інвестыцыі не павінны абмяжоўвацца пэўнымі значэннямі.
(2) Тапаграфічныя, геалагічныя і гідралагічныя ўмовы абранага ўчастка павінны быць адносна лепшымі, а таксама павінны быць магчымасці для праектавання і будаўніцтва.Пры будаўніцтве малых ГЭС выкарыстанне будаўнічых матэрыялаў павінна максімальна адпавядаць прынцыпу «мясцовых матэрыялаў».
(3) Абраны ўчастак павінен знаходзіцца як мага бліжэй да зоны электразабеспячэння і апрацоўкі, каб паменшыць інвестыцыі ў абсталяванне для перадачы электраэнергіі і страты электраэнергіі.
(4) Пры выбары пляцоўкі неабходна максімальна выкарыстоўваць існуючыя гідратэхнічныя збудаванні.Напрыклад, кропля вады можа быць выкарыстана для будаўніцтва гідраэлектрастанцыі ў ірыгацыйным канале, або гідраэлектрастанцыя можа быць пабудавана побач з арашальным вадаёмам для выпрацоўкі электраэнергіі з арашальнага патоку і гэтак далей.Паколькі гэтыя гідраэлектрастанцыі могуць адпавядаць прынцыпу выпрацоўкі электраэнергіі пры наяўнасці вады, іх эканамічнае значэнне больш відавочнае.
Час публікацыі: 19 мая 2022 г
