HE: princip delovanja, vezje, oprema, moč

Skoraj vsi predstavljajo namen hidroelektrarn, vendar le nekaj lahko zanesljivo razume načelo delovanja HE. Glavna skrivnost za ljudi - kako ta ogromen jez brez goriva proizvaja električno energijo. O tem in govori.

Kaj je hidroelektrarna?

Hidroelektrarna je kompleksen kompleks, sestavljen iz različnih struktur in posebne opreme. Obstajajo hidroelektrarne na rekah, kjer je stalen dotok vode za zapolnitev jezu in rezervoarja. Podobne konstrukcije (DAM) povzročajo pri izgradnji vodne energije, potrebne za konstantni koncentraciji vodnega toka, ki je s pomočjo posebne opreme za vodne pretvori v električno energijo.

Treba je opozoriti, da izbira mesta za gradnjo igra pomembno vlogo v smislu učinkovitosti delovanja HE. Obstajati morajo dva pogoja: zagotovljena neizčrpna oskrba z vodo in visok kot naklon reke.

Načelo delovanja hidroelektrarne

Delovanje hidroelektrarne je precej preprosto. Postavljene hidravlične konstrukcije zagotavljajo stabilno vodo, ki vstopa v lopatice turbine. Glava poganja turbino v gibanje, zaradi česar vrti generatorje. Slednje ustvarjajo električno energijo, ki jo nato dobavi potrošniku prek visokonapetostnih daljnovodov.

Glavna težava takšne konstrukcije je zagotoviti stalno vodo, ki jo dosežemo s postavitvijo jezu. Zahvaljujoč temu je velik del vode koncentriran na enem mestu. V nekaterih primerih se uporablja naravni vodni tok, včasih pa se uporablja tudi jez in izpeljava (naravni tok).

V stavbi je oprema za hidroelektrarne, katere glavna naloga je pretvorba mehanske energije toka vode v električno energijo. Ta naloga je dodeljena generatorju. Za nadzorovanje delovanja postaje, distribucijskih naprav in transformatorskih postaj se uporablja tudi dodatna oprema.

Pod sliko je prikazan shematski diagram HE.

Kot lahko vidite, vodni tok vrti turbino generatorja, ustvarja energijo, ga prenaša v transformator za pretvorbo, po katerem se prevaža preko prenosnega voda do dobavitelja.

Zmogljivosti

Obstajajo različne hidroelektrarne, ki jih lahko razdelimo glede na izhod:

1. Zelo močna - s proizvodnjo več kot 25 MW.
2. Srednje - s proizvodnjo do 25 MW.
3. Majhna - s proizvodnjo do 5 MW.

Moč hidroelektrarn odvisno predvsem od pretoka vode in učinkovitosti samega generatorja, ki se uporablja na njej. Toda tudi najučinkovitejša namestitev ne bo mogla proizvajati velike količine električne energije s šibko vodo. Prav tako je treba upoštevati, da zmogljivost hidroelektrarne ni konstantna. Zaradi naravnih vzrokov se lahko raven vode v jezu poveča ali zmanjša. Vse to vpliva na količino proizvedene električne energije.

Vloga jezu

Najbolj zapleten, velik in na splošno glavni element katere koli hidroelektrarne je jez. Nemogoče je razumeti, kaj je hidroelektrarna, ne da bi razumeli bistvo jezu. So ogromni mostovi, ki zadržujejo vodni tok. Glede na zasnovo se lahko razlikujejo: obstajajo gravitacijske, obokane in druge strukture, vendar je njihov cilj vedno enak - vodenje velikega količine vode. Zahvaljujoč jezu je mogoče koncentrirati stabilen in močan vodni tok, ki ga usmerja v turbinske lopatice, ki vrtijo generator. Po drugi strani pa proizvaja električno energijo.

Tehnologija

Kot že vemo, princip delovanja HE temelji na uporabi mehanske energije padajoče vode, ki jo nato s turbino in generatorjem pretvorimo v električno energijo. Turbine se lahko namestijo bodisi v jezu bodisi v bližini. V nekaterih primerih se uporablja cevovod, s katerim voda pod nivojem jezu prehaja pod visokim tlakom.

Kazalniki zmogljivosti katere koli hidroelektrarne so več: pretok vode in hidrostatična glava. Zadnja številka je določena z razliko v višini med začetno in končno točko prostega padanja vode. Pri izdelavi projekta postaje na enem od teh kazalnikov temeljijo na celotni strukturi.

Znane tehnologije proizvodnje električne energije omogočajo visoko učinkovitost pri pretvorbi mehanske energije v električno energijo. Včasih je večkrat višja od podobnih kazalnikov termoelektrarne. Takšna visoka učinkovitost je dosežena zaradi opreme, ki se uporablja na hidroelektrarni. Je zanesljiv in relativno enostaven za uporabo. Poleg tega je zaradi pomanjkanja goriva in dodelitve velike količine toplotne energije življenjska doba takšne opreme precej velika. Razčlenitve tukaj so izredno redke. Menijo, da je minimalna življenjska doba generatorjev in konstrukcij na splošno približno 50 let. Čeprav so danes tudi hidroelektrarne, ki so bile zgrajene v tridesetih letih prejšnjega stoletja, delujejo precej uspešno.

Hidroelektrarne Rusije

Do danes je na območju Rusije okoli 100 hidroelektrarn. Seveda je njihova moč drugačna, večina pa je postaja z nameščeno zmogljivostjo do 10 MW. Obstajajo tudi postaje, kot so Pirogovskaya ali Akulovskaya, ki so začeli obratovati leta 1937, njihova zmogljivost pa je le 0,28 MW.

Največje so Sayano-Shushenskaya in Krasnoyarsk HE z zmogljivostjo 6400 in 6000 MW. Sledi postaja:

1. Bratsk (4500 MW).
2. HE Ust-Ilimska (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Kljub številnim takšnim postajam proizvedejo samo 47.700 MW, kar je 20% celotnega obsega vse proizvedene energije v Rusiji.

Na koncu

Zdaj razumete načelo delovanja HE, ki pretvarja mehansko energijo pretakanja vode v električno energijo. Kljub precej preprosti ideji o pridobivanju energije je zaradi kompleksnosti opreme in novih tehnologij takšnih struktur težavno. Vendar pa v primerjavi z jedrske elektrarne resnično so primitivni.