Vatnsorka á að breyta vatnsorku náttúrulegra áa í rafmagn sem fólk getur notað.Það eru ýmsir orkugjafar sem notaðir eru við orkuframleiðslu, svo sem sólarorka, vatnsorka í ám og vindorka sem myndast með loftflæði.Kostnaður við virkjun vatnsafls með vatnsafli er ódýr og einnig er hægt að sameina byggingu vatnsaflsvirkjana við önnur vatnsverndarverkefni.Landið okkar er mjög ríkt af vatnsaflsauðlindum og aðstæður eru líka mjög góðar.Vatnsafl gegnir mikilvægu hlutverki í uppbyggingu þjóðarbúsins.
Vatnsyfirborð árinnar er hærra en vatnsborðið fyrir neðan.Vegna mismunar á vatnsborði árinnar verður vatnsorka til.Þessi orka er kölluð möguleg orka eða möguleg orka.Munurinn á hæð árvatnsins er kallaður dropi, einnig kallaður vatnshæðarmunur eða vatnshöfuð.Þetta fall er grunnskilyrði fyrir myndun vökvaafls.Að auki fer stærð vökvaaflsins einnig eftir stærð vatnsrennslis í ánni, sem er annað grunnskilyrði sem er jafn mikilvægt og fallið.Bæði fall og flæði hafa bein áhrif á vökvaafl;því stærra sem vatnsmagn dropans er, því meiri vökvakraftur;ef fall og vatnsmagn er tiltölulega lítið verður afköst vatnsaflsstöðvarinnar minna.
Fallið er almennt gefið upp í metrum.Halli er hlutfall falls og fjarlægðar, sem getur gefið til kynna hversu mikið dropastyrkurinn er.Fallið er einbeittara og notkun vökvaafls er þægilegri.Dropinn sem vatnsaflsstöð notar er mismunurinn á vatnsyfirborði vatnsaflsstöðvarinnar og ofanstreymisvatnsyfirborði eftir að hafa farið í gegnum hverfilinn.
Rennsli er magn vatns sem rennur í á á hverja tímaeiningu og það er gefið upp í rúmmetrum á einni sekúndu.Einn rúmmetri af vatni er eitt tonn.Rennsli árinnar breytist hvenær sem er, þannig að þegar við tölum um rennslið verðum við að útskýra tíma þess ákveðna staðar sem það rennur.Rennslið breytist mjög mikið með tímanum.Árnar í landinu okkar eru að jafnaði mikið rennsli á regntímanum sumar og haust og tiltölulega litlar vetur og vor.Yfirleitt er rennsli árinnar tiltölulega lítið í andstreymi;vegna þess að þverár renna saman eykst niðurstreymið smám saman.Þess vegna, þótt uppstreymisfallið sé einbeitt, er flæðið lítið;niðurstreymi er mikið, en fallið er tiltölulega dreifður.Því er oft hagkvæmast að nýta vökvaafl í miðjaðri árinnar.
Með því að þekkja fallið og rennslið sem vatnsaflsstöð notar, er hægt að reikna út framleiðslu þess með eftirfarandi formúlu:
N= GQH
Í formúlunni má einnig kalla N–afköst, í kílóvöttum, afl;
Q–rennsli, í rúmmetrum á sekúndu;
H - fall, í metrum;
G = 9,8 , er þyngdarhröðun, eining: Newton/kg
Samkvæmt ofangreindri formúlu er fræðilegt afl reiknað án þess að draga frá tapi.Reyndar er það svo að í vinnslu vatnsafls verða túrbínur, flutningstæki, rafala o.s.frv.Þess vegna ætti að gefa afslátt af fræðilegu afli, það er að raunafl sem við getum notað ætti að vera margfaldað með skilvirknistuðlinum (tákn: K).
Hannað afl rafalsins í vatnsaflsstöðinni er kallað nafnafl og raunverulegt afl er kallað raunverulegt afl.Í umbreytingarferli orku er óhjákvæmilegt að missa hluta orkunnar.Í ferli vatnsaflsvinnslu eru aðallega tap á hverflum og rafala (það eru líka tap í leiðslum).Hin ýmsu afföll í dreifbýli örvatnsvirkjun eru um 40-50% af fræðilegu heildarafli, þannig að framleiðsla vatnsaflsstöðvarinnar getur í raun aðeins nýtt 50-60% af fræðilegu afli, það er nýtingin er u.þ.b. 0,5-0,60 (þar af er nýtni túrbínu 0,70-0,85, nýtni rafala er 0,85 til 0,90 og nýtni leiðslna og flutningsbúnaðar er 0,80 til 0,85).Því má reikna út raunverulegt afl (afköst) vatnsaflsstöðvarinnar sem hér segir:
K–nýtni vatnsaflsstöðvar, (0,5–0,6) er notuð í grófum útreikningum á örvatnsvirkjun;þetta gildi má einfalda sem:
N=(0,5～0,6)QHG Raunverulegt afl=nýtni×flæði×fall×9,8
Notkun vatnsafls er að nota vatnsafl til að knýja vél, sem kallast vatnshverfla.Til dæmis er hið forna vatnshjól í okkar landi mjög einföld vatnshverfla.Hinar ýmsu vökvatúrbínur sem nú eru notaðar eru aðlagaðar ýmsum sérstökum vökvaaðstæðum, þannig að þær geti snúist á skilvirkari hátt og umbreytt vatnsorku í vélræna orku.Önnur tegund véla, rafall, er tengd túrbínu þannig að snúningur rafallsins snýst með túrbínu til að framleiða rafmagn.Hægt er að skipta rafalanum í tvo hluta: þann hluta sem snýst með hverflum og fasta hluta rafalsins.Sá hluti sem er tengdur við hverflan og snýst kallast snúningur rafalsins og eru margir segulskautar í kringum snúninginn;hringur í kringum snúninginn er fasti hluti rafalsins, kallaður stator rafalsins, og statorinn er vafinn mörgum koparspólum.Þegar margir segulskautar snúningsins snúast í miðju koparspóla statorsins myndast straumur á koparvírunum og rafallinn breytir vélrænni orku í raforku.
Raforkan sem myndast við rafstöðina er umbreytt í vélræna orku (rafmótor eða mótor), ljósorku (raflampa), varmaorku (rafofn) og svo framvegis með ýmsum rafbúnaði.
samsetning vatnsaflsstöðvarinnar
Samsetning vatnsaflsstöðvar felur í sér: vökvamannvirki, vélbúnað og rafbúnað.
(1) Vökvakerfi
Hann hefur stíflur (stíflur), inntakshlið, rásir (eða göng), þrýstiframgeyma (eða stjórntanka), þrýstirör, stöðvarhús og afturlok o.s.frv.
Stífla (stífla) er byggð í ánni til að loka fyrir vatnið og hækka vatnsyfirborðið til að mynda uppistöðulón.Þannig myndast samþjappaður dropi á milli vatnsyfirborðs lónsins á stíflunni (stíflu) og vatnsyfirborðs árinnar fyrir neðan stífluna og síðan er vatninu leitt inn í vatnsaflsvirkjunina með notkun vatnslagna. eða jarðgöng.Í tiltölulega bröttum ám getur notkun varprása einnig myndað dropa.Til dæmis: Yfirleitt er fallið á hvern kílómetra í náttúrulegri á 10 metrar.Ef rás er opnuð í efri enda þessa hluta árinnar til að koma árvatni fyrir, verður rásin grafin meðfram ánni og halli rásarinnar verður flatari.Ef fallið í rásinni er gert á hvern kílómetra Það féll aðeins um 1 metra, þannig að vatnið rann 5 kílómetra í rásinni, og vatnsyfirborðið féll aðeins 5 metra, en vatnið féll 50 metra eftir að hafa ferðast 5 kílómetra í náttúrulegu farvegi. .Á þessum tíma er vatnið úr rásinni leitt til baka að virkjuninni við ána með vatnslögn eða göngum og er 45 metra samþjappað fallfall sem hægt er að nota til raforkuframleiðslu.Mynd 2
Notkun aflrása, jarðganga eða vatnslagna (eins og plaströr, stálrör, steypt rör o.s.frv.) til að mynda vatnsaflsstöð með þéttum falli er kölluð afleiðingarrás vatnsaflsstöð, sem er dæmigerð skipulag vatnsaflsstöðva. .
(2) Vél- og rafbúnaður
Auk ofangreindra vökvaframkvæmda (þurrkur, rásir, framvellir, þrýstirör, verkstæði) þarf vatnsaflsstöðin einnig eftirfarandi búnað:
(1) Vélrænn búnaður
Það eru túrbínur, stýringar, hliðarlokar, flutningsbúnaður og búnaður sem ekki er framleiðandi.
(2) Rafbúnaður
Það eru rafala, dreifistjórnborð, spennar og flutningslínur.
En ekki eru allar litlar vatnsaflsstöðvar með ofangreind vökvamannvirki og vél- og rafbúnað.Ef vatnshöfuðið er minna en 6 metrar í lághöfuðvatnsaflsstöðinni, eru vatnsleiðarrásin og opna rásin vatnsrásin almennt notuð og engin þrýstiforlaug og þrýstivatnspípa.Fyrir rafstöðvar með lítið aflgjafasvið og stutta sendingarfjarlægð er beinn aflflutningur tekinn upp og engin spennir krafist.Vatnsaflsstöðvar með uppistöðulónum þurfa ekki að reisa stíflur.Notkun djúpra inntaka, innri röra (eða jarðganga) og yfirfalla útilokar þörfina fyrir vökvamannvirki eins og stífur, inntakshlið, rásir og þrýstiframlaugar.
Til að byggja vatnsaflsstöð þarf fyrst og fremst að fara fram vandlega könnun og hönnun.Í hönnunarvinnunni eru þrjú hönnunarstig: frumhönnun, tæknihönnun og smíði smáatriði.Til að standa sig vel í hönnunarvinnunni þarf fyrst að vinna ítarlega könnunarvinnu, það er að gera sér fulla grein fyrir náttúru- og efnahagsaðstæðum á hverjum stað – þ.e. landslagi, jarðfræði, vatnafræði, höfuðborg og svo framvegis.Aðeins er hægt að tryggja réttmæti og áreiðanleika hönnunarinnar eftir að hafa náð góðum tökum á þessum aðstæðum og greina þær.
Íhlutir lítilla vatnsaflsvirkjana eru með ýmsum hætti eftir gerð vatnsaflsstöðvar.
3. Landfræðileg könnun
Gæði landfræðilegrar könnunarvinnu hafa mikil áhrif á verkfræðilegt skipulag og mat á verkfræðilegu magni.
Jarðfræðirannsóknir (skilningur á jarðfræðilegum aðstæðum) auk almenns skilnings og rannsókna á jarðfræði vatnasviðsins og meðfram ánni er einnig nauðsynlegt að gera sér grein fyrir því hvort grunnur vélarýmisins sé traustur, sem hefur bein áhrif á öryggi aflsins. stöðinni sjálfri.Þegar byrgið með ákveðnu lónmagni er eytt mun það ekki aðeins skaða vatnsaflsstöðina sjálfa, heldur einnig valda miklu manntjóni og eignatjóni neðar.
4. Vatnafræðileg próf
Fyrir vatnsaflsvirkjanir eru mikilvægustu vatnafarsgögnin skrár yfir vatnsborð árinnar, rennsli, setmagn, ísingarskilyrði, veðurfarsgögn og flóðamælingar.Stærð árrennslis hefur áhrif á skipulag yfirfalls vatnsaflsstöðvarinnar.Að vanmeta alvarleika flóðsins mun valda skemmdum á stíflunni;setið sem áin flytur getur fljótt fyllt lónið í versta falli.Til dæmis mun innrennslisrásin valda því að rásin silist upp og grófkorna setið fer í gegnum túrbínuna og veldur sliti á hverflinum.Þess vegna verða bygging vatnsaflsstöðva að hafa nægjanleg vatnafræðileg gögn.
Áður en ákveðið er að reisa vatnsaflsstöð þarf því fyrst að kanna hvert stefnir í atvinnuuppbyggingu á aflveitusvæðinu og framtíðareftirspurn eftir raforku.Jafnframt áætla stöðu annarra aflgjafa á virkjunarsvæðinu.Aðeins eftir rannsóknir og greiningu á ofangreindum aðstæðum getum við ákveðið hvort byggja þurfi vatnsaflsstöðina og hversu stór umfangið eigi að vera.
Almennt séð er markmið vatnsaflsmælinga að veita nákvæmar og áreiðanlegar grunnupplýsingar sem nauðsynlegar eru við hönnun og byggingu vatnsaflsstöðva.
5. Almenn skilyrði um staðarval
Almenn skilyrði fyrir vali svæðis má útskýra út frá eftirfarandi fjórum þáttum:
(1) Valin staður ætti að vera fær um að nýta vatnsorku á sem hagkvæmastan hátt og samræmast meginreglunni um kostnaðarsparnað, það er að eftir að rafstöðin er fullgerð er minnst magn af peningum eytt og mest rafmagn framleitt .Það má venjulega mæla með því að áætla árlegar virkjunartekjur og fjárfestingu í byggingu stöðvarinnar til að sjá hversu langan tíma hægt er að endurheimta fjárfest.Hins vegar eru vatnafræðilegar og staðfræðilegar aðstæður mismunandi á mismunandi stöðum og raforkuþörfin er líka mismunandi, þannig að byggingarkostnaður og fjárfesting ætti ekki að takmarkast af ákveðnum gildum.
(2) Staðfræðilegar, jarðfræðilegar og vatnafræðilegar aðstæður á völdum stað ættu að vera tiltölulega betri og það ættu að vera möguleikar í hönnun og byggingu.Við byggingu lítilla vatnsaflsvirkjana skal notkun byggingarefna vera í samræmi við meginregluna um „staðbundið efni“ eins og kostur er.
(3) Áskilið er að valinn staður sé nálægt aflgjafa- og vinnslusvæði eins mikið og mögulegt er til að draga úr fjárfestingu raforkuflutningsbúnaðar og tapi á orku.
(4) Þegar staður er valinn ætti að nota núverandi vökvamannvirki eins mikið og mögulegt er.Til dæmis er hægt að nota vatnsdropann til að byggja vatnsaflsstöð í áveiturás eða byggja vatnsaflsstöð við hlið áveitulóns til að framleiða rafmagn úr áveitustreyminu og svo framvegis.Vegna þess að þessar vatnsaflsvirkjanir geta uppfyllt meginregluna um að framleiða rafmagn þegar vatn er til staðar, er efnahagsleg þýðing þeirra augljósari.
Birtingartími: 19. maí 2022
