Gidroenergetika - bu tabiiy daryolarning suv energiyasini odamlar foydalanishi uchun elektr energiyasiga aylantirishdir.Elektr energiyasi ishlab chiqarishda quyosh energiyasi, daryolardagi suv energiyasi va havo oqimidan hosil bo'lgan shamol energiyasi kabi turli xil energiya manbalari qo'llaniladi.Gidroenergetikadan foydalangan holda gidroenergetika ishlab chiqarish narxi arzon va gidroelektrostantsiyalarni qurish suvni tejash bo'yicha boshqa loyihalar bilan ham birlashtirilishi mumkin.Mamlakatimiz gidroenergetika resurslariga juda boy va sharoitlar ham juda yaxshi.Gidroenergetika xalq xoʻjaligi qurilishida muhim oʻrin tutadi.
Daryoning yuqori oqimidagi suv sathi quyi oqimdagi suv sathidan yuqori.Daryoning suv sathining farqi tufayli suv energiyasi hosil bo'ladi.Bu energiya potentsial energiya yoki potentsial energiya deb ataladi.Daryo suvining balandligi orasidagi farq tomchi deb ataladi, shuningdek, suv sathi farqi yoki suv boshi deb ataladi.Bu pasayish gidravlik quvvatni shakllantirishning asosiy shartidir.Bundan tashqari, gidravlik quvvatning kattaligi daryodagi suv oqimining kattaligiga ham bog'liq bo'lib, bu tomchi kabi muhim bo'lgan yana bir asosiy shartdir.Ham tushish, ham oqim gidravlik quvvatga bevosita ta'sir qiladi;tomchining suv hajmi qanchalik katta bo'lsa, gidravlik quvvat shunchalik katta bo'ladi;agar tushish va suv hajmi nisbatan kichik bo'lsa, gidroelektrostantsiyaning chiqishi kichikroq bo'ladi.
Tush odatda metrlarda ifodalanadi.Gradient - bu tushish va masofaning nisbati, bu tomchi kontsentratsiyasi darajasini ko'rsatishi mumkin.Tush ko'proq konsentratsiyalangan va gidravlik quvvatdan foydalanish qulayroqdir.Gidroelektrostantsiya tomonidan ishlatiladigan tomchi - bu gidroelektrostantsiyaning yuqori oqimidagi suv yuzasi va turbinadan o'tgandan keyin quyi oqim suv sathi o'rtasidagi farq.
Oqim - daryoda vaqt birligida oqadigan suv miqdori va u bir soniyada kubometrda ifodalanadi.Bir kubometr suv bir tonnani tashkil qiladi.Daryo oqimi har qanday vaqtda o'zgarib turadi, shuning uchun biz oqim haqida gapirganda, biz uning oqadigan ma'lum bir joy vaqtini tushuntirishimiz kerak.Vaqt o'tishi bilan oqim juda sezilarli darajada o'zgaradi.Mamlakatimizdagi daryolar odatda yoz va kuzda yomg'irli mavsumda katta oqimga ega, qish va bahorda nisbatan kichikroq bo'ladi.Umuman olganda, daryoning yuqori oqimida oqimi nisbatan kichik;irmoqlari birlashganligi sababli, quyi oqim asta-sekin ortadi.Shuning uchun, yuqori oqimning tushishi konsentrlangan bo'lsa-da, oqim kichik;quyi oqim katta, lekin tomchi nisbatan tarqalgan.Shuning uchun ko'pincha daryoning o'rta oqimida gidravlikadan foydalanish eng tejamkor hisoblanadi.
Gidroelektrostantsiya tomonidan ishlatiladigan tushish va oqimni bilib, uning chiqishini quyidagi formula bo'yicha hisoblash mumkin:
N= GQH
Formulada N-chiqish, kilovattlarda, quvvat deb ham atash mumkin;
Q–oqim, sekundiga kubometrda;
H – pasayish, metrlarda;
G = 9,8 , tortishish tezlanishi, birlik: Nyuton/kg
Yuqoridagi formulaga ko'ra, nazariy quvvat hech qanday yo'qotishlarni olib tashlamasdan hisoblanadi.Darhaqiqat, gidroenergetika ishlab chiqarish jarayonida turbinalar, uzatish uskunalari, generatorlar va boshqalar muqarrar ravishda energiya yo'qotishlariga ega.Shuning uchun nazariy quvvatni diskontlash kerak, ya'ni biz foydalanishimiz mumkin bo'lgan haqiqiy quvvatni samaradorlik koeffitsientiga ko'paytirish kerak (belgi: K).
Gidroelektrostantsiyadagi generatorning loyihalashtirilgan quvvati nominal quvvat deb ataladi va haqiqiy quvvat haqiqiy quvvat deb ataladi.Energiyani aylantirish jarayonida energiyaning bir qismini yo'qotish muqarrar.Gidroenergetika ishlab chiqarish jarayonida, asosan, turbinalar va generatorlarning yo'qotishlari mavjud (quvurlarda ham yo'qotishlar mavjud).Qishloq mikro GESdagi turli yo'qotishlar umumiy nazariy quvvatning taxminan 40-50% ni tashkil qiladi, shuning uchun GESning chiqishi aslida nazariy quvvatning 50-60% ni ishlatishi mumkin, ya'ni samaradorlik taxminan 0,5-0,60 (shundan turbinaning rentabelligi 0,70-0,85 ga, generatorlarning samaradorligi 0,85 dan 0,90 gacha, quvur tarmoqlari va uzatish moslamalarining samaradorligi 0,80 dan 0,85 gacha).Shuning uchun GESning haqiqiy quvvatini (chiqishini) quyidagicha hisoblash mumkin:
K – GESning foydali koeffitsienti, (0,5～0,6) mikro GESni taxminiy hisoblashda ishlatiladi;bu qiymat quyidagicha soddalashtirilishi mumkin:
N=(0,5～0,6)QHG Haqiqiy quvvat=samaradorlik × oqim × tushish × 9,8
Gidroenergetikadan foydalanish - bu suv turbinasi deb ataladigan mashinani harakatga keltirish uchun suv quvvatidan foydalanish.Misol uchun, mamlakatimizdagi qadimgi suv g'ildiragi juda oddiy suv turbinasi.Hozirgi vaqtda qo'llaniladigan turli xil gidravlik turbinalar turli xil maxsus gidravlik sharoitlarga moslashtirilgan bo'lib, ular samaraliroq aylanishlari va suv energiyasini mexanik energiyaga aylantirishlari mumkin.Turbinaga boshqa turdagi mexanizmlar - generator ulanadi, shuning uchun generatorning rotori turbina bilan birga elektr energiyasi ishlab chiqaradi.Jeneratorni ikki qismga bo'lish mumkin: turbina bilan aylanadigan qism va generatorning sobit qismi.Turbinaga ulangan va aylanadigan qism generatorning rotori deb ataladi va rotor atrofida ko'plab magnit qutblar mavjud;rotor atrofidagi aylana generatorning sobit qismi bo'lib, generatorning statori deb ataladi va stator ko'plab mis sariqlar bilan o'ralgan.Rotorning ko'plab magnit qutblari statorning mis sariqlarining o'rtasida aylanganda, mis simlarda oqim hosil bo'ladi va generator mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiradi.
Elektr stansiyasi ishlab chiqaradigan elektr energiyasi mexanik energiyaga (elektr dvigatel yoki motor), yorug'lik energiyasiga (elektr chiroq), issiqlik energiyasiga (elektr pechka) va boshqalarga turli elektr jihozlari orqali aylanadi.
gidroelektr stansiyasining tarkibi
GES tarkibiga quyidagilar kiradi: gidrotexnika inshootlari, mexanik uskunalar va elektr jihozlari.
(1) Gidrotexnika inshootlari
Unda suv o'tkazgichlari (to'g'onlari), suv olish eshiklari, kanallar (yoki tunnellar), bosimli oldingi tanklar (yoki tartibga soluvchi tanklar), bosim quvurlari, elektr stantsiyalari va dumlar va boshqalar mavjud.
Daryoda daryo suvini toʻsish va suv sathini koʻtarib, suv omborini hosil qilish uchun toʻgʻon (toʻgʻon) quriladi.Shu tariqa suv omborining suv sathi (to‘g‘on) va daryoning to‘g‘on ostidagi suv sathi o‘rtasida konsentrlangan tomchi hosil bo‘ladi, so‘ngra suv quvurlari yordamida GESga kiritiladi. yoki tunnellar.Nisbatan tik daryolarda burish kanallaridan foydalanish ham tomchi hosil qilishi mumkin.Masalan: Umuman olganda, tabiiy daryoning bir kilometriga tushishi 10 metrni tashkil qiladi.Agar daryoning ushbu uchastkasining yuqori uchida daryo suvini kiritish uchun kanal ochilsa, kanal daryo bo'ylab qazilib, kanalning qiyaligi tekisroq bo'ladi.Agar kanaldagi pasayish har bir kilometrga amalga oshirilsa, u atigi 1 metrga tushib ketdi, shunda suv kanalda 5 kilometr oqdi va suv yuzasi atigi 5 metrga tushdi, tabiiy kanalda 5 kilometr yo'l bosib o'tgandan keyin suv 50 metrga tushdi. .Bu vaqtda kanaldan suv daryo bo'ylab suv quvuri yoki tunnel bilan elektr stantsiyasiga qaytariladi va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan 45 metr konsentrlangan tomchi mavjud.2-rasm
Konsentrlangan tomchi bilan gidroelektrostantsiyani hosil qilish uchun aylanma kanallar, tunnellar yoki suv quvurlari (plastik quvurlar, po'lat quvurlar, beton quvurlar va boshqalar) dan foydalanish GESlarning tipik sxemasi bo'lgan burilish kanali GES deb ataladi. .
(2) Mexanik va elektr jihozlari
GES yuqorida qayd etilgan gidrotexnika ishlaridan tashqari (arqonlar, kanallar, old hovlilar, bosimli quvurlar, ustaxonalar) quyidagi jihozlarga ham muhtoj:
(1) Mexanik uskunalar
Turbinalar, regulyatorlar, eshik klapanlari, uzatish uskunalari va ishlab chiqarmaydigan uskunalar mavjud.
(2) Elektr jihozlari
Generatorlar, taqsimlovchi boshqaruv panellari, transformatorlar va elektr uzatish liniyalari mavjud.
Lekin barcha kichik GESlarda yuqorida qayd etilgan gidrotexnika inshootlari va mexanik va elektr jihozlari mavjud emas.Agar past boshli gidroelektrostantsiyada suv boshi 6 metrdan kam bo'lsa, suv yo'naltiruvchi kanal va ochiq kanalli suv kanali odatda ishlatiladi va bosimli suv havzasi va bosimli suv quvuri yo'q.Kichik elektr ta'minoti diapazoni va qisqa uzatish masofasi bo'lgan elektr stantsiyalari uchun to'g'ridan-to'g'ri elektr uzatish qabul qilinadi va hech qanday transformator talab qilinmaydi.Suv omborlari bo'lgan GESlar to'g'on qurishga hojat yo'q.Chuqur suv olish quvurlari, to'g'on ichki quvurlari (yoki tunnellar) va suv o'tkazgichlardan foydalanish suv o'tkazgichlar, suv olish eshiklari, kanallar va bosimli suv havzalari kabi gidrotexnik inshootlarga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi.
GES qurish uchun birinchi navbatda puxta o'rganish va loyihalash ishlari olib borilishi kerak.Loyihalash ishlarida uchta loyiha bosqichi mavjud: dastlabki loyihalash, texnik loyihalash va qurilish detallari.Loyihalash ishlarini yaxshi bajarish uchun, avvalo, tadqiqot ishlarini puxta bajarish, ya’ni mahalliy tabiiy-iqtisodiy sharoitlarni – ya’ni topografiya, geologiya, gidrologiya, kapital va hokazolarni to‘liq anglash kerak.Dizaynning to'g'riligi va ishonchliligi faqat ushbu vaziyatlarni o'zlashtirib, ularni tahlil qilgandan keyin kafolatlanishi mumkin.
Kichik gidroelektrostantsiyalarning tarkibiy qismlari GES turiga qarab turli shakllarga ega.
3. Topografik suratga olish
Topografik tadqiqot ishlarining sifati muhandislik sxemasiga va muhandislik miqdorini baholashga katta ta'sir ko'rsatadi.
Geologik qidiruv (geologik sharoitlarni tushunish) suv havzasi va daryo bo'yidagi geologiya bo'yicha umumiy tushuncha va tadqiqotlar bilan bir qatorda, mashina xonasining poydevori mustahkamligini ham tushunish kerak, bu elektr energiyasining xavfsizligiga bevosita ta'sir qiladi. stantsiyaning o'zi.Ma'lum hajmdagi suv ombori vayron bo'lgandan so'ng, u nafaqat GESning o'ziga zarar etkazadi, balki quyi oqimda katta odamlar va mol-mulk yo'qotilishiga olib keladi.
4. Gidrologik sinov
Gidroelektrostantsiyalar uchun eng muhim gidrologik ma'lumotlar daryo suvining darajasi, oqimi, cho'kindi tarkibi, muzlash sharoitlari, meteorologik ma'lumotlar va toshqinlarni tekshirish ma'lumotlari hisoblanadi.Daryo oqimining o'lchami gidroelektrostantsiyaning suv oqimining sxemasiga ta'sir qiladi.To'fonning og'irligini etarlicha baholamaslik to'g'onning shikastlanishiga olib keladi;daryo tomonidan olib borilgan cho'kindi tezda eng yomon holatda suv omborini to'ldirishi mumkin.Masalan, kirish kanali kanalning loyqalanishiga olib keladi va yirik donali cho'kindi turbinaning ichidan o'tib turbinaning eskirishiga olib keladi.Shuning uchun gidroelektrostantsiyalarni qurishda etarli gidrologik ma'lumotlar bo'lishi kerak.
Shu bois, GES qurishga qaror qilishdan oldin, avvalo, elektr ta’minoti sohasidagi iqtisodiy rivojlanish yo‘nalishi va kelajakda elektr energiyasiga bo‘lgan talabni o‘rganishimiz kerak.Shu bilan birga, rivojlanish hududida boshqa energiya manbalarining holatini baholang.Yuqoridagi vaziyatni o‘rganib, tahlil qilgandan keyingina GES qurilishi kerakmi yoki yo‘qmi, ko‘lami qanchalik katta bo‘lishi kerak, degan xulosaga kelishimiz mumkin.
Umuman olganda, gidroenergetika qidiruv ishlarining maqsadi GESlarni loyihalash va qurish uchun zarur bo'lgan aniq va ishonchli asosiy ma'lumotlarni taqdim etishdan iborat.
5. Saytni tanlashning umumiy shartlari
Saytni tanlashning umumiy shartlarini quyidagi to'rt jihatdan tushuntirish mumkin:
(1) Tanlangan sayt suv energiyasidan eng tejamkor tarzda foydalanishi va xarajatlarni tejash tamoyiliga mos kelishi kerak, ya'ni elektr stantsiyasi qurib bo'lingandan so'ng, eng kam pul sarflanadi va eng ko'p elektr energiyasi ishlab chiqariladi. .Odatda, investitsiya qilingan kapital qancha vaqt tiklanishi mumkinligini ko'rish uchun yillik energiya ishlab chiqarish daromadini va stansiya qurilishiga investitsiyalarni baholash orqali o'lchanishi mumkin.Biroq, turli joylarda gidrologik va topografik sharoitlar har xil bo'lib, elektr energiyasiga bo'lgan ehtiyoj ham har xil, shuning uchun qurilish qiymati va sarmoyasi ma'lum qiymatlar bilan cheklanmasligi kerak.
(2) Tanlangan uchastkaning topografik, geologik va gidrologik sharoitlari nisbatan yuqori bo'lishi va loyihalash va qurishda imkoniyatlar bo'lishi kerak.Kichik gidroelektrostantsiyalarni qurishda qurilish materiallaridan foydalanish imkon qadar "mahalliy materiallar" tamoyiliga muvofiq bo'lishi kerak.
(3) Tanlangan sayt elektr uzatish uskunasiga sarmoya kiritish va quvvat yo'qotilishini kamaytirish uchun imkon qadar elektr ta'minoti va qayta ishlash maydoniga yaqin bo'lishi kerak.
(4) Saytni tanlashda mavjud gidrotexnik inshootlardan iloji boricha ko'proq foydalanish kerak.Masalan, suv tomchisidan irrigatsiya kanalida GES qurish yoki sug'orish oqimidan elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun sug'orish suv ombori yonida GES qurish va hokazo.Chunki bu GESlar suv mavjud bo‘lganda elektr energiyasi ishlab chiqarish tamoyiliga javob bera oladi, ularning iqtisodiy ahamiyati yanada yaqqolroq namoyon bo‘ladi.
Yuborilgan vaqt: 2022 yil 19-may
