Umeme wa maji ni kubadilisha nishati ya maji ya mito ya asili kuwa umeme kwa watu kutumia.Kuna vyanzo mbalimbali vya nishati vinavyotumika katika uzalishaji wa umeme, kama vile nishati ya jua, nishati ya maji katika mito, na nishati ya upepo inayotokana na mtiririko wa hewa.Gharama ya uzalishaji wa umeme kwa kutumia maji ni nafuu, na ujenzi wa vituo vya kuzalisha umeme kwa maji unaweza pia kuunganishwa na miradi mingine ya kuhifadhi maji.Nchi yetu ina rasilimali nyingi sana za umeme wa maji na hali pia ni nzuri sana.Umeme wa maji una mchango mkubwa katika ujenzi wa uchumi wa taifa.
Kiwango cha maji ya mto ni cha juu kuliko kiwango cha maji ya mto.Kwa sababu ya tofauti katika kiwango cha maji ya mto, nishati ya maji hutolewa.Nishati hii inaitwa nishati inayowezekana au nishati inayowezekana.Tofauti kati ya urefu wa maji ya mto huitwa tone, pia huitwa tofauti ya kiwango cha maji au kichwa cha maji.Tone hili ni hali ya msingi kwa ajili ya malezi ya nguvu ya majimaji.Kwa kuongeza, ukubwa wa nguvu za majimaji pia hutegemea ukubwa wa mtiririko wa maji katika mto, ambayo ni hali nyingine ya msingi muhimu kama tone.Tone na mtiririko huathiri moja kwa moja nguvu ya majimaji;kiasi kikubwa cha maji ya tone, nguvu kubwa ya majimaji;ikiwa tone na ujazo wa maji ni mdogo, pato la kituo cha nguvu ya maji litakuwa ndogo.
Kushuka kwa ujumla huonyeshwa kwa mita.Gradient ni uwiano wa kushuka na umbali, ambayo inaweza kuonyesha kiwango cha mkusanyiko wa kushuka.Kushuka kunajilimbikizia zaidi, na matumizi ya nguvu ya majimaji ni rahisi zaidi.Tone linalotumiwa na kituo cha nguvu za maji ni tofauti kati ya uso wa maji wa juu wa kituo cha umeme na uso wa maji wa chini ya mto baada ya kupita kwenye turbine.
Mtiririko ni kiasi cha maji yanayotiririka katika mto kwa kila kitengo cha wakati, na huonyeshwa kwa mita za ujazo kwa sekunde moja.Meta moja ya ujazo wa maji ni tani moja.Mtiririko wa mto hubadilika wakati wowote, kwa hivyo tunapozungumza juu ya mtiririko, lazima tueleze wakati wa mahali maalum inapita.Mtiririko hubadilika sana kwa wakati.Mito katika nchi yetu kwa ujumla ina mtiririko mkubwa katika msimu wa mvua katika majira ya joto na vuli, na ndogo katika majira ya baridi na spring.Kwa ujumla, mtiririko wa mto ni mdogo katika sehemu ya juu ya mto;kwa sababu tawimito huungana, mtiririko wa chini wa mto huongezeka polepole.Kwa hivyo, ingawa tone la mto limejilimbikizia, mtiririko ni mdogo;mtiririko wa chini wa mto ni mkubwa, lakini tone limetawanyika kwa kiasi.Kwa hiyo, mara nyingi ni kiuchumi zaidi kutumia nguvu ya majimaji katikati ya mto.
Kujua kushuka na mtiririko unaotumiwa na kituo cha umeme wa maji, matokeo yake yanaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula ifuatayo:
N = GQH
Katika formula, N-output, katika kilowati, inaweza pia kuitwa nguvu;
Mtiririko wa Q, katika mita za ujazo kwa sekunde;
H - kushuka, kwa mita;
G = 9.8 , ni kuongeza kasi ya mvuto, kitengo: Newton/kg
Kulingana na fomula hapo juu, nguvu ya kinadharia imehesabiwa bila kutoa hasara yoyote.Kwa kweli, katika mchakato wa uzalishaji wa umeme wa maji, turbines, vifaa vya maambukizi, jenereta, na kadhalika. zote zina upotevu wa nguvu usioepukika.Kwa hiyo, nguvu ya kinadharia inapaswa kupunguzwa, yaani, nguvu halisi tunayoweza kutumia inapaswa kuzidishwa na mgawo wa ufanisi (ishara: K).
Nguvu iliyoundwa ya jenereta katika kituo cha nguvu ya maji inaitwa nguvu iliyokadiriwa, na nguvu halisi inaitwa nguvu halisi.Katika mchakato wa mabadiliko ya nishati, ni kuepukika kupoteza sehemu ya nishati.Katika mchakato wa uzalishaji wa umeme wa maji, kuna hasara kubwa za turbines na jenereta (pia kuna hasara katika mabomba).Hasara mbalimbali katika kituo cha umeme cha chini ya ardhi cha vijijini huchangia karibu 40-50% ya jumla ya nguvu ya kinadharia, hivyo matokeo ya kituo cha umeme wa maji yanaweza kutumia tu 50-60% ya nguvu ya kinadharia, yaani, ufanisi ni kuhusu. 0.5-0.60 (ambayo ufanisi wa turbine ni 0.70-0.85, ufanisi wa jenereta ni 0.85 hadi 0.90, na ufanisi wa mabomba na vifaa vya maambukizi ni 0.80 hadi 0.85).Kwa hivyo, nguvu halisi (pato) ya kituo cha umeme wa maji inaweza kuhesabiwa kama ifuatavyo:
K–ufanisi wa kituo cha kuzalisha umeme kwa maji, (0.5–0.6) hutumika katika ukokotoaji mbaya wa kituo cha kuzalisha umeme kwa kutumia maji;thamani hii inaweza kurahisishwa kama:
N=(0.5~0.6)QHG Nguvu halisi=ufanisi×mtiririko×tone×9.8
Matumizi ya umeme wa maji ni kutumia nguvu ya maji kusukuma mashine, ambayo inaitwa turbine ya maji.Kwa mfano, gurudumu la maji la kale katika nchi yetu ni turbine ya maji rahisi sana.Mitambo mbalimbali ya majimaji inayotumika kwa sasa inarekebishwa kulingana na hali mbalimbali maalum za majimaji, ili iweze kuzunguka kwa ufanisi zaidi na kubadilisha nishati ya maji kuwa nishati ya mitambo.Aina nyingine ya mashine, jenereta, imeunganishwa na turbine, ili rota ya jenereta inazunguka na turbine kuzalisha umeme.Jenereta inaweza kugawanywa katika sehemu mbili: sehemu inayozunguka na turbine na sehemu ya kudumu ya jenereta.Sehemu inayounganishwa na turbine na inazunguka inaitwa rotor ya jenereta, na kuna miti mingi ya magnetic karibu na rotor;mduara unaozunguka rotor ni sehemu ya kudumu ya jenereta, inayoitwa stator ya jenereta, na stator imefungwa na coils nyingi za shaba.Wakati miti mingi ya magnetic ya rotor inazunguka katikati ya coils ya shaba ya stator, sasa inazalishwa kwenye waya za shaba, na jenereta hubadilisha nishati ya mitambo katika nishati ya umeme.
Nishati ya umeme inayotokana na kituo cha nguvu inabadilishwa kuwa nishati ya mitambo (motor umeme au motor), nishati ya mwanga (taa ya umeme), nishati ya joto (tanuru ya umeme) na kadhalika na vifaa mbalimbali vya umeme.
muundo wa kituo cha umeme wa maji
Muundo wa kituo cha umeme wa maji ni pamoja na: miundo ya majimaji, vifaa vya mitambo, na vifaa vya umeme.
(1) Miundo ya majimaji
Ina weirs (mabwawa), milango ya ulaji, njia (au vichuguu), mizinga ya mbele ya shinikizo (au mizinga ya kudhibiti), mabomba ya shinikizo, nguvu na tailraces, nk.
Chumba (bwawa) hujengwa mtoni kuzuia maji ya mto na kuinua uso wa maji kuunda hifadhi.Kwa njia hii, tone la kujilimbikizia linaundwa kati ya uso wa maji wa hifadhi kwenye weir (bwawa) na uso wa maji ya mto chini ya bwawa, na kisha maji huletwa kwenye kituo cha nguvu za umeme kwa kutumia mabomba ya maji. au vichuguu.Katika mito yenye mwinuko kiasi, utumiaji wa njia za kugeuza unaweza pia kutengeneza tone.Kwa mfano: Kwa ujumla, kushuka kwa kila kilomita ya mto wa asili ni mita 10.Ikiwa njia inafunguliwa kwenye mwisho wa juu wa sehemu hii ya mto ili kuanzisha maji ya mto, mfereji utachimbwa kando ya mto, na mteremko wa njia utakuwa gorofa.Ikiwa kushuka kwa chaneli hufanywa kwa kilomita Ilishuka mita 1 tu, ili maji yalitiririka kilomita 5 kwenye chaneli, na uso wa maji ulianguka mita 5 tu, wakati maji yalianguka mita 50 baada ya kusafiri kilomita 5 kwenye mkondo wa asili. .Kwa wakati huu, maji kutoka kwa njia yanarudi kwenye kituo cha nguvu na mto na bomba la maji au handaki, na kuna tone la kujilimbikizia la mita 45 ambazo zinaweza kutumika kuzalisha umeme.Kielelezo cha 2
Matumizi ya njia za kugeuza, vichuguu au mabomba ya maji (kama vile mabomba ya plastiki, mabomba ya chuma, mabomba ya saruji, n.k.) kuunda kituo cha kuzalisha umeme na kushuka kwa mkusanyiko huitwa kituo cha diversion channel hydropower, ambayo ni mpangilio wa kawaida wa vituo vya umeme. .
(2) Mitambo na vifaa vya umeme
Mbali na kazi za majimaji zilizotajwa hapo juu (weirs, chaneli, forecourt, bomba la shinikizo, warsha), kituo cha umeme wa maji pia kinahitaji vifaa vifuatavyo:
(1) Vifaa vya mitambo
Kuna turbines, watawala, valves lango, vifaa vya maambukizi na vifaa visivyozalisha.
(2) Vifaa vya umeme
Kuna jenereta, paneli za udhibiti wa usambazaji, transfoma na mistari ya maambukizi.
Lakini sio vituo vyote vidogo vya umeme wa maji vina miundo ya majimaji iliyotajwa hapo juu na vifaa vya mitambo na umeme.Ikiwa kichwa cha maji kiko chini ya mita 6 kwenye kituo cha nguvu za maji cha chini-kichwa, mkondo wa mwongozo wa maji na mkondo wazi wa mkondo wa maji hutumiwa kwa ujumla, na hakuna bomba la shinikizo na bomba la maji la shinikizo.Kwa vituo vya nguvu na upeo mdogo wa usambazaji wa umeme na umbali mfupi wa maambukizi, maambukizi ya moja kwa moja ya nguvu yanapitishwa na hakuna transformer inahitajika.Vituo vya kuzalisha umeme kwa maji vilivyo na hifadhi havihitaji kujenga mabwawa.Utumiaji wa viingilio vya kina kirefu, mabomba ya ndani ya bwawa (au vichuguu) na njia za kumwagika huondoa hitaji la miundo ya majimaji kama vile mihimili ya maji, milango ya kupitishia maji, njia na vidimbwi vya shinikizo.
Ili kujenga kituo cha umeme wa maji, kwanza kabisa, uchunguzi wa makini na kazi ya kubuni lazima ifanyike.Katika kazi ya kubuni, kuna hatua tatu za kubuni: muundo wa awali, muundo wa kiufundi na maelezo ya ujenzi.Ili kufanya kazi nzuri katika kazi ya kubuni, ni muhimu kwanza kufanya kazi ya uchunguzi wa kina, yaani, kuelewa kikamilifu hali ya asili na kiuchumi ya ndani - yaani topografia, jiolojia, hydrology, mtaji na kadhalika.Usahihi na uaminifu wa muundo unaweza kuhakikishiwa tu baada ya kusimamia hali hizi na kuzichambua.
Vipengele vya vituo vidogo vya kuzalisha umeme vina aina mbalimbali kulingana na aina ya kituo cha umeme.
3. Utafiti wa Topografia
Ubora wa kazi ya uchunguzi wa topografia una ushawishi mkubwa juu ya mpangilio wa uhandisi na makadirio ya wingi wa uhandisi.
Uchunguzi wa kijiolojia (uelewa wa hali ya kijiolojia) pamoja na uelewa wa jumla na utafiti juu ya jiolojia ya maji na kando ya mto, ni muhimu pia kuelewa ikiwa msingi wa chumba cha mashine ni imara, ambayo inathiri moja kwa moja usalama wa nguvu. kituo chenyewe.Mara baada ya barrage yenye kiasi fulani cha hifadhi kuharibiwa, haitaharibu tu kituo cha umeme wa maji yenyewe, lakini pia kusababisha hasara kubwa ya maisha na mali chini ya mkondo.
4. Mtihani wa Hydrological
Kwa vituo vya kuzalisha umeme kwa maji, data muhimu zaidi ya kihaidrolojia ni rekodi za kiwango cha maji ya mto, mtiririko, maudhui ya mashapo, hali ya barafu, data ya hali ya hewa na data ya uchunguzi wa mafuriko.Ukubwa wa mtiririko wa mto huathiri mpangilio wa njia ya kumwagika ya kituo cha umeme wa maji.Kupuuza ukali wa mafuriko kutasababisha uharibifu wa bwawa;sediment iliyobebwa na mto inaweza haraka kujaza hifadhi katika hali mbaya zaidi.Kwa mfano, chaneli ya uingiaji itasababisha chaneli kutanda, na mashapo yenye nafaka tambarare yatapita kwenye turbine na kusababisha kuchakaa kwa turbine.Kwa hiyo, ujenzi wa vituo vya umeme wa maji lazima uwe na data ya kutosha ya hydrological.
Kwa hiyo, kabla ya kuamua kujenga kituo cha umeme wa maji, lazima kwanza tuchunguze mwelekeo wa maendeleo ya kiuchumi katika eneo la usambazaji wa umeme na mahitaji ya baadaye ya umeme.Wakati huo huo, kadiria hali ya vyanzo vingine vya nguvu katika eneo la maendeleo.Ni baada tu ya utafiti na uchanganuzi wa hali iliyo hapo juu ndipo tunaweza kuamua kama kituo cha kufua umeme kinahitaji kujengwa na ukubwa wa kipimo unapaswa kuwa.
Kwa ujumla, madhumuni ya kazi ya uchunguzi wa umeme wa maji ni kutoa taarifa sahihi na za kuaminika za msingi zinazohitajika kwa ajili ya kubuni na ujenzi wa vituo vya kuzalisha umeme kwa maji.
5. Masharti ya jumla ya uteuzi wa tovuti
Masharti ya jumla ya kuchagua tovuti yanaweza kuelezewa kutoka kwa vipengele vinne vifuatavyo:
(1) Eneo lililochaguliwa linapaswa kuwa na uwezo wa kutumia nishati ya maji kwa njia ya kiuchumi zaidi na kuzingatia kanuni ya kuokoa gharama, yaani, baada ya kituo cha umeme kukamilika, kiasi kidogo cha fedha kinatumika na umeme mwingi zaidi unazalishwa. .Kwa kawaida inaweza kupimwa kwa kukadiria mapato ya kila mwaka ya uzalishaji wa umeme na uwekezaji katika ujenzi wa kituo ili kuona ni muda gani mtaji uliowekezwa unaweza kurejeshwa.Hata hivyo, hali ya hydrological na topographical ni tofauti katika maeneo tofauti, na mahitaji ya umeme pia ni tofauti, hivyo gharama ya ujenzi na uwekezaji haipaswi kupunguzwa na maadili fulani.
(2) Hali ya topografia, kijiolojia na kihaidrolojia ya tovuti iliyochaguliwa inapaswa kuwa bora zaidi, na kuwe na uwezekano katika muundo na ujenzi.Katika ujenzi wa vituo vidogo vya umeme wa maji, matumizi ya vifaa vya ujenzi yanapaswa kuwa kulingana na kanuni ya "vifaa vya ndani" iwezekanavyo.
(3) Tovuti iliyochaguliwa inahitajika kuwa karibu na eneo la usambazaji wa umeme na usindikaji iwezekanavyo ili kupunguza uwekezaji wa vifaa vya kusambaza umeme na upotezaji wa umeme.
(4) Wakati wa kuchagua tovuti, miundo iliyopo ya majimaji inapaswa kutumika iwezekanavyo.Kwa mfano, tone la maji linaweza kutumika kujenga kituo cha umeme wa maji katika njia ya umwagiliaji, au kituo cha umeme cha maji kinaweza kujengwa karibu na hifadhi ya umwagiliaji ili kuzalisha umeme kutoka kwa mtiririko wa umwagiliaji, na kadhalika.Kwa sababu mitambo hii ya kuzalisha umeme kwa maji inaweza kukidhi kanuni ya kuzalisha umeme wakati kuna maji, umuhimu wake wa kiuchumi ni dhahiri zaidi.
Muda wa kutuma: Mei-19-2022
