V naravnih rekah voda teče od gorvodno navzdol pomešana z usedlinami in pogosto izpira strugo in bregove, kar kaže, da je v vodi skrita določena količina energije.V naravnih razmerah se ta potencialna energija porabi za čiščenje, potiskanje usedlin in premagovanje tornega upora.Če zgradimo nekaj zgradb in namestimo nekaj potrebne opreme za enakomeren tok vode skozi vodno turbino, bo vodno turbino poganjal vodni tok, kot vetrnica, ki se lahko neprekinjeno vrti, in vodna energija se bo pretvorila v mehansko energijo.Ko vodna turbina poganja generator, da se vrti skupaj, lahko proizvede električno energijo, energija vode pa se pretvori v električno energijo.To je osnovno načelo proizvodnje hidroelektrarne.Vodne turbine in generatorji so najosnovnejša oprema za proizvodnjo hidroelektrarne.Naj vam na kratko predstavim malo znanja o proizvodnji hidroelektrične energije.
1. Hidroenergija in moč pretoka vode
Pri načrtovanju hidroelektrarne je za določitev obsega elektrarne potrebno poznati zmogljivost elektrarne.Glede na osnovna načela proizvodnje hidroelektrarne ni težko ugotoviti, da je zmogljivost proizvodnje električne energije elektrarne določena s količino dela, ki ga lahko opravi tok.Celotno delo, ki ga voda lahko opravi v določenem časovnem obdobju, imenujemo energija vode, delo, ki ga lahko opravi v časovni enoti (sekundi), pa trenutna moč.Očitno je, da večja kot je moč vodnega toka, večja je zmogljivost elektrarne za proizvodnjo električne energije.Zato moramo za poznavanje zmogljivosti elektrarne za proizvodnjo električne energije najprej izračunati moč pretoka vode.Moč vodnega toka v reki lahko izračunamo na ta način, ob predpostavki, da je padec vodne površine na določenem odseku reke H (metri), prostornina vode H, ki poteka skozi prerez reke v enoti čas (sekunde) je Q (kubični meter/sekundo), potem je pretok Moč odseka enaka zmnožku teže vode in kapljice.Očitno je večji kot je padec vode, večji je pretok in večja je moč pretoka vode.
2. Proizvodnja hidroelektrarn
Pod določeno višino in pretokom se električna energija, ki jo lahko proizvede hidroelektrarna, imenuje hidroelektrarna.Očitno je izhodna moč odvisna od moči vodnega toka skozi turbino.Voda mora v procesu pretvorbe vodne energije v električno energijo premagati upor strug ali zgradb na poti od gorvodno do dolvodno.Vodne turbine, generatorji in prenosna oprema morajo med delom premagati tudi številne upore.Za premagovanje upora je treba opraviti delo in porabiti se bo moč pretoka vode, kar je neizogibno.Zato je moč pretoka vode, ki se lahko uporabi za proizvodnjo električne energije, manjša od vrednosti, ki jo dobimo s formulo, to pomeni, da mora biti moč hidroelektrarne enaka moči pretoka vode, pomnoženi s faktorjem, manjšim od 1. Ta koeficient se imenuje tudi izkoristek hidroelektrarne.
Specifična vrednost izkoristka hidroelektrarne je povezana s količino izgube energije, ki nastane, ko voda teče skozi zgradbo in vodno turbino, prenosno opremo, generator itd., večja kot je izguba, manjši je izkoristek.V majhni hidroelektrarni vsota teh izgub predstavlja približno 25-40 % moči vodnega toka.Se pravi, vodni tok, ki lahko proizvede 100 kilovatov električne energije, vstopi v hidroelektrarno, generator pa lahko proizvede le 60 do 75 kilovatov električne energije, tako da je izkoristek hidroelektrarne, ki je enak 60 ~ 75%.
Iz prejšnjega uvoda je razvidno, da je izhodna moč elektrarne, kadar sta pretok in razlika v nivoju vode konstantni, odvisna od učinkovitosti.Praksa je dokazala, da poleg zmogljivosti hidravličnih turbin, generatorjev in prenosne opreme na učinkovitost hidroelektrarn vplivajo tudi drugi dejavniki, kot so kakovost gradnje stavb in vgradnje opreme, kakovost delovanja in upravljanja ter ali je projektiranje hidroelektrarn je hidroelektrarna pravilna, so vsi dejavniki, ki vplivajo na učinkovitost hidroelektrarne.Seveda so nekateri od teh vplivnih dejavnikov primarni, drugi pa sekundarni, pod določenimi pogoji pa se bodo primarni in sekundarni dejavniki tudi preoblikovali drug v drugega.
Ne glede na to, kakšen je dejavnik, je odločilno, da ljudje niso predmeti, stroje upravljajo ljudje, tehnologijo pa misel.Zato je treba pri načrtovanju, gradnji in izbiri opreme hidroelektrarn v celoti posvetiti subjektivno vlogo človeka in si prizadevati za odličnost v tehnologiji, da bi čim bolj zmanjšali energetske izgube vodnega toka.To velja za nekatere hidroelektrarne, kjer je sam padec vode relativno majhen.To je še posebej pomembno.Hkrati je treba učinkovito okrepiti delovanje in upravljanje hidroelektrarn, da bi izboljšali učinkovitost elektrarn, v celoti izkoristili vodne vire in malim hidroelektrarnam omogočili večjo vlogo.
Čas objave: 09.06.2021
