Wat zijn de basiscomponenten en -functies van een waterkrachtcentrale?

1. Basiscomponenten en functies van een waterkrachtcentrale

Dam (rivierbarrière)

Functie: De dam is een cruciaal onderdeel van een waterkrachtcentrale. Haar belangrijkste functie is om de rivier te blokkeren en een stuwmeer te vormen. Door het waterpeil te verhogen, wordt een grote hoeveelheid water opgeslagen, waardoor de potentiele energie van het water toeneemt. De dam kan de hoeveelheid water stroomopwaarts controleren en het waterpeil en de afvoer van het stuwmeer regelen volgens de eisen voor elektriciteitsproductie en de algemene behoeften aan watergebruik en overstromingsbestrijding stroomafwaarts.

Inlaat- en afleidingsysteem

Functie: De inlaat bevindt zich dicht bij de bodem van de dam in het stuwmeer. Zijn rol is om het water uit het stuwmeer in te voeren in het elektriciteitsproductiesysteem. De inlaat heeft meestal poorten en afvalroosters. De poorten kunnen de instroom van water regelen, en de afvalroosters voorkomen dat drijvende objecten in het water (zoals takken, afval, enz.) het afleidingsysteem binnendringen en schade aan apparatuur zoals turbines veroorzaken. Het afleidingsysteem omvat drukbuizen, leidingen, enz. Het transporteert het water van de inlaat naar de turbine en maakt tijdens dit proces gebruik van de hoogteverschillen om het water voldoende druk en snelheid te geven. Bijvoorbeeld, in sommige kleine waterkrachtcentrales in bergdalen wordt water via lange afstandsdrukbuizen vanuit het stuwmeer geleid naar de elektriciteitscentrale stroomafwaarts.

Turbine

Functie: De turbine is de kernapparatuur die de energie van de waterstroom omzet in mechanische energie. Wanneer water met een bepaalde druk en snelheid de runner van de turbine raakt, begint de runner te draaien. Afhankelijk van het type turbine (zoals Francis-turbine, Kaplan-turbine, buisturbine, enz.), verschilt de structuur van de runner en de manier waarop het water erop inwerkt, maar het basisprincipe is om de kinetische en potentiële energie van het water te gebruiken om de runner te laten draaien. Bijvoorbeeld, de Francis-turbine is geschikt voor middelgrote tot grote waterhoogtes. De runner kan de energie van het water efficiënt omzetten in mechanische energie onder invloed van de waterstroom, waarmee de generator elektriciteit genereert.

Generator

Functie: De generator is direct verbonden met de turbine, en zijn functie is om de mechanische energie die door de turbine wordt geproduceerd om te zetten in elektrische energie. Het werkingprincipe van de generator is gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie. Wanneer de turbine de rotor van de generator laat draaien in het magnetisch veld, wordt een elektromotieve kracht geïnduceerd in de statorwindingen, waardoor wisselstroom wordt opgewekt. Bijvoorbeeld, in grote waterkrachtcentrales kan de capaciteit van één eenheid van de generator enkele honderdduizenden kilowatt bereiken, wat de mechanische energie van de turbine efficiënt omzet in hoge spanning, grote capaciteit elektrische energie voor langeafstandsoverdracht.

Aftakelkanaal en uitwatering

Functie: Het aftakelkanaal is het kanaal waarlangs het water dat uit de turbine wordt ontslagen, wegloopt. Het leidt het water naar het stroomafwaartse rivierkanaal. De uitwatering is het aansluitpunt tussen het aftakelkanaal en het stroomafwaartse rivierkanaal. Via de uitwatering wordt het water teruggeleid naar de rivier. Tijdens dit proces moet worden verzekerd dat de afvoer geen nadelige effecten zoals erosie op het stroomafwaartse rivierkanaal veroorzaakt, en moeten ook de eisen voor de ecologische omgeving worden meegewogen om de ecologische stroom van de rivier te behouden. Bijvoorbeeld, sommige waterkrachtcentrales hebben energiedissipatiefaciliteiten, zoals kalmeringsbekkens, bij de uitwatering geplaatst om de watersnelheid te verminderen en schade aan de stroomafwaartse rivierbedding en -oevers te voorkomen.

Itaipu Waterkrachtcentrale (Brazilië en Paraguay)

De Itaipu Waterkrachtcentrale ligt op de Paraná-rivier en is een grote waterkrachtcentrale die gezamenlijk is gebouwd door Brazilië en Paraguay. De dam is een betonnen holle zwaartekrachtdam met een hoogte van 196 meter en een totale stuwcapaciteit van 290 miljard kubieke meter. De Itaipu Waterkrachtcentrale heeft 18 hydro-elektrische generatieeenheden met een eenheidecapaciteit van 700.000 kilowatt, en haar totale geïnstalleerde capaciteit is 1.260.000 kilowatt. Het levert een grote hoeveelheid elektriciteit voor Brazilië en Paraguay, speelt een belangrijke rol in de energievoorziening van Zuid-Amerika en bevordert ook de lokale economische ontwikkeling en infrastructuurontwikkeling.

Aswan Waterkrachtcentrale (Egypte)

De Aswan Waterkrachtcentrale is gebouwd op de Nijl en is een belangrijke energieinfrastructuur van Egypte. De dam is een klei-kern gesteentevervullingdam met een hoogte van 111 meter en een stuwcapaciteit van 1.689 miljard kubieke meter. De Aswan Waterkrachtcentrale heeft een geïnstalleerde capaciteit van 2.100.000 kilowatt. Haar bouw heeft verstrekkende betekenis voor de elektriciteitsvoorziening, landbouwirrigatie en overstromingsbestrijding in Egypte. Door de hoeveelheid water in de Nijl te controleren, zorgt de Aswan Waterkrachtcentrale voor de landbouwirrigatiewater voor Egypte en biedt ook stabiele elektriciteit voor de industrie en het dagelijks leven van de bewoners in Egypte.