HPP: zasada działania, obwód, wyposażenie, moc

Prawie wszyscy sobie wyobrażająprzeznaczenia elektrowni wodnych, ale tylko nieliczne niezawodnie rozumieją zasadę działania hydroelektrowni. Główną zagadką dla ludzi jest to, jak cała ta ogromna tama bez paliwa generuje energię elektryczną. O tym i porozmawiaj.

Co to jest hydro?

Energia hydroelektryczna jest złożona,składający się z różnych struktur i specjalnego wyposażenia. Elektrownie wodne budowane są na rzekach, w których stale napływa woda do wypełnienia zapory i zbiornika. Takie konstrukcje (tamy) powstałe podczas budowy elektrowni wodnej są niezbędne do skoncentrowania stałego przepływu wody, która jest przekształcana na energię elektryczną za pomocą specjalnego wyposażenia dla elektrowni wodnych.

Zauważ, że ważną rolę pod względem wydajnościPraca HPS odgrywa wybór miejsca na budowę. Konieczne są dwa warunki: gwarantowane niewyczerpalne zaopatrzenie w wodę i wysoki kąt nachylenia rzeki.

Zasada działania

Praca stacji hydroelektrowni jest dość prosta. Wzniesione konstrukcje hydrauliczne zapewniają stabilne ciśnienie wody, która dostaje się do łopatek turbiny. Ciśnienie wprawia turbinę w ruch, w wyniku czego obraca ona generatory. Te ostatnie wytwarzają energię elektryczną, która jest następnie dostarczana konsumentowi za pośrednictwem linii przesyłowych wysokiego napięcia.

Główna trudność takiej struktury -zapewnienie stałego ciśnienia wody, które osiąga się przez budowę zapory. Dzięki niej w jednym miejscu skoncentrowana jest duża ilość wody. W niektórych przypadkach należy korzystać z naturalnego przepływu wody, a czasami tama i pochodzenie (naturalny przepływ) są używane razem.

W budynku znajduje się sprzęt dla elektrowni wodnych,Głównym zadaniem jest przekształcenie energii mechanicznej ruchu wody w elektryczność. To zadanie jest przypisane do generatora. Wykorzystywane i dodatkowe wyposażenie do monitorowania stacji, urządzeń rozdzielczych i stacji transformatorowych.

Poniższy rysunek pokazuje schemat stacji hydroelektrycznej.

Jak widać, przepływ wody obraca turbinę generatora, który wytwarza energię, dostarcza go do transformatora w celu konwersji, po czym jest transportowany liniami energetycznymi do dostawcy.

Moc

Istnieją różne elektrownie wodne, które można podzielić przez wytworzoną moc:

1. Bardzo mocny - przy produkcji ponad 25 MW.
2. Średni - z generacją do 25 MW.
3. Mały - o mocy wyjściowej do 5 MW.

Energia hydroenergetyczna zależy przede wszystkim odprzepływ wody i sprawność samego generatora, który jest na nim wykorzystywany. Ale nawet najbardziej wydajna instalacja nie będzie w stanie wytworzyć dużych ilości energii elektrycznej przy niskim ciśnieniu wody. Warto również wziąć pod uwagę, że moc hydroelektryczna nie jest stała. Z przyczyn naturalnych poziom wody w zaporze może się zwiększyć lub zmniejszyć. Wszystko to ma wpływ na ilość wyprodukowanej energii elektrycznej.

Rola Dam

Najbardziej złożony, duży i ogólnie podstawowy elementdowolna elektrownia wodna - zapora. Nie można zrozumieć, czym jest stacja hydroelektryczna, nie rozumiejąc istoty pracy tamy. Są to ogromne mosty, które utrzymują przepływ wody. W zależności od projektu mogą się one różnić: istnieją konstrukcje grawitacyjne, łukowe i inne, ale ich cel jest zawsze taki sam - do trzymania dużej ilości wody. To dzięki tamie można skoncentrować stabilny i potężny strumień wody, kierując go na łopatki turbiny, które obracają generator. On z kolei wytwarza energię elektryczną.

Technologia

Jak już wiemy, opiera się na zasadzie działania elektrowni wodnychprzy użyciu energii mechanicznej spadającej wody, która jest później przekształcana w energię elektryczną za pomocą turbiny i generatora. Same turbiny można zainstalować na grobli lub w jej pobliżu. W niektórych przypadkach stosuje się rurociąg, przez który woda, która znajduje się poniżej poziomu zapory, przechodzi pod wysokim ciśnieniem.

Istnieje kilka wskaźników mocy dla dowolnej elektrowni wodnej: zużycie wody i ciśnienie hydrostatyczne. Ta ostatnia liczba jest określona przez różnicę wysokości między początkowym i końcowym punktem swobodnego spadku wody. Podczas tworzenia projektu stacji cała struktura opiera się na jednym z tych wskaźników.

Znane dziś technologie produkcyjneenergia elektryczna pozwala uzyskać wysoką sprawność konwersji energii mechanicznej w energię elektryczną. Czasami jest kilka razy wyższa niż elektrowni cieplnych. Tak wysoka sprawność jest uzyskiwana dzięki sprzętowi stosowanemu w elektrowni wodnej. Jest niezawodny i stosunkowo łatwy w użyciu. Ponadto, z powodu braku paliwa i uwalniania dużych ilości energii cieplnej, żywotność takiego sprzętu jest dość duża. Łamanie jest tu niezwykle rzadkie. Uważa się, że minimalna żywotność zespołów prądotwórczych i urządzeń generalnie wynosi około 50 lat. Chociaż w rzeczywistości, nawet dzisiaj, elektrownie wodne, które zostały zbudowane w latach trzydziestych ubiegłego wieku, funkcjonują całkiem skutecznie.

Elektrownie wodne Rosji

Dzisiaj w Rosjiistnieje około 100 elektrowni wodnych. Oczywiście ich moc jest inna, a większość z nich to stacje o zainstalowanej mocy do 10 MW. Istnieją również stacje, takie jak Pirogovskaya lub Akulovskaya, które oddano do użytku w 1937 r., A ich moc wynosi zaledwie 0,28 MW.

Największe z nich to HPP Sayano-Shushenskaya i Krasnoyarskaya o mocy odpowiednio 6400 i 6000 MW. Po nich następuje stacja:

1. Bratskaya (4500 MW).
2. Stacja hydroelektryczna Ust-Ilim (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Pomimo ogromnej liczby takich stacji produkują one zaledwie 47 700 MW, co stanowi 20% całkowitej ilości całej energii produkowanej w Rosji.

Podsumowując

Teraz rozumiesz zasadę energii hydroelektrycznej,przekształcanie energii mechanicznej w przepływ wody do elektryczności. Pomimo dość prostego pomysłu pozyskania energii, kompleks urządzeń i nowych technologii sprawia, że ​​takie obiekty są złożone. Jednak w porównaniu z elektrowniami jądrowymi są naprawdę prymitywne.