1. Основні компоненти та функції гідроелектростанції
Причала (річковий бар'єр)
Функція: Причала є ключовим компонентом гідроелектростанції. Її основна функція полягає у заблокуванні річки і створенні водохранилища. Підвищуючи рівень води, вона зберігає велику кількість води, таким чином збільшуючи потенційну енергію води. Причала може контролювати кількість води нагорі і регулювати рівень води та виток з водохранилища відповідно до потреб виробництва електроенергії, а також комплексних потреб використання води та підтримки паводків нижче по течії.
Система забору та розведення води
Функція: Забір розташований біля дна причали в водохранилищу. Його роль полягає у введенні води з водохранилища в систему виробництва електроенергії. Забір зазвичай має шлюзи та решітки. Шлюзи можуть контролювати приток води, а решітки можуть запобігати потраплянню плавучих предметів (таких як гілки, сміття тощо) в систему розведення, щоб уникнути пошкодження обладнання, такого як турбіни. Система розведення включає напорні тунелі, трубопроводи тощо. Вона транспортує воду від забору до турбіни, і в процесі цьому використовує спад, щоб вода мала достатній тиск і швидкість. Наприклад, в деяких малих гідроелектростанціях в горних долинах, вода проводиться з водохранилища до електростанції, розташованої нижче по течії, через довгі напорні тунелі.
Турбіна
Функція: Турбіна є ключовим обладнанням, яке перетворює енергію водного потоку на механічну енергію. Коли вода з певним тиском і швидкістю ударяється про ротор турбіни, ротор починає обертатися. В залежності від типу турбіни (таких як турбіна Френсіса, турбіна Каплана, трубна турбіна тощо), структура ротора та спосіб дії води на нього різні, але основний принцип полягає в тому, щоб використовувати кінетичну та потенційну енергію води, щоб заставити ротор обертатися. Наприклад, турбіна Френсіса підходить для середньо-високоголових гідроелектростанцій. Її ротор може ефективно перетворювати енергію води на механічну енергію під дією водного потоку, що приводить до генерації електроенергії.
Генератор
Функція: Генератор безпосередньо з'єднаний з турбіною, і його функція полягає в перетворенні механічної енергії, виробленої турбіною, на електричну енергію. Принцип роботи генератора базується на законі електромагнітної індукції. Коли турбіна приводить ротор генератора до обертання в магнітному полі, в статорних обмотках виникає електродвижуча сила, що призводить до генерації чергового струму. Наприклад, в великих гідроелектростанціях, єдиної єдиниці генератор може досягати кількох сотень тисяч кіловатт, ефективно перетворюючи механічну енергію турбіни на високовольтажну, великій місткості електричну енергію для довговідстаневої передачі електроенергії.
Відпливний канал та випуск
Функція: Відпливний канал є каналом, через який вода, випущена з турбіни, випливає. Він направляє воду до річкового канала нижче по течії. Випуск є точкою з'єднання між відпливним каналом і річковим каналом нижче по течії. Через випуск вода повертається до річки. У процесі цього необхідно забезпечити, щоб відток не викликав небажаних наслідків, таких як розмивання річкового канала нижче по течії, а також врахувати вимоги до екологічного середовища, щоб підтримувати екологічний потік річки. Наприклад, деякі гідроелектростанції встановлюють засоби зниження енергії, такі як затишні басейни, на випуску, щоб знизити швидкість води і уникнути пошкодження річкового дна та берегів нижче по течії.
Гідроелектростанція Ітайпу (Бразилія та Парагвай)
Гідроелектростанція Ітайпу розташована на річці Парана і є великою гідроелектростанцією, побудованою разом Бразилією та Парагваєм. Причала є бетонною порожньою гравітаційною причалою з висотою 196 метрів і загальною місткістю зберігання 290 мільярдів кубічних метрів. Гідроелектростанція Ітайпу має 18 гідроелектрогенераторних одиниць з єдиною місткістю 700 000 кіловатт, і її загальна встановлена місткість становить 1 260 000 кіловатт. Вона надає велику кількість електроенергії Бразилії та Парагваю, відіграючи важливу роль у забезпеченні енергією Південної Америки, а також сприяючи місцевому економічному розвитку та будівництву інфраструктури.
Гідроелектростанція Асуан (Єгипет)
Гідроелектростанція Асуан побудована на річці Ніл і є важливою енергетичною інфраструктурою Єгипту. Причала є глиноземно-кам'яною заповнювальною причалою з висотою 111 метрів і місткістю зберігання водохранилища 1 689 мільярдів кубічних метрів. Гідроелектростанція Асуан має встановлену місткість 2 100 000 кіловатт. Її будівництво має далекосяжне значення для забезпечення електроенергією, ороснівельними водами та підтримки паводків в Єгипті. Контролюючи кількість води в річці Ніл, гідроелектростанція Асуан забезпечує ороснівельну воду для Єгипту та також надає стабільну електроенергію для промисловості та життя населення Єгипту.
