У натуральных рэках вада цячэ ад верхняга па плыні да нізу ўперамешку з наносамі і часта абмывае рэчышча і схілы берагоў, што паказвае, што ў вадзе схавана пэўная колькасць энергіі.У прыродных умовах гэтая патэнцыйная энергія расходуецца на ачыстку, выштурхоўванне асадка і пераадоленне супраціўлення трэнню.Калі мы пабудуем некалькі будынкаў і ўсталюем неабходнае абсталяванне, каб зрабіць стабільны паток вады праз вадзяную турбіну, вадзяная турбіна будзе прыводзіцца ў дзеянне токам вады, як ветраны млын, які можа бесперапынна круціцца, і энергія вады будзе пераўтворацца у механічную энергію.Калі вадзяная турбіна прыводзіць у рух генератар, каб круціцца разам, ён можа выпрацоўваць электрычнасць, і энергія вады пераўтворыцца ў электрычную.Гэта асноўны прынцып вытворчасці гідраэлектраэнергіі.Вадзяныя турбіны і генератары з'яўляюцца асноўным абсталяваннем для вытворчасці гідраэлектраэнергіі.Дазвольце мне даць вам кароткае ўвядзенне ў невялікія веды аб вытворчасці гідраэлектраэнергіі.
1. Гідраэнергетыка і магутнасць воднага патоку
Пры праектаванні ГЭС, каб вызначыць маштаб электрастанцыі, неабходна ведаць магутнасць электрастанцыі.Згодна з асноўнымі прынцыпамі вытворчасці гідраэлектраэнергіі, няцяжка зразумець, што магутнасць электрастанцыі вызначаецца аб'ёмам працы, якую можа выканаць ток.Агульную працу, якую можа выканаць вада за пэўны прамежак часу, мы называем энергіяй вады, а працу, якую можа выканаць за адзінку часу (секунду), — магутнасцю току.Відавочна, што чым больш магутнасць воднага патоку, тым больш магутнасць электрастанцыі.Такім чынам, каб даведацца магутнасць электрастанцыі, мы павінны спачатку разлічыць магутнасць воднага патоку.Магутнасць воднага патоку ў рацэ можна вылічыць такім чынам, прымаючы, што падзенне паверхні вады на пэўным участку ракі роўна H (метры), а аб'ём вады H, якая праходзіць праз папярочны сячэнне ракі ў адзінцы час (секунды) роўна Q (куб.м/с), тады расход Магутнасць секцыі роўна твору вагі вады і кроплі.Відавочна, што чым вышэй кропля вады, тым большы паток і большая магутнасць патоку вады.
2. Выхад гідраэлектрастанцый
Пры пэўным напоры і патоку электраэнергія, якую можа выпрацоўваць гідраэлектрастанцыя, называецца выпрацоўкай гідраэнергіі.Відавочна, што выхадная магутнасць залежыць ад магутнасці патоку вады праз турбіну.У працэсе пераўтварэння воднай энергіі ў электрычную вада павінна пераадольваць супраціў рэчышчаў рэк або будынкаў на шляху ад верхняга па плыні да нізу.Вадзяныя турбіны, генератары і трансмісійнае абсталяванне таксама павінны пераадольваць шматлікія супраціўленні падчас працы.Каб пераадолець супраціўленне, трэба правесці працу, і магутнасць воднага патоку будзе расходавацца, што непазбежна.Такім чынам, магутнасць воднага патоку, якая можа быць выкарыстана для выпрацоўкі электраэнергіі, меншая за значэнне, атрыманае па формуле, гэта значыць, магутнасць гідраэлектрастанцыі павінна быць роўная магутнасці воднага патоку, памножанай на каэфіцыент менш за 1. Гэты каэфіцыент яшчэ называюць ККД ГЭС.
Удзельнае значэнне каэфіцыента карыснага дзеяння гідраэлектрастанцыі звязана з колькасцю страт энергіі, якія ўзнікаюць пры праходжанні вады праз будынак і вадзяную турбіну, трансмісійнае абсталяванне, генератар і г.д., чым большыя страты, тым меншы ККД.На малой ГЭС сума гэтых страт складае каля 25-40% магутнасці воднага патоку.Гэта значыць, што паток вады, які можа выпрацоўваць 100 кілават электраэнергіі, паступае на гідраэлектрастанцыю, а генератар можа выпрацоўваць толькі ад 60 да 75 кілават электраэнергіі, таму эфектыўнасць гідраэлектрастанцыі эквівалентна 60 ~ 75%.
З папярэдняга ўвядзення відаць, што калі расход электрастанцыі і розніца ўзроўню вады пастаянныя, магутнасць электрастанцыі залежыць ад эфектыўнасці.Практыка даказала, што акрамя прадукцыйнасці гідраўлічных турбін, генератараў і трансмісійнага абсталявання, на эфектыўнасць працы ГЭС уплываюць і іншыя фактары, такія як якасць будаўніцтва будынкаў і ўстаноўкі абсталявання, якасць эксплуатацыі і кіравання, а таксама тое, ці будзе распрацавана канструкцыя гідраэлектрастанцый. гідраэлектрастанцыя правільная, гэта ўсе фактары, якія ўплываюць на эфектыўнасць ГЭС.Вядома, некаторыя з гэтых фактараў уплыву з'яўляюцца першаснымі, а некаторыя - другаснымі, і пры пэўных умовах першасныя і другасныя фактары таксама будуць трансфармавацца адзін у аднаго.
Аднак, незалежна ад таго, які фактар, вырашальным з'яўляецца тое, што людзі не з'яўляюцца аб'ектамі, машыны кіруюцца людзьмі, а тэхналогія кіруецца думкай.Такім чынам, пры праектаванні, будаўніцтве і выбары абсталявання гідраэлектрастанцый неабходна ў поўнай меры ўлічваць суб'ектыўнай ролі чалавека і імкнуцца да дасканаласці ў тэхналогіях, каб максімальна мінімізаваць страты энергіі вадзянога патоку.Гэта для некаторых гідраэлектрастанцый, дзе сам перапад вады адносна нізкі.Гэта асабліва важна.У той жа час неабходна эфектыўна ўзмацніць эксплуатацыю і кіраванне гідраэлектрастанцыямі, каб павысіць эфектыўнасць працы электрастанцый, у поўнай меры выкарыстоўваць водныя рэсурсы і дазволіць малым ГЭС адыгрываць большую ролю.
Час публікацыі: 9 чэрвеня 2021 г
