GESlar qanday ishlaydi

Butun dunyoda gidroelektr stansiyalar jahon elektr energiyasining qariyb 24 foizini ishlab chiqaradi va 1 milliarddan ortiq odamni elektr energiyasi bilan taʼminlaydi.Qayta tiklanuvchi energiya manbalari milliy laboratoriyasi ma'lumotlariga ko'ra, dunyodagi GESlar jami 675 000 megavatt ishlab chiqaradi, bu 3,6 milliard barrel neftga teng energiya ekvivalenti.Qo'shma Shtatlarda 2000 dan ortiq GESlar ishlaydi, bu esa gidroenergetikani mamlakatdagi eng yirik qayta tiklanadigan energiya manbaiga aylantiradi.
Ushbu maqolada biz tushayotgan suv energiyani qanday yaratishini ko'rib chiqamiz va gidroenergetika uchun zarur bo'lgan suv oqimini yaratadigan gidrologik tsikl haqida bilib olamiz.Shuningdek, siz kundalik hayotingizga ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan gidroenergetikaning yagona qo'llanilishini ko'rib chiqasiz.
Daryoning o'tib ketayotganini ko'rsangiz, u qanday kuch olib borayotganini tasavvur qilish qiyin.Agar siz oq suvda rafting bilan shug'ullangan bo'lsangiz, unda siz daryo kuchining ozgina qismini his qilgansiz.Oq suvli oqimlar daryo sifatida yaratilgan bo'lib, ular ko'p miqdorda suvni pastga tushiradi, tor o'tish yo'li orqali to'siqlar hosil qiladi.Daryo bu teshikdan oqib o'tishi bilan uning oqimi tezlashadi.Suv toshqinlari ulkan hajmdagi suvning qanchalik kuchga ega bo'lishining yana bir misolidir.
GESlar suv energiyasidan foydalanadi va bu energiyani elektr energiyasiga aylantirish uchun oddiy mexanikadan foydalanadi.GESlar aslida juda oddiy tushunchaga asoslanadi - to'g'on orqali oqib o'tadigan suv turbinani aylantiradi, u generatorni aylantiradi.

An'anaviy gidroelektrostantsiyaning asosiy komponentlari:
To'g'on - Aksariyat gidroelektrostantsiyalar suvni ushlab turadigan to'g'onga tayanadi va katta suv omborini yaratadi.Ko'pincha bu suv ombori Vashington shtatidagi Grand Coulee to'g'onidagi Ruzvelt ko'li kabi rekreatsion ko'l sifatida ishlatiladi.
Qabul qilish - To'g'ondagi eshiklar ochiladi va tortishish kuchi suvni turbinaga olib boradigan quvur liniyasi orqali tortadi.Ushbu quvur orqali oqib o'tayotganda suv bosim hosil qiladi.
Turbina - Suv turbinaning katta pichoqlarini uradi va aylantiradi, u ustidagi generatorga mil orqali ulanadi.Gidroelektrostantsiyalar uchun eng keng tarqalgan turbina turi bu Frensis turbinasi bo'lib, u kavisli pichoqli katta diskga o'xshaydi.Suv va energiya ta'limi jamg'armasi (FWEE) ma'lumotlariga ko'ra, turbinaning og'irligi 172 tonnagacha va daqiqada 90 aylanish tezligida aylanishi mumkin.
Generatorlar - Turbina pichoqlari aylanayotganda, generator ichidagi bir qator magnitlar ham aylanadi.Gigant magnitlar mis bobinlarning yonidan aylanib, elektronlarni harakatga keltirish orqali o'zgaruvchan tokni (AC) hosil qiladi.(Jenerator qanday ishlashi haqida keyinroq bilib olasiz.)
Transformator - Elektr stantsiyasi ichidagi transformator o'zgaruvchan tokni oladi va uni yuqori voltli oqimga aylantiradi.
Elektr uzatish liniyalari - Har bir elektr stantsiyasidan to'rtta sim chiqariladi: quvvatning uch fazasi bir vaqtning o'zida ishlab chiqariladi va uchtasi uchun umumiy neytral yoki tuproq.(Elektr uzatish liniyalari haqida ko'proq ma'lumot olish uchun quvvat taqsimlash tarmoqlari qanday ishlashini o'qing.)
Chiqib ketish - Ishlatilgan suv quyruq deb ataladigan quvurlar orqali olib boriladi va daryoning quyi oqimiga qayta kiradi.
Suv omboridagi suv to'plangan energiya hisoblanadi.Darvozalar ochilganda, penstok orqali oqayotgan suv harakatda bo'lgani uchun kinetik energiyaga aylanadi.Ishlab chiqarilgan elektr quvvati miqdori bir necha omillar bilan belgilanadi.Ushbu omillardan ikkitasi suv oqimining hajmi va gidravlik boshning miqdori.Bosh suv yuzasi va turbinalar orasidagi masofani bildiradi.Bosh va oqim oshgani sayin, ishlab chiqarilgan elektr quvvati ham oshadi.Bosh odatda suv omboridagi suv miqdoriga bog'liq.

GESning yana bir turi bor, u nasosli saqlovchi stansiya deb ataladi.An'anaviy gidroelektrostantsiyada suv omboridan suv stansiyadan oqib o'tadi, undan chiqadi va oqim bilan quyiladi.Nasosli saqlash zavodida ikkita suv ombori mavjud:
Yuqori suv ombori - an'anaviy gidroelektrostantsiya kabi, to'g'on suv omborini yaratadi.Bu suv omboridagi suv GES orqali oqib, elektr energiyasi hosil qiladi.
Quyi suv ombori - GESdan chiqadigan suv daryoga qayta kirib, quyi oqimga emas, balki quyi suv omboriga quyiladi.
Qaytariladigan turbina yordamida zavod suvni yuqori rezervuarga qaytarishi mumkin.Bu pik bo'lmagan soatlarda amalga oshiriladi.Asosan, ikkinchi suv ombori yuqori suv omborini to'ldiradi.Suvni yuqori suv omboriga qaytarish orqali zavod eng yuqori iste'mol davrida elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ko'proq suvga ega bo'ladi.

Generator
GESning yuragi generatordir.Aksariyat gidroelektrostantsiyalar ushbu generatorlarning bir nechtasiga ega.
Jeneratör, siz taxmin qilganingizdek, elektr energiyasini ishlab chiqaradi.Shu tarzda elektr energiyasini ishlab chiqarishning asosiy jarayoni sim bo'laklari ichida bir qator magnitlarni aylantirishdir.Bu jarayon elektronlarni harakatga keltiradi, bu esa elektr tokini hosil qiladi.
Guver to‘g‘onida jami 17 ta generator mavjud bo‘lib, ularning har biri 133 megavattgacha quvvat ishlab chiqarishi mumkin.Guver toʻgʻonidagi GESning umumiy quvvati 2074 megavattni tashkil qiladi.Har bir generator ma'lum asosiy qismlardan iborat:
Mil
Qo'zg'atuvchi
Rotor
Stator
Turbina aylanganda, qo'zg'atuvchi rotorga elektr tokini yuboradi.Rotor stator deb ataladigan mahkam o'ralgan mis simli lasan ichida aylanadigan bir qator yirik elektromagnitlardir.Bobin va magnitlar orasidagi magnit maydon elektr tokini hosil qiladi.
Guver to'g'onida 16500 amperlik oqim generatordan transformatorga o'tadi, u erda oqim uzatilgunga qadar 230 000 ampergacha ko'tariladi.

Gidroelektrostantsiyalar tabiiy, uzluksiz jarayon - yomg'ir yog'ishi va daryolarning ko'tarilishiga olib keladigan jarayondan foydalanadi.Har kuni sayyoramiz atmosfera orqali oz miqdorda suv yo'qotadi, chunki ultrabinafsha nurlar suv molekulalarini parchalaydi.Ammo shu bilan birga, vulqon faoliyati natijasida Yerning ichki qismidan yangi suv chiqariladi.Yaratilgan suv miqdori va yo'qolgan suv miqdori taxminan bir xil.
Har qanday vaqtda dunyoda suvning umumiy hajmi juda ko'p turli shakllarda bo'ladi.Okeanlarda, daryolarda va yomg'irda bo'lgani kabi suyuq bo'lishi mumkin;muzliklardagi kabi qattiq;yoki gazsimon, havodagi ko'rinmas suv bug'idagi kabi.Suv shamol oqimlari bilan sayyora bo'ylab harakatlanayotganda holatini o'zgartiradi.Shamol oqimlari quyoshning isitish faolligi natijasida hosil bo'ladi.Havo oqimining aylanishlari quyoshning ekvatorda sayyoramizning boshqa joylariga qaraganda ko'proq porlashi tufayli hosil bo'ladi.
Havo oqimining aylanishlari Yerdagi suv ta'minotini gidrologik tsikl deb ataladigan o'ziga xos tsikl orqali boshqaradi.Quyosh suyuq suvni qizdirganda, suv havoda bug'ga aylanadi.Quyosh havoni isitadi, bu esa atmosferada havo ko'tarilishiga olib keladi.Havo yuqoriroqda sovuqroq bo'ladi, shuning uchun suv bug'lari ko'tarilgach, u soviydi va tomchilarga aylanadi.Bir sohada etarli miqdorda tomchilar to'planganda, tomchilar yog'ingarchilik sifatida Yerga qaytib tushish uchun etarlicha og'irlashishi mumkin.
Gidroelektrik stansiyalar uchun gidrologik tsikl muhim ahamiyatga ega, chunki ular suv oqimiga bog'liq.Zavod yaqinida yomg'ir kam bo'lsa, suv yuqoriga to'planmaydi.Oqimga suv yig'ilmasa, GES orqali kamroq suv oqib o'tadi va kamroq elektr energiyasi ishlab chiqariladi.