В естествените реки водата тече от горното надолу по течението, смесена с утайка, и често измива речното корито и склоновете на бреговете, което показва, че във водата е скрито определено количество енергия.При естествени условия тази потенциална енергия се изразходва за почистване, изтласкване на утайка и преодоляване на съпротивлението на триене.Ако построим някои сгради и инсталираме необходимото оборудване, за да направим постоянен поток от вода през водна турбина, водната турбина ще се задвижва от водния ток, като вятърна мелница, която може да се върти непрекъснато и водната енергия ще се преобразува в механична енергия.Когато водната турбина задвижва генератора да се върти заедно, тя може да генерира електричество, а водната енергия се преобразува в електрическа енергия.Това е основният принцип на производството на водноелектрическа енергия.Водните турбини и генератори са най-основното оборудване за производство на водноелектрическа енергия.Позволете ми да ви дам кратко въведение в малкото познания за производството на водноелектрическа енергия.
1. Хидроенергия и мощност на водния поток
При проектирането на водноелектрическа централа, за да се определи мащабът на централата, е необходимо да се знае мощността за производство на електроенергия на централата.Съгласно основните принципи на водноелектрическото производство на електроенергия не е трудно да се види, че мощността за производство на електроенергия на една електроцентрала се определя от количеството работа, която може да бъде извършена от тока.Общата работа, която водата може да извърши за определен период от време, наричаме водна енергия, а работата, която може да бъде извършена за единица време (секунда), се нарича текуща мощност.Очевидно, колкото по-голяма е мощността на водния поток, толкова по-голям е капацитетът за производство на електроенергия на централата.Следователно, за да знаем капацитета за производство на електроенергия на електроцентралата, първо трябва да изчислим мощността на водния поток.Мощността на водния поток в реката може да се изчисли по този начин, като се приеме, че падането на водната повърхност в определен участък на реката е H (метри), а водният обем на H, преминаващ през напречното сечение на реката в единица времето (секунди) е Q (кубични метри/секунда), тогава потокът Мощността на секцията е равна на произведението от теглото на водата и капката.Очевидно, колкото по-висока е водната капка, толкова по-голям е потокът и толкова по-голяма е мощността на водния поток.
2. Продукцията на водноелектрически централи
При определен напор и дебит електричеството, което една водноелектрическа централа може да генерира, се нарича хидроенергия.Очевидно изходната мощност зависи от мощността на водния поток през турбината.В процеса на преобразуване на водната енергия в електрическа енергия, водата трябва да преодолее съпротивлението на речните корита или сградите по пътя от горното към долното течение.Водните турбини, генератори и предавателно оборудване също трябва да преодолеят много съпротивления по време на работа.За да се преодолее съпротивлението, трябва да се работи и мощността на водния поток ще се изразходва, което е неизбежно.Следователно мощността на водния поток, която може да се използва за генериране на електроенергия, е по-малка от стойността, получена по формулата, тоест мощността на водноелектрическата централа трябва да бъде равна на мощността на водния поток, умножена с коефициент по-малък от 1. Този коефициент се нарича още ефективност на водноелектрическа централа.
Специфичната стойност на ефективността на водноелектрическата централа е свързана с количеството енергийна загуба, която възниква, когато водата протича през сградата и водната турбина, преносното оборудване, генератора и т.н., колкото по-голяма е загубата, толкова по-ниска е ефективността.В малка водноелектрическа централа сумата от тези загуби представлява около 25-40% от мощността на водния поток.Това означава, че водният поток, който може да генерира 100 киловата електричество, влиза в водноелектрическата централа, а генераторът може да генерира само 60 до 75 киловата електричество, така че ефективността на хидроелектрическата станция е еквивалентна на 60 ~ 75%.
От предишното въведение може да се види, че когато дебитът на електроцентралата и разликата в нивото на водата са постоянни, мощността на електроцентралата зависи от ефективността.Практиката доказа, че в допълнение към работата на хидравличните турбини, генератори и преносно оборудване, други фактори, влияещи върху ефективността на водноелектрическите централи, като качеството на конструкцията на сградата и монтажа на оборудването, качеството на експлоатация и управление, както и дали проектирането на водноелектрическата централа е правилна, са всички фактори, които влияят на ефективността на водноелектрическата централа.Разбира се, някои от тези влияещи фактори са първични, а други са вторични и при определени условия първичните и вторичните фактори също ще се трансформират един в друг.
Въпреки това, без значение какъв е факторът, решаващият фактор е, че хората не са обекти, машините се управляват от хора, а технологията се управлява от мисълта.Ето защо при проектирането, изграждането и избора на оборудване на водноелектрически централи е необходимо да се даде пълна роля на субективната роля на хората и да се стремим към съвършенство в технологиите, за да се сведе до минимум загубата на енергия от водния поток, доколкото е възможно.Това важи за някои водноелектрически централи, където самият спад на водата е сравнително малък.Това е особено важно.В същото време е необходимо ефективно да се засили работата и управлението на водноелектрическите централи, за да се подобри ефективността на електроцентралите, да се използват пълноценно водните ресурси и да се даде възможност на малките водноелектрически централи да играят по-голяма роля.
Час на публикация: 09.06.2021 г
