Vandkraftværk | Konstruktion, funktion og historie af vandkraftværker

I en vandkraftværk anvendes den kinetiske energi, der opstår, når vand faldende fra et højere til et lavere niveau, til at dreje en turbine for at producere elektricitet. Den potentielle energi, der er lagret i vandet på det øvre vandniveau, frigives som kinetisk energi, når det falder ned til det lavere vandniveau. Turbinen drejer, når det faldende vand rammer turbinens blænder. For at opnå et hovedforskel i vandet, bygges vandkraftværker generelt i bjergområder. I floden i bjergområdet bygges en kunstig dæmning for at skabe det nødvendige vandhoved. Fra denne dæmning lades vand falde styrket mod nederstrømsretningen til turbinens blænder. Derved drejer turbinen på grund af vandets kraft på dens blænder, og dermed drejer alternatoren, da turbinens akse er forbundet med alternatorakset.

Hovedfordelet ved et elektricitetsværk er, at det ikke kræver brændstof. Det kræver kun vandhoved, som er naturligt tilgængeligt efter opførelsen af den nødvendige dæmning.

Ingen brændstof betyder ingen brændstofomkostninger, ingen forbrænding, ingen udledning af røg, og ingen forurening i atmosfæren. På grund af mangel på brændstofforbrænding er vandkraftværket selv meget pænt og rent. Ud over det producerer det ingen forurening i atmosfæren. Konstruktionsmæssigt er det også enklere end enhver termisk og kernekraftværk. Byggeomkostningerne for et vandkraftværk kan være højere end for andre konventionelle termiske kraftværker, på grund af opførelsen af en stor dæmning tværs over den flydende flod. Ingeniørarbejdets omkostninger udover byggeomkostningerne er også høje i et vandkraftværk. Et andet ulempe ved dette værk er, at det ikke kan bygges hvor som helst ift. belastningscentre. Derfor er lange transmissionslinjer nødvendige for at overføre den producerede strøm til belastningscentrene. Derved kan transmissionsomkostningerne være høje nok.

Til trods herfor kan det opbevarede vand i dæmningen også anvendes til irrigation og lignende formål. Nogle gange kan opførelsen af en sådan dæmning i flodens vej betydeligt kontrollere de tilfældige oversvømmelser nederstrøms.

Der er kun seks primære komponenter, der er nødvendige for at bygge et vandkraftværk. Disse er dæmning, trykstollen, surgetank, ventilhus, penstock, og kraftbygning.

Dæmningen er en kunstig betonbarriere, bygget tværs over flodens vej. Indsamlingsområdet bag dæmningen skaber et stort vandreservoir. Trykstollen tager vand fra dæmningen til ventilhuset. I ventilhuset findes der to typer ventil. Den første er hovedsluseventil, og den anden er en automatisk isoleringsventil. Sluseventiler kontrollerer vandet, der strømmer nedstrøms, og automatisk isoleringsventiler stopper vandstrømmen, når elektriske belastning pludselig fjernes fra anlægget. Automatisk isoleringsventil er en beskyttelsesventil, der ikke spiller nogen direkte rolle i kontrollen af vandfloden til turbinen. Den fungerer kun under nødsituationer for at beskytte systemet mod brud.

Penstock er en stålrør af passende diameter forbundet mellem ventilhuset og kraftbygningen. Vandet flyder ned fra det øvre ventilhus til den nedre kraftbygning gennem denne penstock. I kraftbygningen findes der vandturbiner og alternatorer med tilhørende spændingsstigninger og switchgear-systemer for at generere og derefter facilitere transmission af elektricitet. Til sidst kommer vi til surgetanken. Surgetanken er også en beskyttelses-tilbehør forbundet med vandkraftværk. Den er placeret lige før ventilhuset. Tankens højde skal være større end hovedhøjden af det opbevarede vand i vandreservoaret bag dæmningen. Dette er en åben top vandtank.

Formålet med denne tank er at beskytte penstocken mod brud, når turbinen pludselig nægter at tage vand. Ved indgangen til turbinerne findes der turbinge styret af reguleringsmekanismer. Reguleringsmekanismen åbner eller lukker turbingene i henhold til fluktuationen i elektriske belastning. Hvis elektriske belastning pludselig fjernes fra anlægget, lukker reguleringsmekanismen turbingene, og vandet blokeres i penstocken. Pludselig stop af vand kan forårsage alvorlig brud i penstockrør. Surgetanken absorberer denne returtryk ved at svinge vandniveauet i denne tank.

Erklæring: Respekter originalen, godt indhold fortjener at deles, hvis der er krænkelse kontakt os for sletning.