نیروگاه برق آبی | ساخت و عملکرد و تاریخچه نیروگاه برق آبی

در نیروگاه برق آبی انرژی جنبشی که به دلیل گرانش در آب می‌افتد از سطح بالاتر به پایین‌تر استفاده می‌شود تا یک توربین را برای تولید برق چرخاند. انرژی پتانسیل ذخیره شده در آب در سطح بالاتر، وقتی به سطح پایین‌تر می‌افتد به عنوان انرژی جنبشی آزاد می‌شود. این توربین زمانی چرخانده می‌شود که آب می‌افتد و بر روی پرهای توربین ضربه می‌زند. برای دستیابی به تفاوت ارتفاع آب نیروگاه برق آبی معمولاً در مناطق کوهستانی ساخته می‌شوند. در مسیر رودخانه در مناطق کوهستانی، سد مصنوعی ساخته می‌شود تا ارتفاع آب لازم ایجاد شود. از این سد آب به صورت کنترل شده به سمت پایین و به پرهای توربین می‌آید. بنابراین، توربین به دلیل نیروی آب که به پرهای آن وارد می‌شود چرخانده می‌شود و در نتیجه ژنراتور نیز چرخانده می‌شود چرا که محور توربین با محور ژنراتور متصل است.
مزیت اصلی یک نیروگاه برق این است که نیاز به سوخت ندارد. تنها نیاز به ارتفاع آب دارد که پس از ساخت سد لازم طبیعی موجود است.

عدم نیاز به سوخت به معنای عدم هزینه سوخت، عدم سوزش، عدم تولید گازهای دودکشی و عدم آلودگی اتمسفر است. به دلیل عدم سوزش سوخت، نیروگاه برق آبی خود بسیار تمیز و پاک است. علاوه بر این، هیچ آلودگی ای به اتمسفر تولید نمی‌کند. از نظر ساختاری نیز ساده‌تر از هر گونه نیروگاه حرارتی و نیروگاه هسته‌ای است.
هزینه ساخت یک نیروگاه برق آبی ممکن است بیشتر از نیروگاه‌های حرارتی معمولی باشد به دلیل ساخت یک سد عظیم در مسیر رودخانه. هزینه مهندسی به علاوه هزینه ساخت نیز در یک نیروگاه برق آبی بالاست. یکی دیگر از معایب این نیروگاه این است که نمی‌تواند در هر جایی بر اساس مراکز بار ساخته شود.
بنابراین، خطوط انتقال بلند برای انتقال برق تولید شده به مراکز بار لازم است.
پس هزینه انتقال ممکن است کافی باشد.

با این حال، آب ذخیره شده در سد می‌تواند برای آبیاری و هر نوع مقصد مشابه دیگری استفاده شود. گاهی اوقات با ساخت چنین سدی در مسیر رودخانه، سیل‌های دوره‌ای در پایین‌دست رودخانه به طور قابل توجهی کنترل می‌شوند.

فقط شش مولفه اصلی برای ساخت یک نیروگاه برق آبی لازم است. این مولفه‌ها شامل سد، تونل فشار، مخزن اضافی، خانه دریچه، خط لوله فشار و ساختمان تولید هستند.

سد یک مانع بتونی مصنوعی است که در مسیر رودخانه ساخته می‌شود. منطقه گیرآوری پشت سد یک مخزن آب عظیم ایجاد می‌کند.
تونل فشار آب را از سد به خانه دریچه می‌برد.
در خانه دریچه، دو نوع دریچه موجود است. اولی دریچه اصلی و دومی دریچه جداکننده خودکار است. دریچه‌های اصلی کنترل جریان آب به پایین‌دست را انجام می‌دهند و دریچه‌های جداکننده خودکار جریان آب را وقتی بار الکتریکی به طور ناگهانی از نیروگاه حذف می‌شود متوقف می‌کنند. دریچه جداکننده خودکار یک دریچه محافظ است که نقش مستقیمی در کنترل جریان آب به توربین ندارد. فقط در مواقع اضطراری برای محافظت از سیستم از خرابی عمل می‌کند.

خط لوله فشار یک لوله فولادی با قطر مناسب است که بین خانه دریچه و ساختمان تولید متصل می‌شود. آب از خانه دریچه بالایی به ساختمان تولید پایینی فقط از طریق این خط لوله می‌آید.
در ساختمان تولید توربین‌های آبی و ژنراتورها با سیستم‌های ترانسفورماتور بالا رسان و تجهیزات سوئیچگیری برای تولید و سپس تسهیل انتقال برق وجود دارد.
در نهایت، به مخزن اضافی می‌رسیم. مخزن اضافی نیز یک لوازم محافظ مرتبط با نیروگاه برق آبی است. این مخزن قبل از خانه دریچه قرار دارد. ارتفاع مخزن باید بیشتر از ارتفاع آب ذخیره شده در مخزن آب پشت سد باشد. این یک مخزن آب با بالا باز است.

هدف این مخزن محافظت از خط لوله از پارگی وقتی که توربین به طور ناگهانی آب را نمی‌گیرد است. در نقطه ورود توربین‌ها، دریچه‌های توربین وجود دارند که توسط گاورنر کنترل می‌شوند. گاورنر دریچه‌های توربین را بر اساس نوسان بار الکتریکی باز یا بسته می‌کند. اگر بار الکتریکی به طور ناگهانی از نیروگاه حذف شود، گاورنر دریچه‌های توربین را می‌بندد و آب در خط لوله مسدود می‌شود. توقف ناگهانی آب می‌تواند باعث پارگی خط لوله شود. مخزن اضافی این فشار عقب را با تغییر سطح آب در این مخزن جذب می‌کند.

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاشتن دارند، اگر تخلفی وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.