Bir hidroelektrik santralın temel bileşenleri ve fonksiyonları nelerdir?

1. Hidroelektrik Santralın Temel Bileşenleri ve Fonksiyonları

Baraj (Nehir Engeli)

Fonksiyon: Baraj, hidroelektrik santralin kritik bir bileşenidir. Ana işlevi nehirin yolunu keserek bir göl oluşturmak, su seviyesini yükselterek büyük miktarda suyu depolamak ve bu şekilde suyun potansiyel enerjisini artırmaktır. Baraj, yukarı akımındaki su miktarını kontrol edebilir ve güç üretim gerekliliklerine, aşağı akımındaki su kullanımı ve sel kontrolü gibi kapsamlı ihtiyaçlara göre gölün su seviyesini ve boşaltma akışını düzenleyebilir.

Alım ve Yönlendirme Sistemi

Fonksiyon: Alım, göldeki barajın dibine yakın yerleştirilmiştir. Göllerden gelen suyu güç üretim sistemine yönlendirmek için kullanılır. Alım genellikle kapılar ve çöp tarama rafalarına sahiptir. Kapılar su girişini kontrol ederken, çöp tarama rafaları su içindeki yüzen nesnelerin (örneğin, dallar, çöpler vb.) yönlendirme sisteminin içine girmesini önler, böylece türbin gibi ekipmanlara zarar vermesini önler. Yönlendirme sistemi basınç tüneli, presleme boruları vb. içerir. Bu sistem, alımdan türbine kadar suyu taşır ve bu süreçte suya yeterli basınç ve hız kazandırır. Örneğin, bazı yüksek dağ vadilerinde küçük hidroelektrik santrallerinde, su uzun mesafe baskı tüneli aracılığıyla gölden aşağı akımdaki güç üretim tesisine yönlendirilir.

Turbine

Fonksiyon: Turbine, su akışının enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren ana ekipmandır. Belirli bir basınca ve hıza sahip su, türbinin runner'ına çarptığında, runner dönmeye başlar. Türbin tipine (örneğin, Francis türbini, Kaplan türbini, tüblüler türbini vb.) bağlı olarak, runner yapısı ve suyun ona etki şekli farklı olabilir, ancak temel prensip suyun kinetik ve potansiyel enerjisini kullanarak runner'ı döndürmektir. Örneğin, Francis türbini, orta ila yüksek düşeyli hidroelektrik santralleri için uygundur. Su akışının etkisi altında, runner suyun enerjisini verimli bir şekilde mekanik enerjiye dönüştürerek jeneratörü elektrik üretmek üzere harekete geçirir.

Jenerator

Fonksiyon: Jenerator, doğrudan türbine bağlanır ve görevi, türbinden çıkan mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmektir. Jeneratorün çalışma prensibi elektromanyetik indüksiyon kanunu üzerine kuruludur. Turbine, jeneratörün rotorsunu manyetik alan içinde döndürdüğünde, stator sarımlarında bir elektromotif kuvvet induksiyonu oluşur, böylece değişken akım üretilir. Örneğin, büyük hidroelektrik santrallerde, jeneratörün tek bir ünitelerinin kapasitesi birkaç yüz bin kilovat ulaşabilir, türbinin mekanik enerjisini uzun mesafe güç iletimi için yüksek gerilimli, büyük kapasiteli elektrik enerjisine verimli bir şekilde dönüştürür.

Aşağı Akım Kanalı ve Boşaltma Noktası

Fonksiyon: Aşağı akım kanalı, türbinden çıkan suyun akan kanaldır. Suyu aşağı akımdaki nehre yönlendirir. Boşaltma noktası, aşağı akım kanalı ile bağlantıdır. Boşaltma noktasından su, nehre geri dökülür. Bu süreç sırasında, boşaltmanın aşağı akımdaki nehir kanalına aşınma gibi olumsuz etkileri olmaması gerekir ve aynı zamanda ekolojik akışın korunması için çevresel gereklilikler de göz önünde bulundurulmalıdır. Örneğin, bazı hidroelektrik santraller, boşaltma noktasında enerji dağılım tesisleri, örneğin durma havuzları, kurarak su hızını yavaşlatıp aşağı akımdaki nehir tabanı ve kıyılarına zarar vermemesi için tedbir alırlar.

Itaipu Hidroelektrik Santrali (Brezilya ve Paraguay)

Itaipu Hidroelektrik Santrali, Paraná Nehri üzerinde yer alıyor ve Brezilya ile Paraguay tarafından ortaklaşa inşa edilmiş büyük bir hidroelektrik santraldir. Baraj, 196 metre yüksekliğinde beton boşluklu çekirdekli agartma barajıdır ve toplam depolama kapasitesi 290 milyar metreküp'tür. Itaipu Hidroelektrik Santrali, 700.000 kilovat kapasiteli 18 hidroelektrik üniteye sahiptir ve toplam kurulu kapasitesi 1.260.000 kilovattır. Santral, Brezilya ve Paraguay'a büyük miktarda elektrik sağlar, Güney Amerika'nın enerji sağlama konusunda önemli bir rol oynar ve aynı zamanda yerel ekonomik gelişime ve altyapı inşasına katkıda bulunur.

Asvan Hidroelektrik Santrali (Mısır)

Asvan Hidroelektrik Santrali, Nil Nehri üzerinde inşa edilmiş ve Mısır'ın önemli bir enerji altyapısıdır. Baraj, 111 metre yüksekliğinde argil çekirdekli kayalık dolgu barajıdır ve gölün depolama kapasitesi 1.689 milyar metreküp'tür. Asvan Hidroelektrik Santrali, 2.100.000 kilovat kurulu kapasiteye sahiptir. İnşası, Mısır'ın elektrik sağlama, tarımsal sulama ve sel kontrolü açısından çok önemli bir anlama sahiptir. Nil Nehrindeki su miktarını kontrol ederek, Asvan Hidroelektrik Santrali Mısır'ın tarımsal sulama suyu ihtiyacını karşılar ve aynı zamanda Mısır'ın endüstrisi ve halkın yaşamına stabil elektrik sağlar.