1. Osnovne komponente in funkcije hidroelektrarne
Napora (rečna prepreka)
Funkcija: Napora je ključna komponenta hidroelektrarne. Njena glavna funkcija je zastaviti reko in ustvariti bazen. Z dvigom vodne ravnine shranjuje veliko količino vode, s tem povečuje potencialno energijo vode. Napora lahko nadzira količino vode na gornjem toku in prilagaja vodno raven ter iztok bazena glede na zahteve za proizvodnjo elektrike in širša potreba po uporabi vode in poplavnem varstvu na spodnjem toku.
Vhodni sistem in odvodenje vode
Funkcija: Vhodni sistem se nahaja blizu dna napore v bazenu. Njegova vloga je voditi vodo iz bazena v sistem za proizvodnjo elektrike. Vhodni sistem običajno vključuje vrata in odpadne mreže. Vrata lahko nadzirajo tok vode, odpadne mreže pa preprečijo, da plavajoče predmeti v vodi (na primer grme, odpadki itd.) vstopijo v sistem odvoda, da bi se izogibali poškodovanju opreme, kot so turbine. Sistem odvoda vključuje tlakotokove, vodne cevi itd. Prenese vodo iz vhodnega sistema do turbine in med postopkom izkoristi padec, da bi voda imela dovolj tlaka in hitrosti. Na primer, v nekaterih majhnih hidroelektrarnah v visokogorskih dolinah voda teče iz bazena do elektrarne, ki se nahaja daleč podaljšev od naporov, skozi daljnje tlakotokove.
Turbina
Funkcija: Turbina je osrednja oprema, ki pretvori energijo vodnega toka v mehansko energijo. Ko voda z določenim tlakom in hitrostjo udeleži roter turbo, ta se začne vrteti. Odvisno od vrste turbine (na primer Francis, Kaplan, cevna turbina itd.), struktura rotora in način, kako voda deluje na njega, so različni, a osnovni princip je uporaba kinetične in potencialne energije vode, da se roter vrti. Na primer, Francisova turbina je primerna za srednje in visoke glave hidroelektrarn. Njen roter lahko učinkovito pretvori energijo vode v mehansko energijo pod vplivom vodnega toka, kar poganja generator, da proizvede elektriko.
Generator
Funkcija: Generator je neposredno povezan s turbinom, njegova funkcija je pretvoriti mehansko energijo, ki jo izda turbina, v električno energijo. Delovanje generatorja temelji na zakonu elektromagnetske indukcije. Ko turbina poganja rotor generatorja, da se vrti v magnetnem polju, bo v statornih navojih inducirana elektromotorna sila, s tem proizvede strmi tok. Na primer, v velikih hidroelektrarnah lahko enotska kapaciteta generatorja doseže več sto tisoč kilovat, učinkovito pretvarja mehansko energijo turbine v visokonapetostno, velikokapacitetno električno energijo za dolgočasno prenos elektrike.
Izhodni kanal in iztok
Funkcija: Izhodni kanal je kanal, skozi katerega teče voda, ki je izvršena iz turbine. Usmerna vodo v rečni kanal na spodnjem toku. Iztok je povezovalna točka med izhodnim kanalom in rečnim kanalom na spodnjem toku. Skozi iztok se voda odpusti nazaj v reko. Med postopkom je treba zagotoviti, da odpustanje ne povzroči negativnih učinkov, kot je erozija rečnega kanala na spodnjem toku, in morajo biti upoštevani tudi ekološki zahtevi, da bi se ohranil ekološki tok reke. Na primer, nekatere hidroelektrarne namestitijo energetske disipacijske naprave, kot so mirne bazeni, na iztoku, da počasi vodni tok in preprečijo poškodovanje dna in bregov reke na spodnjem toku.
Hidroelektrarna Itaipu (Brazilija in Paragvaj)
Hidroelektrarna Itaipu se nahaja na reki Paraná in je velika hidroelektrarna, ki jo je skupaj zgradila Brazilija in Paragvaj. Napora je betonska duta gravitacijska napora z višino 196 metrov in celotno shrambo 290 milijard kubičnih metrov. Hidroelektrarna Itaipu ima 18 hidroelektričnih generirnih enot z enotsko kapaciteto 700.000 kilovat, njena skupna nameščena kapaciteta pa je 1.260.000 kilovat. Štipelj proizvaja veliko količino elektrike za Brazilijo in Paragvaj, igra pomembno vlogo v oskrbi z energijo Južne Amerike in spodbuja lokalni gospodarski razvoj in infrastrukturno gradnjo.
Hidroelektrarna Aswan (Egipt)
Hidroelektrarna Aswan je zgrajena na reki Nil in je pomembna energetska infrastruktura Egipta. Napora je glinskojedrska kamnita napora z višino 111 metrov in shrambo bazena 1.689 milijard kubičnih metrov. Hidroelektrarna Aswan ima nameščeno kapaciteto 2.100.000 kilovat. Njena gradnja ima daleč dosegleče pomembnost za oskrbo z elektriko, poljedelsko navodnjavo in poplavnim varstvom v Egiptu. S kontrolo količine vode v reki Nil omogoča hidroelektrarna Aswan poljedelsko navodnjavo v Egiptu in zagotavlja stabilno elektriko za egiptovske industrije in življenje prebivalcev.
