Ποια είναι τα βασικά συστατικά και λειτουργίες ενός υδροηλεκτρικού ηλεκτροπαραγωγής;

1. Βασικά Συσταδικά και Λειτουργίες μιας Υδροηλεκτρικής Σταθμού

Φράγμα (Εμπόδιο στον Ποταμό)

Λειτουργία: Το φράγμα είναι ένα βασικό συσταδικό της υδροηλεκτρικής σταθμού. Η κύρια λειτουργία του είναι να αποκλείει τον ποταμό και να δημιουργεί έναν σταθμό. Αυξάνοντας το επίπεδο του νερού, αποθηκεύει μεγάλο ποσό νερού, αυξάνοντας έτσι την δυναμική ενέργεια του νερού. Το φράγμα μπορεί να ελέγξει το ποσό νερού προς τα πάνω και να ρυθμίζει το επίπεδο και την εκρροή του σταθμού, σύμφωνα με τις ανάγκες παραγωγής ενέργειας, καθώς και τις συνολικές ανάγκες χρήσης νερού και προστασίας από πλημμύρες προς τα κάτω.

Σύστημα Εισόδου και Διαχωρισμού

Λειτουργία: Ο εισαγωγικός χώρος βρίσκεται κοντά στη βάση του φράγματος στον σταθμό. Η λειτουργία του είναι να εισάγει το νερό από τον σταθμό στο σύστημα παραγωγής ενέργειας. Ο εισαγωγικός χώρος συνήθως έχει πύλες και στροβίλια. Οι πύλες μπορούν να ελέγξουν την εισόδου του νερού, ενώ τα στροβίλια μπορούν να εμποδίσουν τα επιφανειακά αντικείμενα στο νερό (όπως κλάδοι, σκύβαλα, κλπ.) από το να εισέλθουν στο σύστημα διαχωρισμού, για να αποφευχθεί η βλάβη σεξείραντα όπως τουρμπίνες. Το σύστημα διαχωρισμού περιλαμβάνει υπότροχο και διαχωριστικές αγωγούς. Μεταφέρει το νερό από τον εισαγωγικό χώρο στην τουρμπίνα και, κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, εκμεταλλεύεται την πτώση για να δώσει στο νερό αρκετή πίεση και ταχύτητα. Για παράδειγμα, σε μερικές μικρές υδροηλεκτρικές σταθμούς σε βουνούς, το νερό εισάγεται από τον σταθμό στον παραγωγικό χώρο που βρίσκεται προς τα κάτω μέσω μακρινών υπότροχων.

Τουρμπίνα

Λειτουργία: Η τουρμπίνα είναι το κεντρικό εξοπλισμό που μετατρέπει την ενέργεια της ροής του νερού σε μηχανική ενέργεια. Όταν το νερό με συγκεκριμένη πίεση και ταχύτητα επιτείνει τον ροτόρα της τουρμπίνας, ο ροτόρας ξεκινά να περιστρέφεται. Ανάλογα με τον τύπο της τουρμπίνας (όπως η τουρμπίνα Francis, η τουρμπίνα Kaplan, η τουρμπίνα tubular, κλπ.), η δομή του ροτόρα και ο τρόπος που το νερό δρα είναι διαφορετικοί, αλλά η βασική αρχή είναι να χρησιμοποιήσει την κινητική και δυναμική ενέργεια του νερού για να οδηγήσει τον ροτόρα να περιστρέφεται. Για παράδειγμα, η τουρμπίνα Francis είναι κατάλληλη για μεσαίες και υψηλές υδροηλεκτρικές σταθμούς. Ο ροτόρας της μπορεί να μετατρέπει αποτελεσματικά την ενέργεια του νερού σε μηχανική ενέργεια υπό την επίδραση της ροής του νερού, οδηγώντας τον γεννήτρια να παράγει ηλεκτρική ενέργεια.

Γεννήτρια

Λειτουργία: Η γεννήτρια είναι συνδεδεμένη άμεσα με την τουρμπίνα, και η λειτουργία της είναι να μετατρέπει την μηχανική ενέργεια που παράγεται από την τουρμπίνα σε ηλεκτρική ενέργεια. Η λειτουργική αρχή της γεννήτριας βασίζεται στο νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Όταν η τουρμπίνα οδηγεί τον ροτόρα της γεννήτριας να περιστρέφεται στο μαγνητικό πεδίο, παράγεται ηλεκτροκινητική δύναμη στις στατικές πλεξίδες, παράγοντας εναλλασσόμενη ροή. Για παράδειγμα, σε μεγάλες υδροηλεκτρικές σταθμούς, η μοναδική ικανότητα της γεννήτριας μπορεί να φτάσει σε δεκάδες χιλιάδες κιλοβατ, μετατρέποντας αποτελεσματικά την μηχανική ενέργεια της τουρμπίνας σε υψηλής τάσης, μεγάλης ικανότητας ηλεκτρική ενέργεια για μακρινή μεταφορά.

Αποβολή και Έκβολη

Λειτουργία: Η αποβολή είναι ο χανάς μέσω του οποίου το νερό που εκβάλλεται από την τουρμπίνα εκβάλλεται. Οδηγεί το νερό στον χανάς του ποταμού. Η έκβολη είναι ο σημειακός σύνδεσης μεταξύ της αποβολής και του χανάς του ποταμού. Μέσω της έκβολης, το νερό αποδίδεται πίσω στον ποταμό. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, είναι απαραίτητο να εξασφαλίσετε ότι η απόβλητη διαχείριση δεν προκαλεί αρνητικές επιπτώσεις όπως η στρήνια στον χανάς του ποταμού, και θα πρέπει να ληφθούν υπόψη και οι απαιτήσεις του οικολογικού περιβάλλοντος για να διατηρηθεί η οικολογική ροή του ποταμού. Για παράδειγμα, μερικές υδροηλεκτρικές σταθμούς θα θέσουν εγκαταστάσεις απορρόφησης ενέργειας, όπως στάσιμες βάσεις, στην έκβολη για να επιβραδύνουν την ταχύτητα του νερού και να αποφύγουν τη βλάβη στον χανάς και τις παρακάμπτουσες των ποταμών.

Υδροηλεκτρική Σταθμός Itaipu (Βραζιλία και Παραγουάη)

Ο Υδροηλεκτρικός Σταθμός Itaipu βρίσκεται στον ποταμό Paraná και είναι ένας μεγάλος υδροηλεκτρικός σταθμός που χτίστηκε από κοινού από τη Βραζιλία και την Παραγουάη. Το φράγμα είναι ένα στερεό φράγμα βαρύτητας με ύψος 196 μέτρων και συνολική ικανότητα αποθέματος 290 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα. Ο Υδροηλεκτρικός Σταθμός Itaipu έχει 18 μονάδες παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας με μοναδική ικανότητα 700.000 κιλοβατ, και η συνολική εγκατεστημένη ικανότητα είναι 1.260.000 κιλοβατ. Παρέχει μεγάλο ποσό ηλεκτρικής ενέργειας για τη Βραζιλία και την Παραγουάη, παίζοντας σημαντικό ρόλο στην παροχή ενέργειας στη Νότια Αμερική και επίσης προωθώντας την τοπική οικονομική ανάπτυξη και την κατασκευή υποδομών.

Υδροηλεκτρικός Σταθμός Aswan (Αίγυπτος)

Ο Υδροηλεκτρικός Σταθμός Aswan χτίστηκε στον ποταμό Νείλιο και είναι μια σημαντική ενεργειακή υποδομή της Αιγύπτου. Το φράγμα είναι ένα φράγμα βαρύτητας με πυρήνα από πηλό και ύψος 111 μέτρων, με ικανότητα αποθέματος 1.689 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα. Ο Υδροηλεκτρικός Σταθμός Aswan έχει εγκατεστημένη ικανότητα 2.100.000 κιλοβατ. Η κατασκευή του έχει μακροπρόθεσμη σημασία για την παροχή ενέργειας, την γεωργική ειρωγή και την προστασία από πλημμύρες στην Αίγυπτο. Ελέγχοντας το ποσό νερού στον ποταμό Νείλιο, ο Υδροηλεκτρικός Σταθμός Aswan εξασφαλίζει το νερό για τη γεωργική ειρωγή της Αιγύπτου και παρέχει σταθερή ηλεκτρική ενέργεια για τη βιομηχανία και τη ζωή των κατοίκων της Αιγύπτου.