1. Podstawowe komponenty i funkcje elektrowni wodnej
Tam (Bariéra rzeczna)
Funkcja: Tam jest kluczowym elementem elektrowni wodnej. Jego główną funkcją jest zablokowanie rzeki i stworzenie zbiornika wodnego. Poprzez podnoszenie poziomu wody gromadzi dużą ilość wody, co zwiększa potencjalną energię wody. Tam może kontrolować ilość wody powyżej zapory i regulować poziom wody oraz przepływ wypływu zbiornika zgodnie z wymaganiami produkcji energii oraz kompleksowymi potrzebami użytkowania wody i ochrony przed powodziami na dole biegu rzeki.
System doprowadzania i odprowadzania wody
Funkcja: Wlot znajduje się blisko dna tamy w zbiorniku wodnym. Jego rolą jest wprowadzenie wody z zbiornika do systemu produkcyjnego. Wlot zwykle posiada zasłony i sita. Zasłony mogą kontrolować dopływ wody, a sita chronią przed wpadaniem pływających obiektów (takich jak gałęzie, śmieci itp.) do systemu doprowadzania, aby uniknąć uszkodzenia urządzeń takich jak turbiny. System doprowadzania obejmuje tunele ciśnieniowe, rury doprowadzające itp. Transportuje wodę z wlotu do turbiny i w tym procesie wykorzystuje spadek, aby woda miała wystarczające ciśnienie i prędkość. Na przykład, w niektórych małych elektrowniach wodnych w górskich dolinach, woda jest prowadzona z zbiornika do elektrowni położonej w dół biegu przez długie tunele ciśnieniowe.
Turbina
Funkcja: Turbina to kluczowe urządzenie, które przekształca energię przepływu wody w energię mechaniczną. Gdy woda o określonym ciśnieniu i prędkości uderza w wirnik turbiny, wirnik zaczyna się obracać. W zależności od typu turbiny (np. turbina Francis'a, turbina Kaplan'a, turbina rurkowa itp.), struktura wirnika i sposób działania wody na niego są różne, ale podstawowy zasąd polega na wykorzystaniu kinetycznej i potencjalnej energii wody do napędzenia wirnika. Na przykład, turbina Francis'a jest odpowiednia dla elektrowni wodnych o średnim i wysokim spadku. Jej wirnik może efektywnie przekształcać energię wody w energię mechaniczną pod wpływem przepływu wody, napędzając generator do generowania prądu.
Generator
Funkcja: Generator jest bezpośrednio połączony z turbiną, a jego funkcją jest przekształcenie energii mechanicznej wydzielanej przez turbinę w energię elektryczną. Zasada działania generatora opiera się na prawie indukcji elektromagnetycznej. Gdy turbina napędza rotor generatora w polu magnetycznym, indukowane jest napięcie w cewkach stojana, co prowadzi do generowania prądu przemiennego. Na przykład, w dużych elektrowniach wodnych, pojedyncza jednostka generatora może osiągnąć moc kilkuset tysięcy kilowatów, efektywnie przekształcając mechaniczną energię turbiny w wysokie napięcie, dużą moc energetyczną do długodystansowego transportu energii.
Kanał odpływu i ujście
Funkcja: Kanał odpływu to kanał, przez który woda odprowadzana z turbiny płynie. Przewodzi wodę do dolnego biegu rzeki. Ujście to punkt połączenia między kanałem odpływu a dolnym biegiem rzeki. Przez ujście woda jest odprowadzana z powrotem do rzeki. W trakcie tego procesu należy zapewnić, aby odprowadzanie wody nie powodowało negatywnych skutków, takich jak erozja, na dolnym biegu rzeki, a także uwzględnić wymagania środowiskowe, aby utrzymać ekologiczny przepływ rzeki. Na przykład, niektóre elektrownie wodne zakładają urządzenia rozpraszające energię, takie jak baseny spoczynkowe, w ujściu, aby zmniejszyć prędkość wody i uniknąć uszkodzenia denna rzeki i brzegów.
Elektrownia wodna Itaipu (Brazylia i Paragwaj)
Elektrownia wodna Itaipu znajduje się na rzece Parana i jest dużą elektrownią wodną zbudowaną wspólnie przez Brazylię i Paragwaj. Tama to betonowa pusta tama grawitacyjna o wysokości 196 metrów i całkowitej pojemności magazynowej 290 miliardów metrów sześciennych. Elektrownia wodna Itaipu ma 18 hydroenergetycznych jednostek produkcyjnych o pojedynczej mocy 700 000 kilowatów, a jej całkowita moc zainstalowana wynosi 1 260 000 kilowatów. Dostarcza duże ilości energii elektrycznej dla Brazylii i Paragwaju, odgrywając ważną rolę w zaopatrzeniu energetycznym Ameryki Południowej, a także wspierając lokalny rozwój gospodarczy i infrastrukturę.
Elektrownia wodna Aswan (Egipt)
Elektrownia wodna Aswan jest zbudowana na Nilu i jest ważną infrastrukturą energetyczną Egiptu. Tama to gliniana tama z rdzeniem skalnym o wysokości 111 metrów i pojemności magazynowej zbiornika 1 689 miliardów metrów sześciennych. Elektrownia wodna Aswan ma moc zainstalowaną 2 100 000 kilowatów. Jej budowa ma daleko idące znaczenie dla zaopatrzenia w energię elektryczną, nawadniania rolniczego i ochrony przed powodziami w Egipcie. Kontrolując ilość wody w Nilu, elektrownia wodna Aswan zapewnia wodę nawadniającą dla rolnictwa w Egipcie, a także dostarcza stabilnej energii elektrycznej dla przemysłu i życia mieszkańców Egiptu.
