Wasserkraftwerk | Bau, Funktionsweise und Geschichte des Wasserkraftwerks

In der Wasserkraftstation wird die kinetische Energie, die durch die Schwerkraft beim Fallen von Wasser von einem höheren zum niedrigeren Pegel entsteht, genutzt, um eine Turbine zur Erzeugung von Elektrizität zu drehen. Die potenzielle Energie, die im Wasser auf dem oberen Pegel gespeichert ist, wird als kinetische Energie freigesetzt, wenn es zum unteren Pegel fällt. Diese Turbine dreht sich, wenn das fallende Wasser die Turbinenschaufeln trifft. Um einen Pegelunterschied des Wassers zu erreichen, werden Wasserkraftwerke in der Regel in gebirgigen Gebieten errichtet. Im Flussweg in gebirgigen Gebieten wird ein künstlicher Damm errichtet, um den erforderlichen Wasserpegel zu schaffen. Von diesem Damm wird das Wasser in kontrollierter Weise zu den Turbinenschaufeln fließen lassen. Dadurch dreht sich die Turbine aufgrund der Kraft, die auf ihre Schaufeln ausgeübt wird, und daher dreht sich auch der Generator, da die Turbinenwelle mit der Generatorwelle gekoppelt ist.
Der Hauptvorteil eines Kraftwerks besteht darin, dass es keine Brennstoffe benötigt. Es benötigt nur den Wasserpegel, der nach dem Bau des erforderlichen Damms natürlicherweise verfügbar ist.

Kein Brennstoff bedeutet keine Brennstoffkosten, keine Verbrennung, keine Abgasbildung und keine Luftverschmutzung. Aufgrund des Fehlens von Brennstoffverbrennung ist das Wasserkraftwerk selbst sehr sauber. Darüber hinaus verursacht es keine Luftverschmutzung. Auch vom Standpunkt der Konstruktion aus ist es einfacher als jedes thermische oder Kernkraftwerk.
Die Baukosten eines Wasserkraftwerks können aufgrund des Baus eines riesigen Damms über den fließenden Fluss höher sein als die anderer konventioneller thermischer Kraftwerke. Die Ingenieurkosten zusätzlich zu den Baukosten sind in einem Wasserkraftwerk ebenfalls hoch. Ein weiterer Nachteil dieses Kraftwerks ist, dass es nicht überall nach Belieben an Lastzentren errichtet werden kann.
Daher sind lange Übertragungsleitungen erforderlich, um die erzeugte Energie zu den Lastzentren zu übertragen.
Die Übertragungskosten können daher ziemlich hoch sein.

Trotzdem kann das im Damm gespeicherte Wasser auch für Bewässerung und ähnliche Zwecke genutzt werden. Manchmal kann durch den Bau eines solchen Damms im Flussweg gelegentliche Überschwemmungen im Unterlauf des Flusses signifikant reduziert werden.

Es sind nur sechs primäre Komponenten erforderlich, um ein Wasserkraftwerk zu bauen. Dies sind Damm, Drucktunnel, Schwellbehälter, Ventilhaus, Leitung und Maschinenhaus.

Der Damm ist eine künstliche Betonbarriere, die quer zum Flussweg errichtet wird. Das Sammelgebiet hinter dem Damm schafft ein riesiges Wasserspeicherbecken.
Der Drucktunnel führt das Wasser vom Damm zum Ventilhaus.
Im Ventilhaus gibt es zwei Arten von Ventilen. Das erste ist das Hauptschlüsselventil und das zweite ist ein automatisches Absperreventil. Die Schlüsselventile regeln das Wasser, das zum Unterlauf fließt, und die automatischen Absperreventile stoppen den Wasserfluss, wenn die elektrische Last plötzlich vom Kraftwerk abgeworfen wird. Das automatische Absperreventil ist ein Schutzventil, das keine direkte Rolle bei der Steuerung des Wasserflusses zur Turbine spielt. Es arbeitet nur im Notfall, um das System vor Ausbrüchen zu schützen.

Die Leitung ist eine Stahlleitung mit passendem Durchmesser, die zwischen dem Ventilhaus und dem Maschinenhaus verbunden ist. Das Wasser fließt vom oberen Ventilhaus zum unteren Maschinenhaus nur durch diese Leitung.
Im Maschinenhaus befinden sich Wasserkraftturbinen und Generatoren mit zugehörigen Transformatorn und Schaltanlagen, um Elektrizität zu erzeugen und deren Übertragung zu erleichtern.
Zuletzt kommen wir zum Schwellbehälter. Der Schwellbehälter ist auch ein Schutzzubehör, das mit dem Wasserkraftwerk verbunden ist. Er befindet sich direkt vor dem Ventilhaus. Die Höhe des Behälters muss größer sein als der Pegel des im Wasserspeicher hinter dem Damm gespeicherten Wassers. Dies ist ein offener Wasserspeicher.

Der Zweck dieses Behälters ist es, die Leitung vor Ausbrüchen zu schützen, wenn die Turbine plötzlich kein Wasser mehr nimmt. Am Eingangspunkt der Turbinen gibt es Turbinentore, die von Reglern gesteuert werden. Der Regler öffnet oder schließt die Turbinentore je nach Schwankungen der elektrischen Last. Wenn die elektrische Last plötzlich vom Kraftwerk abgeworfen wird, schließt der Regler die Turbinentore, und das Wasser wird in der Leitung blockiert. Das plötzliche Stoppen des Wassers kann zu ernsthaften Ausbrüchen der Leitung führen. Der Schwellbehälter absorbiert diesen Gegendruck, indem er das Wasserniveau in diesem Behälter schwanken lässt.

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