Принцип работы и устройство гэс: Гидроэлектростанции принцип работы

Энергетическое образование

1. Гидроэлектрические станции

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией — естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.

ГЭС.

Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:

• мощные — вырабатывают от 25 МВТ до 250 МВт и выше;
• средние — до 25 МВт;
• малые гидроэлектростанции — до 5 МВт.

Мощность ГЭС напрямую зависит от напора воды, а также от КПД используемого генератора. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.

Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использования напора воды:

• высоконапорные — более 60 м;
• средненапорные — от 25 м;
• низконапорные — от 3 до 25 м.

В зависимости от напора воды, в гидроэлектростанциях применяются различные виды турбин. Для высоконапорных — ковшовые и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами. На средненапорных ГЭС устанавливаются поворотнолопастные и радиально-осевые турбины, на низконапорных — поворотнолопастные турбины в железобетонных камерах. Принцип работы всех видов турбин схож — вода, находящаяся под давлением (напор воды) поступает на лопасти турбины, которые начинают вращаться. Механическая энергия, таким образом, передается на гидрогенератор, который и вырабатывает электроэнергию. Турбины различаются некоторыми техническими характеристиками, а также камерами — железными или железобетонными, и рассчитаны на различный напор воды.

Гидроэлектрические станции также разделяются в зависимости от принципа использования природных ресурсов, и, соответственно, образующейся концентрации воды. Здесь можно выделить следующие ГЭС:

— русловые и приплотинные ГЭС. Это наиболее распространенные виды гидроэлектрических станций. Напор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.

— плотинные ГЭС. Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно, как в русловых ГЭС.

— деривационные гидроэлектростанции. Такие электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создается посредством деривации. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Последние — спрямлены, и их уклон значительно меньший, нежели средний уклон реки. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС. Деривационные ГЭС могут быть разного вида — безнапорные или с напорной деривацией. В случае с напорной деривацией, водовод прокладывается с большим продольным уклоном. В другом случае в начале деривации на реке создается более высокая плотина, и создается водохранилище — такая схема еще называется смешанной деривацией, так как используются оба метода создания необходимой концентрации воды.

— гидроаккумулирующие электростанции. Такие ГАЭС способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы таких электростанций следующий: в определенные моменты (времена не пиковой нагрузки), агрегаты ГАЭС работают как насосы, и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода из них поступает в напорный трубопровод и, соответственно, приводит в действие дополнительные турбины.

В гидроэлектрические станции, в зависимости от их назначения, также могут входить дополнительные сооружения, такие как шлюзы или судоподъемники, способствующие навигации по водоему, рыбопропускные, водозаборные сооружения, используемые для ирригации и многое другое.

Сегодня в мире идет развитие мини-ГЭС — современной альтернативы самой первой ГЭС, которая была построена в англии для обеспечения электроэнергией частного дома.

Ценность гидроэлектрической станции состоит в том, что для производства электрической энергии, они используют возобновляемые природные ресурсы. Ввиду того, что потребности в дополнительном топливе для ГЭС нет, конечная стоимость получаемой электроэнергии значительно ниже, чем при использовании других видов электростанций.

Принцип работы гэс

Принцип
работы ГЭС достаточно прост. Цепь
гидротехнических сооружений обеспечивает
необходимый напор воды, поступающей на
лопасти гидротурбины, которая приводит
в действие генераторы, вырабатывающие
электроэнергию.

Необходимый
напор воды образуется посредством
строительства плотины, и как следствие
концентрации реки в определенном месте,
или деривацией — естественным током
воды. В некоторых случаях для получения
необходимого напора воды используют
совместно и плотину, и деривацию.

Непосредственно
в самом здании гидроэлектростанции
располагается все энергетическое
оборудование. В зависимости от назначения,
оно имеет свое определенное деление. В
машинном зале расположены гидроагрегаты,
непосредственно преобразующие энергию
тока воды в электрическую энергию. Есть
еще всевозможное дополнительное
оборудование, устройства управления и
контроля над работой ГЭС, трансформаторная
станция, распределительные устройства
и многое другое.

Гидроэлектрические
станции разделяются в зависимости от
вырабатываемой мощности:

мощные
— вырабатывают от 25 МВТ и выше;

средние
— до 25 МВт;

малые
гидроэлектростанции — до 5 МВт.

Гидроэлектростанции
также делятся в зависимости от
максимального использования напора
воды:

высоконапорные —
более 60 м;

средненапорные —
от 25 м;

низконапорные —
от 3 до 25 м.

Мощность
ГЭС напрямую зависит от напора воды, а
также от КПД используемого генератора.
Из-за того, что по природным законам
уровень воды постоянно меняется, в
зависимости от сезона, а также еще по
ряду причин, в качестве выражения
мощности гидроэлектрической станции
принято брать цикличную мощность. К
примеру, различают годичный, месячный,
недельный или суточный циклы работы
гидроэлектростанции.

По
данным KEGOC —
системного оператора единой
электроэнергетической системы
Казахстана — производство электрической
энергии в стране осуществляют 72
электростанции различной
формы собственности.

Фактическая
установленная мощность на конец 2012
года — 19,4 ГВт,^[2] на
конец 2013 года — 19,6 ГВт.

KEGOC
подразделяет электрические станции на
электростанции национального значения,
электростанции в составе промышленных
комплексов и электростанции регионального
значения.

В
списке перечисляются электростанции Казахстана.
Список сортирован по видам электростанций.
Установленная мощность и структура
собственности электростанций приводится
в соответствии с официальными годовыми
отчётами генерирующих компаний
Казахстана. В качестве собственника
электростанций АО «АлЭС» (Алматинские
ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3, Капчагайская ГЭС и
Алматинский каскад ГЭС) указывается Самрук-Энерго,
так как 100 % акций АО «АлЭС»
принадлежитСамрук-Энерго.

В
Казахстане имеются значительные
гидроресурсы, теоретически мощность
всех гидроресурсов страны составляют
170 млрд кВт·ч в
год. Основные реки: Иртыш, Или иСырдарья.
Экономически эффективные гидроресурсы
сосредоточены в основном на востоке
(горный Алтай) и на юге страны. Крупнейшие
ГЭС: Бухтарминская,Шульбинская, Усть-Каменогорская (на
реке Иртыш)
и Капчагайская (на
реке Или)
обеспечивающие 10 % потребностей
страны.

В
Казахстане планируется увеличение
использования гидроресурсов в
среднесрочном периоде. В декабре 2011 г.
была запущена в эксплуатациюМойнакская
ГЭС(300 МВт),
проектируются Булакская
ГЭС (78 МВт), Кербулакская
ГЭС (50 МВт)
и ряд малых ГЭС.

Название	Собственник	Мощность (МВт)	Область	Река
Шульбинская ГЭС	Самрук-Энерго (92,14 %)	702	Восточно-Казахстанская область	Иртыш
Бухтарминская ГЭС	Самрук-Энерго (90 %)	675	Восточно-Казахстанская область	Иртыш
Капчагайская ГЭС (Капшагайская ГЭС)	Самрук-Энерго	364	Алматинская область	Или
Усть-Каменогорская ГЭС	Самрук-Энерго (89,9 %)	331,2	Восточно-Казахстанская область	Иртыш
Мойнакская ГЭС	Самрук-Энерго (51 %)	300	Алматинская область	Чарын
Шардаринская ГЭС	Самрук-Энерго (100 %)	100	Южно-Казахстанская область	Сырдарья
Алматинский каскад	Самрук-Энерго	46,9	Алматинская область	Большая и Малая Алматинка
Каратальская ГЭС (ГЭС-1)	ТОО «Казцинк-ТЭК»	10,08	Алматинская область	Каратал
Каратальские ГЭС-2, 3, 4	ТОО «Каскад Каратальских ГЭС»	11,9	Алматинская область	Каратал
Лениногорский каскад ГЭС (Хариузовская и Тишинская ГЭС)		11,8	Восточно-Казахстанская область	Громотуха
Тасоткельская ГЭС	ТОО «Компания А Т»	9,2	Жамбылская область	Шу
Талдыкорганские ГЭС		5,2	Алматинская область
Иссыкская ГЭС-2		5,1	Алматинская область	Иссык
Меркенские ГЭС-1, 2, 3	ТОО «Гидроэнергетическая компания»	3,6	Жамбылская область	Мерке
Каракыстакская ГЭС		2,1	Жамбылская область	Каракыстак
Зайсанская ГЭС		2	Восточно-Казахстанская область
Аксу ГЭС-1		1,9	Алматинская область
Иссыкская ГЭС-3		1,0	Алматинская область	Иссык

Гидроэлектростанция Принцип работы — StudiousGuy

Гидроэнергетика или гидроэлектроэнергия — это возобновляемый источник энергии, который использует энергию быстро текущей воды для выработки электроэнергии. Использование гидроэнергетики для различных целей не является современной концепцией; его применение можно увидеть еще тысячу лет назад. Древние люди приводили в движение колеса с применением силы воды для измельчения зерна и пшеницы в муку. В настоящее время для использования энергии воды используются современные гидротурбины. Гидроэлектростанции вырабатывают электроэнергию за счет потенциальной и кинетической энергии воды. Это один из наиболее экономичных способов производства электроэнергии, поэтому он является наиболее предпочтительным и широко используемым по сравнению с другими методами производства электроэнергии. Поскольку природные источники топлива, такие как нефть, уголь и нефть, исчерпаемы, гидроэлектростанции очень полезны для удовлетворения высоких потребностей в электроэнергии. В этой статье мы обсудим различные компоненты, типы и принципы работы гидроэлектростанции.

Указатель статей (щелкните, чтобы перейти)

Компоненты гидроэлектростанции

Гидроэлектростанции обычно строятся в холмистой местности за реками, океанами или другими водоемами, где можно легко построить плотины и большие водохранилища. . Различные типы гидроэлектростанций строятся в соответствии с требованиями, но каждая гидроэлектростанция состоит из некоторых основных компонентов, которые объясняются ниже.

1. Резервуар

Резервуар является наиболее важной частью гидроэлектростанции. Он хранит воду и подает ее на гидротурбину для выработки электроэнергии. Водохранилищем могут быть естественные озера в холмистой местности, а можно сделать искусственно, установив плотину поперек водоемов. Резервуары гидроэлектростанций также используются для борьбы с наводнениями, орошения, промышленности и аквакультуры.

2. Передний отсек

Передний отсек представляет собой зону для временного хранения воды перед ее подачей в турбину. Он накапливает избыточную воду в дождливые сезоны и подает ее в засушливые сезоны, т. е. поддерживает необходимое количество воды в соответствии с требованиями на грузовой площадке. Форсейт сооружается, когда гидроэлектростанции расположены далеко от водохранилища, в противном случае в качестве форсейда выступает само водохранилище, когда оно находится вблизи станции.

3. Плотина

Плотина – самый дорогостоящий элемент гидроэлектростанции. Это барьер, сооруженный поперек водоемов, чтобы ограничить поток естественной воды и поднять уровень воды в водохранилищах. Обычно они сделаны из бетона, камней, земли или каменной кладки. Тип материала, который будет использоваться для их строительства, зависит от географии района, доступности транспорта и вероятности возникновения каких-либо стихийных бедствий, таких как землетрясения или наводнения в этом конкретном районе. Например, для местности с узким каньоном подойдет каменная дамба, а для широкой долины предпочтительнее земляная дамба.

4. Водосбросы

В случае проливных дождей или паводков уровень воды в водохранилище может подняться выше его вместимости, что может повлиять на нормальное функционирование гидроэлектростанции. Для предотвращения такой ситуации на месте плотины сооружается гидротехническое сооружение, называемое водосбросом. Водосброс безопасно отводит лишнюю воду из водохранилища в область ниже по течению. Водосбросы сооружаются либо как часть плотины, либо сразу за ней. Обычно они изготавливаются из бетона и состоят из металлических регулирующих затворов для остановки или сброса воды из резервуара.

5. Отводящий лоток

Вода, остающаяся на гидроэлектростанции после выработки электроэнергии гидротурбиной, уносится из этой области через канал, называемый отводным лотком. Отводящий бьеф находится за плотинами на более низком уровне, чем уровень водохранилища. Поскольку потенциальная энергия воды из-за приподнятого резервуара расходуется гидротурбиной, вода через отводной бьеф течет с естественной скоростью воды и вливается в тот же или другой водный поток.

6. Водоводы

Водоводы – это каналы или большие трубы на гидроэлектростанции, по которым вода поступает к турбинам электростанции из водохранилища. Водоводы обычно изготавливаются из стали или железобетона (RCC). Материал, который будет использоваться для строительства водоводов, зависит от напора плотины. Напор — высота по вертикали между источником воды и турбиной, т. е. вертикальное расстояние, пройденное водой от возвышения до турбины; обычно измеряется в метрах или футах. Стальные затворы можно использовать при любом напоре или рабочем давлении воды, тогда как затворы из железобетона используются при низком напоре, обычно менее 30 метров. Так как через затворы проходит большое количество воды, резкое открытие и закрытие затворов на концах затвора может вызвать эффект гидравлического удара (скачки давления). Чтобы противостоять эффекту гидравлического удара, затворы тщательно проектируются, например, короткие затворы снабжены толстыми стенками, а в длинных затворах установлены уравнительные резервуары.

7. Водозаборы

К водозаборам относятся сооружения, собирающие воду, хранящуюся в водохранилище или авандельте, и направляющие ее к турбинам через водоводы. Водозаборы состоят из нескольких затворов, экранов, фильтров, боновых заграждений, шлюзов и мусорных стеллажей, которые контролируют количество воды, попадающей в турбины, а также блокируют попадание в канал любого мусора, такого как стволы, отходы или ветки, отводя его в обходной желоб. Решетки и стеллажи для мусора устанавливаются на входе в водовод, чтобы предотвратить попадание мусора внутрь, поскольку мусор может повредить различные важные гидравлические детали, такие как лопасти турбины, сопла и рабочие колеса турбины. Стойки для мусора обычно изготавливаются из стального материала в форме стержней с зазором между стержнями около 10-30 см. Как правило, водозаборные сооружения подразделяются на водозаборники высокого давления (в случае больших хранилищ) и водозаборники низкого давления (в случае небольших хранилищ). Также может быть вероятность образования льда на поверхности воды в холодное время года. Чтобы предотвратить попадание льда в водовод, стеллажи для мусора нагреваются, что в конечном итоге растапливает лед, когда он соприкасается с ними.

Мусорные стеллажи

8. Шлюз

Шлюзы также являются частью водозаборных сооружений. Поток воды через водоводы контролируется шлюзом; шлюз — это ворота, установленные на концах водоводов, которые можно поднимать или опускать в зависимости от потребности в воде на турбине. Вода беспрепятственно проходит через водоводы, когда шлюз полностью открыт, но меньше воды проходит через водовод, когда шлюз частично закрыт. Как правило, в засушливые сезоны их оставляют открытыми, чтобы вода могла проходить через водоводы, но в дождливые сезоны их слегка прикрывают, чтобы избежать затопления. Перед верхним отверстием водовода сооружается небольшой защитный водоем для хранения воды, которая не может попасть через водовод в случае закрытого или частично закрытого шлюза, а также во избежание давления на закрытый шлюз. Установка шлюза в водоводах предотвращает общее разрушение плотины, а также гарантирует, что водоводы можно будет легко очистить, осмотреть и отремонтировать в случае каких-либо повреждений, таких как отверстия или трещины в водоводах.

9. Уравнительный бак

Внезапные скачки воды из-за изменений расхода воды могут привести к колебаниям давления, которые могут повредить компоненты гидроэлектростанции. Для контроля изменений давления используются небольшие цилиндрические резервуары для хранения воды, называемые уравнительными баками. Уравнительные баки открыты сверху, чтобы уменьшить или нейтрализовать изменения давления в резервуаре, и используются для регулирования турбин. Они защищают водовод (канал) от избыточного внутреннего давления, а также способны накапливать воду для повышения внутреннего давления в случае падения давления. Уравнительные баки обычно располагаются в центре водовода (с крутым уклоном) перед водяной турбиной. Тип уравнительного резервуара, который будет использоваться на электростанции, зависит от длины водовода или других требований гидроэлектростанции.

10. Электростанция

Электростанция — это отдельное помещение или здание на гидроэлектростанциях, которые состоят из различных электрических и гидравлических компонентов. Электростанция отвечает за управление различными входными и выходными воротами и остановку потока воды в зонах оборудования в случае ремонта или замены различных частей оборудования. Как и другие электростанции, гидроэлектростанции также состоят из общих вспомогательных устройств, таких как панели управления, зона обслуживания, испытательные помещения, генераторы и трансформаторы.

11. Турбины

Водяные турбины используются для преобразования потенциальной энергии и кинетической энергии воды в механическую энергию. Быстротекущая вода, сбегающая с возвышенной поверхности, направляется к лопастям турбины, и лопасти турбины начинают вращаться за счет силы, воздействующей на лопасти со стороны воды. Поскольку лопасти вращаются и сила действует на расстоянии, следовательно, говорят, что работа выполнена (W=Fs, где W=совершенная работа, F=приложенная сила, s=пройденное расстояние), т. е. энергия передается механической энергии вала турбины. Тип турбины, которая будет использоваться на гидроэлектростанции, зависит от напора воды, объема воды и глубины, на которой должна быть установлена ​​турбина. Гидроэлектрические турбины обычно делятся на две категории в зависимости от способа обмена энергией между турбиной и водой. Этими двумя типами являются импульсная турбина и реактивная турбина.

Импульсная турбина

Импульсная турбина состоит из колеса, установленного в центре (рабочего колеса), с лопатками (лопастями) по краям. Давление внутри рабочего колеса поддерживается постоянным, в то время как рабочее колесо находится под атмосферным давлением. Он использует скорость текущей воды для вращения бегунка. Струи воды ударяют в каждый ковш рабочего колеса турбины. Давление, создаваемое водой, преобразуется в кинетическую энергию в сопле, расположенном на стыке затвора и турбины. Скорость реактивного сопла направляет энергию на ковши, которые вращают бегунок. Эта турбина предпочтительна для высокого напора и низкого расхода воды. Две широко используемые импульсные турбины включают турбину с поперечным потоком и турбину Пелтона.

Реакционная турбина

Реакционная турбина преобразует энергию воды в механическую за счет давления и силы текущей воды. Турбина находится в прямом потоке воды, что позволяет воде обтекать все лопасти, а не ударять по каждой лопасти турбины по отдельности. Реактивные турбины подходят для низкого напора воды и большого расхода воды. Широко используемые реактивные турбины включают турбины Каплана и турбины Фрэнсиса.

12. Отсасывающая труба

Отсасывающая труба представляет собой трубопровод или трубы соответствующего диаметра, которые соединяются от рабочего колеса турбины с дорожным полотном. Эти трубы сбрасывают оставшуюся воду (после вращения через турбину) из турбины в трассу, поддерживая атмосферное давление сбрасываемой воды. Поскольку мы знаем, что большая часть давления воды (потенциальной и кинетической энергии) преобразуется в механическую энергию гидротурбиной, сбрасываемая вода в конце остается с давлением меньше атмосферного давления на выходе из турбины. Это может привести к обратному течению воды из отводящего канала к турбине. Чтобы предотвратить эту ситуацию обратного потока воды, используются отсасывающие трубы, поскольку они повышают давление воды выше атмосферного давления, что в конечном итоге предотвращает обратный поток воды.

13. Генератор

Электрогенератор, используемый на гидроэлектростанции, преобразует механическую энергию водяной турбины в электрическую энергию. Работа генератора основана на принципе закона Фарадея; в нем говорится, что напряжение, индуцированное в электрической цепи, прямо пропорционально скорости изменения магнитного потока в цепи. Генератор состоит из двух основных компонентов: статора и ротора. Механическая сила вала турбины приложена к вращающейся конструкции генератора, т. е. к ротору, тогда как статор является неподвижной частью генератора, в которой индуцируется напряжение при возбуждении или намагничивании ротора. Ротор закреплен полюсами поля (электромагнитами) на внутренней стороне его краев, и при вращении ротора полюса поля вращаются вокруг проводников статора. Это приводит к наведенному напряжению и потоку электричества на выходной клемме.

14. Трансформатор

Электричество, вырабатываемое гидроэлектростанцией, не имеет соответствующего напряжения, которое можно использовать в домах или других общих целях, поэтому на гидроэлектростанциях используются трансформаторы. Трансформаторы преобразуют переменный ток (AC), вырабатываемый на заводе, в необходимое напряжение, поддерживая при этом постоянную электрическую мощность. Этот источник питания подключается к национальной сети, которая затем распределяется для промышленного или бытового использования.

15. Линии электропередач

Следующим и последним шагом после преобразования электроэнергии в требуемое напряжение является подача ее в требуемые районы. Плотины часто устанавливаются в отдаленных районах, поэтому электроэнергия, вырабатываемая на гидроэлектростанциях, передается в жилые или промышленные районы по длинным кабелям или линиям электропередач.

Принцип работы гидроэлектростанции

Чтобы понять принцип работы гидроэлектростанции, давайте сначала разберемся с потенциальной энергией и кинетической энергией.

Потенциальная энергия: Это энергия, которой обладает тело из-за его положения относительно других объектов. Когда объекты выводятся из равновесия, они приобретают некоторую энергию, которая сохраняется в объектах в виде потенциальной энергии. Например, когда пружина растягивается или сжимается, она приобретает потенциальную энергию, а когда вы бросаете мяч другому человеку, мяч имеет больше потенциальной энергии, когда он находится в воздухе, чем энергия, которой он обладает, когда он падает на землю.

Кинетическая энергия: Это энергия, которой обладает тело благодаря своему движению, т. е. чем выше скорость тела, тем выше будет кинетическая энергия.

Принцип работы гидроэлектростанции заключается в том, что она преобразует потенциальную энергию (за счет подъема воды из русла) и кинетическую энергию (за счет быстрого течения воды) воды в механическую энергию с помощью турбин. Вода, скопившаяся в водохранилище или форбайме за плотиной, падает через водовод и с большим давлением ударяется о лопатки турбины, и рабочее колесо турбины начинает вращаться. Рабочее колесо прикреплено к центральному валу, который соединен с генератором, который в конечном итоге вырабатывает электричество, т. е. механическая энергия турбины преобразуется в электричество с помощью электрических генераторов. Полученная электрическая энергия затем подается для бытового или промышленного использования по линиям электропередачи после регулирования напряжения трансформаторами. Электрическая энергия, получаемая с помощью гидроэлектростанций, пропорциональна скорости потока воды и перепаду высот.

Типы гидроэлектростанций

Тип строящейся гидроэлектростанции зависит от различных требований, таких как немедленная или отсроченная потребность в электроэнергии, нагрузка или хранение. Исходя из этого, гидроэлектростанции обычно подразделяются на следующие типы.

1. Русловые гидроэлектростанции (РР)

Эти типы гидроэлектростанций строятся на реках, которые поддерживают постоянный сток воды в течение всего года. На этих электростанциях вода забирается из реки через канал или водовод и направляется на турбины, которые в конечном итоге вырабатывают электроэнергию. Из-за отвода воды строительство плотины для этих типов ГЭС не требуется. Для работы этих электростанций всегда требуется постоянный поток воды. Выработка электроэнергии этими электростанциями в значительной степени зависит от естественного перепада высот реки, который в конечном итоге зависит от дождя и условий окружающей среды. Помимо русловых, иногда используются и аналогичные типы электростанций, т. е. прямоточные электростанции, работа которых почти такая же, как у русловых электростанций, В случае русловых электростанций турбина находится внутри плотины поперек русла реки, поэтому не требуется отводить речной поток.

2. Гидроэлектростанция с резервуаром

В этих типах электростанций вода хранится в резервуаре для повышения уровня воды для любого будущего использования, который также называется водохранилищем. Резервуар помогает поддерживать поток воды через турбину, которая вырабатывает электричество. Это лучше, чем работа речных электростанций, потому что они могут производить энергию в течение всего года, так как уровень воды в реке можно контролировать с помощью водохранилищ в случае низкого перепада высот реки из-за малого количества осадков в конкретной местности. год. Основным недостатком этих плотин является то, что они оказывают вредное социальное и экологическое воздействие.

3. Аккумулирующая гидроэлектростанция (ГАЭС)

Аккумулирующие гидроэлектростанции состоят из двух резервуаров на разной высоте, т.е. верхнего резервуара и нижнего резервуара. Эти резервуары используются для удовлетворения дополнительной потребности в воде для производства электроэнергии. Вода, хранящаяся в верхнем резервуаре, проходит через турбину и попадает в нижний резервуар, где вырабатывается электричество. Вода из нижнего резервуара снова перекачивается обратно в верхний резервуар, когда нет потребности в электричестве. Эти гидроэлектростанции способны накапливать крупномасштабную энергию; однако они потребляют много дополнительной энергии из-за процесса накачки. PSH бывает двух типов: PSH с разомкнутым контуром и PSH с замкнутым контуром. Замкнутая НСГ подключена (гидрологическая связь) к естественным водоемам, а замкнутая НСГ не имеет гидрологической связи с внешними водоемами. Гидрологическая связь — это обмен водой между водохранилищами, водохранилищами и грунтовыми водами через проход или коридор, находящийся под землей.

4. Оффшорная гидроэнергетика

Эти типы гидроэлектростанций используют силу морских волн и приливных течений для выработки электроэнергии. Концепция оффшорной гидроэнергетики еще не очень устоялась, но ожидается, что эта технология продемонстрирует значительный рост в ближайшие годы.

Преимущества гидроэлектростанции

• Хотя первоначальная установка различных компонентов гидроэлектростанции требует больших инвестиций, после ее установки это самый дешевый метод производства электроэнергии в долгосрочной перспективе. Однажды построенные плотины обычно служат в среднем 50-100 лет и требуют лишь некоторых затрат на техническое обслуживание после их возведения.

• Гидроэлектростанции являются возобновляемым источником энергии, поскольку им требуется только энергия быстро текущей воды, а не сама вода, т. е. вода в процессе не расходуется. Кроме того, они не выделяют вредных выбросов в окружающую среду по сравнению с другими электростанциями, работающими на ископаемом топливе.

• Гидроэлектростанции очень маневренны, надежны и регулируемы. Производство электроэнергии можно легко поддерживать, контролируя поток воды через водоводы. Не нужно ждать солнечного света или ветра, как в случае с другими методами производства электроэнергии, так как в резервуарах всегда есть вода для постоянного снабжения электроэнергией.

• Гидроэлектростанции обеспечивают огромную энергию, так как вода на больших высотах имеет значительное количество потенциальной энергии, и даже меньшей части быстро текущей воды достаточно, чтобы обеспечить обильную энергию, которая может удовлетворить потребность в электричестве для миллионов людей.

• Поскольку вода, хранящаяся в резервуарах, чистая и пригодная к употреблению, резервуары также используются в качестве запасов воды, которые можно использовать для различных целей в случае возникновения засухи. Наводнение также можно предотвратить, установив противопаводковые дамбы, поскольку они предотвращают стекание лишней воды в деревни или города, накапливая ее в резервуарах.

• Поскольку плотины часто расположены в отдаленных сельских районах, которые не очень развиты. Строительство гидроэлектростанций требует перевозки различного оборудования и материалов из городов, а для улучшения связи необходимо построить надлежащие автомагистрали и дороги, что в конечном итоге приводит к развитию сельских городов. Озера (водохранилища) также можно использовать в рекреационных целях, что может привлечь массовый туризм и в конечном итоге привести к экономическому росту близлежащих городов.

Недостатки гидроэлектростанции

• Гидроэлектростанция может быть установлена ​​только в подходящем месте, а таких мест очень мало и обычно они находятся вдали от городов и деревень. Следовательно, для подачи вырабатываемой электроэнергии в требуемые районы требуется большое количество компонентов и длинных линий электропередач.

• Процесс выработки электроэнергии на гидроэлектростанции может не производить выбросов, но растения, выращиваемые на дне водоемов, при разложении выделяют вредные парниковые газы, такие как метан и двуокись углерода, которые могут воздействовать на окружающую среду.

• Строительство плотин ограничивает естественный сток воды, что может оказать негативное влияние на цикл размножения рыб и других водных животных, что может привести к исчезновению некоторых видов.

• Несмотря на то, что противопаводковые дамбы удерживают дополнительную воду и предотвращают наводнения; проливные дожди или любые неисправности плотин могут привести к обрушению плотин, что может поставить под угрозу жизнь людей, проживающих в близлежащих районах. Обрушение плотины Баньцяо из-за тайфуна Нина считается самым страшным прорывом плотины в истории, повлекшим за собой множество жертв.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Гидроэлектроэнергия – это источник энергии, получаемый из воды, который зависит не только от объема, но и от перепада высот между источником и оттоком. Другими словами, гидроэлектроэнергия считается устойчивым возобновляемым источником энергии благодаря циркуляции воды под воздействием Солнца с использованием турбин и генераторов для преобразования воды в электричество.

 

Содержание

1. Из каких компонентов состоит гидроэлектростанция?

2. Принцип работы гидроэлектростанций

3. Роль гидроэлектростанций

4. Выбор престижных и качественных трансформаторов для гидроэлектростанций

Гидроэлектростанция состоит из следующих компонентов:

Плотина гидроэлектростанции : помогает хранить воду, создавая большой резервуар.

Водопровод : Подводит воду к турбине.

Турбина : Турбина крепится к генератору сверху с помощью вала. Наиболее распространенным типом турбин, используемых на гидроэлектростанциях, является турбина Фрэнсиса, имеющая форму большого диска с изогнутыми лопастями. Каждая турбина весит около 172 тонн и вращается со скоростью 90 оборотов в минуту.

Генератор : Машина, состоящая из ряда гигантских магнитов, вращающихся вокруг медной катушки.

Трансформатор, расположенный внутри электростанции, вырабатывает переменный ток и преобразует его в ток более высокого напряжения.

Линия электропередачи : Линия электропередачи, состоящая из трехфазных проводов вырабатываемой электроэнергии и нейтрального провода.

Дренаж : Помогает направить воду по трубам в реку вниз по течению.

 

Структура гидроэлектростанции

Работа гидроэлектростанции состоит из четырех основных этапов:

Стадия 1 : Вода под высоким давлением течет по большим стальным трубам, называемым напорными водопроводами, создавая гигантские водяные столбы с большим напором идут внутри фабрики.

Этап 2 : Сильный поток воды вращает турбину генератора; механическая энергия превращается в электрическую.

Стадия 3 : Генерируемая электроэнергия проходит через трансформатор для генерации тока высокого напряжения.

Этап 4 : Высоковольтный ток будет подключен к распределительной сети и передан в города.

Чтобы узнать больше о том, как производится электричество, смотрите детали рабочего механизма плотины гидроэлектростанции в видео ниже.

Принцип работы гидроэлектростанции

На гидроэлектростанции с механизмом использования динамики или энергии речного стока в настоящее время приходится 20% мировой электроэнергии. В дополнение к некоторым странам с большим гидроэнергетическим потенциалом, водные ресурсы также часто используются для удовлетворения часов пик, потому что они могут храниться в непиковые часы (фактически гидроаккумулирующие гидроэлектрохранилища — иногда используются для хранения электроэнергии, произведенной тепловыми электростанциями для использовать в часы пик). Гидроэлектроэнергия не является основным выбором в развитых странах, потому что большинство крупных объектов в этих странах, которые имеют потенциал для производства гидроэлектроэнергии таким образом, уже эксплуатируются или не могут быть использованы из-за этого. другие причины, такие как окружающая среда.

Гидроэлектростанции EVN играют очень важную роль не только в национальной энергосистеме, но и в обеспечении электроэнергией системы, служа социально-экономическому развитию страны и международной интеграции.

Кроме того, гидроэлектростанция играет ключевую роль в предотвращении наводнений в дельте и обеспечении водой для орошения территорий, расположенных ниже по течению, и в то же время ограничивает проникновение соленой воды в контексте изменения климата и повышения уровня моря.

Гидроэлектростанции также приносят доход в бюджет провинции, строят районы переселения с полной инфраструктурой, такой как «электричество, дороги, школы, станции», создают рабочие места для части населения в этом районе и создают условия для людей в отдаленных районах. прикоснуться к новым культурным знаниям.

Трансформатор является важным устройством в операционной системе гидроэлектростанции. Поэтому, чтобы выбрать трансформатор хорошего качества, обеспечивающий хорошую работу, пользователям необходимо внимательно изучить и проконсультироваться у ряда авторитетных производителей трансформаторов.