Luonnollisissa joissa vesi virtaa ylä- ja alavirtaan sedimentin kanssa sekoittuneena ja huuhtelee usein joen uomaa ja rantarinteitä, mikä osoittaa, että veteen on piilotettu tietty määrä energiaa.Luonnollisissa olosuhteissa tämä potentiaalinen energia kuluu sedimentin hankaamiseen, työntämiseen ja kitkavastuksen voittamiseen.Jos rakennamme rakennuksia ja asennamme tarvittavat laitteet tasaisen vesivirran aikaansaamiseksi vesiturbiinin läpi, vesiturbiinia ohjaa vesivirta, kuten tuulimyllyä, joka voi pyöriä jatkuvasti, ja vesienergia muunnetaan. mekaaniseen energiaan.Kun vesiturbiini käyttää generaattoria pyörimään yhdessä, se voi tuottaa sähköä ja vesienergia muunnetaan sähköenergiaksi.Tämä on vesivoiman tuotannon perusperiaate.Vesiturbiinit ja generaattorit ovat vesivoiman perusvarusteita.Annan sinulle lyhyen johdannon vesivoiman tuotantoon liittyvistä vähäisistä tiedoista.
1. Vesivoima ja veden virtausteho
Vesivoimalaitoksen suunnittelussa voimalaitoksen mittakaavan määrittämiseksi on tiedettävä voimalaitoksen sähköntuotantokapasiteetti.Vesivoimatuotannon perusperiaatteiden mukaan ei ole vaikea nähdä, että voimalaitoksen sähköntuotantokapasiteetti määräytyy sen työn määrästä, jonka virta pystyy tekemään.Kutsumme vesienergiaksi kokonaistyötä, jonka vesi voi tehdä tietyssä ajassa, ja työtä, joka voidaan tehdä aikayksikössä (sekunnissa), kutsutaan virtatehoksi.On selvää, että mitä suurempi vesivirtauksen teho on, sitä suurempi on voimalaitoksen sähköntuotantokapasiteetti.Siksi, jotta voimme tietää voimalaitoksen sähköntuotantokapasiteetin, meidän on ensin laskettava veden virtausteho.Joen veden virtausteho voidaan laskea tällä tavalla olettaen, että veden pinnan pudotus tietyllä joen osuudella on H (metriä) ja joen poikkileikkauksen läpi kulkevan H:n vesimäärä yksikkönä aika (sekuntia) on Q (kuutiometriä/sekunti), jolloin virtaus Leikkausteho on yhtä suuri kuin veden painon ja pisaran tulo.Ilmeisesti mitä korkeampi vesipisara, sitä suurempi virtaus ja sitä suurempi veden virtausteho.
2. Vesivoimalaitosten teho
Tietyllä korkeudella ja virtauksella vesivoimalaitoksen tuottamaa sähköä kutsutaan vesivoiman tuotokseksi.Ilmeisesti lähtöteho riippuu turbiinin läpi virtaavan vesivirran tehosta.Kun vesienergiaa muutetaan sähköenergiaksi, veden on voitettava joenuomien tai rakennusten vastus matkalla ylä- ja alavirtaan.Vesiturbiinien, generaattoreiden ja voimansiirtolaitteiden on myös voitettava monet vastukset työn aikana.Vastuksen voittamiseksi on tehtävä työtä ja veden virtaustehoa kuluu, mikä on väistämätöntä.Siksi sähkön tuottamiseen käytettävä vesivirtausteho on pienempi kuin kaavalla saatu arvo, eli vesivoimalaitoksen tehon tulee olla yhtä suuri kuin veden virtausteho kerrottuna kertoimella, joka on pienempi kuin 1. Tätä kerrointa kutsutaan myös vesivoimalaitoksen hyötysuhteeksi.
Vesivoimalaitoksen hyötysuhteen ominaisarvo liittyy energiahäviön määrään, joka syntyy, kun vesi virtaa rakennuksen ja vesiturbiinin, voimansiirtolaitteiden, generaattorin jne. läpi, mitä suurempi häviö, sitä pienempi hyötysuhde.Pienessä vesivoimalaitoksessa näiden häviöiden summa on noin 25-40 % vesivirran tehosta.Eli vesivirta, joka voi tuottaa 100 kilowattia sähköä, tulee vesivoimalaitokselle, ja generaattori voi tuottaa vain 60-75 kilowattia sähköä, joten vesivoimalaitoksen hyötysuhde on 60-75%.
Edellisestä johdannosta voidaan nähdä, että kun voimalaitoksen virtaama ja vedenkorkeusero ovat vakioita, voimalaitoksen teho riippuu hyötysuhteesta.Käytäntö on osoittanut, että hydrauliturbiinien, generaattoreiden ja voimansiirtolaitteiden suorituskyvyn lisäksi vesivoimalaitosten tehokkuuteen vaikuttavat muut tekijät, kuten talon rakentamisen ja laiteasennuksen laatu, toiminnan ja hallinnan laatu sekä se, onko vesivoimalaitos on oikea, ovat kaikki tekijät, jotka vaikuttavat vesivoimalaitoksen hyötysuhteeseen.Tietysti osa näistä vaikuttavista tekijöistä on ensisijaisia ja osa toissijaisia, ja tietyissä olosuhteissa primaariset ja toissijaiset tekijät muuttuvat myös toisikseen.
Riippumatta siitä, mikä tekijä on, ratkaisevaa on kuitenkin se, että ihmiset eivät ole esineitä, koneita ohjaavat ihmiset ja tekniikkaa hallitsee ajatus.Siksi vesivoimaloiden suunnittelussa, rakentamisessa ja laitevalinnoissa on välttämätöntä antaa täysi peli ihmisen subjektiiviselle roolille ja pyrkiä huippuosaamiseen tekniikassa, jotta veden virtauksen energiahävikki voidaan minimoida mahdollisimman paljon.Tämä koskee joitain vesivoimalaitoksia, joissa itse vesipisara on suhteellisen alhainen.Se on erityisen tärkeää.Samalla on tarpeen vahvistaa tehokkaasti vesivoimalaitosten toimintaa ja hallintaa, jotta voimalaitosten hyötysuhde paranee, vesivarat hyödynnetään täysimääräisesti ja pienten vesivoimaloiden rooli kasvaa.
Postitusaika: 09.06.2021
