1. Grundläggande komponenter och funktioner i en vattenkraftverksanläggning
Dam (flodbarriär)
Funktion: Dammen är en viktig komponent i ett vattenkraftverk. Dess huvudsakliga funktion är att blockera floden och skapa en reservoar. Genom att höja vattnets nivå lagras stora mängder vatten, vilket ökar vattnets potentialenergi. Dammen kan styra mängden vatten uppeströms och reglera reservoarens vattenstånd och utflöde beroende på krafthanteringens krav samt de sammanlagda behoven av vattenanvändning och översvämningskontroll nedströms.
Inlopp och ledningssystem
Funktion: Inloppet ligger nära botten av dammen i reservoaren. Dess uppgift är att leda in vatten från reservoaren till kraftproduktionssystemet. Inloppet har vanligtvis grindar och avskiljningsgaller. Grindarna kan kontrollera inflödet av vatten, och avskiljningsgaller förhindrar flytande föremål i vattnet (som grenar, skräp osv.) från att ta sig in i ledningssystemet för att undvika skada på utrustning som turbiner. Ledningssystemet inkluderar tryckkanaler, rörledningar osv. Det transporteras vatten från inloppet till turbinen och under denna process utnyttjas fallhöjden för att ge vattnet tillräcklig tryck och hastighet. Till exempel i vissa små vattenkraftverk i bergsdal, ledes vatten från reservoaren till kraftverket nedströms genom långdistans-tryckkanaler.
Turbin
Funktion: Turbinen är den centrala utrustningen som omvandlar vattnets energi till mekanisk energi. När vatten med ett visst tryck och hastighet påverkar turbinens löpning, börjar löpningen rotera. Beroende på typen av turbin (som Francis-turbin, Kaplan-turbin, rörsnittturbin osv.), är strukturen av löpningen och sättet på vilket vattnet verkar olika, men det grundläggande principen är att använda vattens kinetiska och potentialenergi för att driva löpningen att rotera. Till exempel är Francis-turbinen lämplig för vattenkraftverk med mellan- till hög fallhöjd. Dess löpning kan effektivt omvandla vattens energi till mekanisk energi under vattenströmningens påverkan, vilket driver generatorn att producera el.
Generator
Funktion: Generatoren är direkt ansluten till turbinen, och dess funktion är att omvandla den mekaniska energin som turbinen producerar till elektrisk energi. Generatorns arbetsprincip baseras på induktionslagen. När turbinen driver generatorns rotor att rotera i magnetfältet uppstår en elektromotorisk kraft i statorens vindningar, vilket genererar växelström. I stora vattenkraftverk kan kapaciteten per enhet nå flera hundra tusen kilowatt, vilket effektivt omvandlar turbinens mekaniska energi till högspännings-, stor-kapacitets elektrisk energi för långdistansöverföring.
Avloppskanal och utlopp
Funktion: Avloppskanalen är kanalen genom vilken vatten som släpps från turbinen flyter ut. Den leder vattnet till floden nedströms. Utloppet är anslutningspunkten mellan avloppskanalen och floden nedströms. Genom utloppet släpps vattnet tillbaka till floden. Under detta process måste man se till att avloppet inte orsakar negativa effekter som erosion på floden nedströms, och miljökraven ska också beaktas för att bibehålla flodens ekologiska flöde. Till exempel kommer vissa vattenkraftverk att installera energidissiperande anläggningar, som stillingdammar, vid utloppet för att sänka vattnets hastighet och undvika skador på flodens botten och stränder nedströms.
Itaipu vattenkraftverk (Brasilien och Paraguay)
Itaipu vattenkraftverket ligger längs Paraná-floden och är ett stort vattenkraftverk som Brasilien och Paraguay tillsammans byggt. Dammen är en betongtom gravitationsdam med en höjd på 196 meter och en total magasinering av 290 miljarder kubikmeter. Itaipu vattenkraftverket har 18 vattenkraftgenererande enheter med en kapacitet per enhet på 700 000 kilowatt, och dess totala installerade kapacitet är 1 260 000 kilowatt. Det ger en stor mängd el till Brasilien och Paraguay, spelar en viktig roll i Sydamerikas energiförsörjning och främjar också den lokala ekonomiska utvecklingen och infrastrukturens byggnad.
Aswan vattenkraftverk (Egypten)
Aswan vattenkraftverket är byggt längs Nil-floden och är en viktig energiinfrastruktur i Egypten. Dammen är en leklager-rockfyllningsdam med en höjd på 111 meter och en reservoarkapacitet på 1 689 miljarder kubikmeter. Aswan vattenkraftverket har en installerad kapacitet på 2 100 000 kilowatt. Dess konstruktion har långtgående betydelse för Egyptens elförsörjning, jordbruksirrigation och översvämningskontroll. Genom att kontrollera mängden vatten i Nil-floden säkerställer Aswan vattenkraftverket jordbruksirrigationsvatten för Egypten och tillhandahåller också stabil el för Egyptens industri och invånarnas liv.
