מהי תחנת כוח הידרואלקטרית?

מהו תחנת כוח הידרואלקטרית?

הגדרת תחנת כוח הידרואלקטרית

תחנת כוח הידרואלקטרית מוגדרת כמתקן שמייצר חשמל באמצעות האנרגיה הקינטית של מים נופלים המסתובבים טורבינה.

בתחנת כוח הידרואלקטרית, האנרגיה הקינטית שנוצרת עקב כוח הכובד במים שנופלים מהגבהה גבוהה לגובה נמוך יותר מנוצלת לסיבוב טורבינה לייצור חשמל. האנרגיה הפוטנציאלית המאוחסנת במים בגובה מים גבוה שוחררת כאנרגיה קינטית כאשר היא נופלת לגובה מים נמוך. הטורבינה מסתובבת כאשר המים הנופלים פוגעים בלהבי הטורבינה. כדי להשיג הפרש גבהים של מים, תחנות כוח הידרואלקטריות בנויות בדרך כלל באזורים הרריים. לאורך הנהר באזורים הרריים, מגדירים סכר מלאכותי כדי ליצור את הפרש הגבהים הנדרש של המים. מהסכר מאפשרים למים לנפול בצורה מבוקרת לכיוון הלאה אל להבי הטורבינה. כתוצאה מכך, הטורבינה מסתובבת עקב כוח המים שמופעל על להבי הטורבינה ולכן המחליק מסתובב מאחר והציר של הטורבינה מחובר לשיר השיניים.

היתרון העיקרי של תחנת כוח הידרואלקטרית הוא שהיא אינה צריכה כל דלק. היא זקוקה רק להפרש גבהים של מים, שאפשרי באופן טבעי לאחר בניית הסכר.

אין דלק פירושו אין עלות דלק, אין שריפה, אין גזים עיליים ואין זיהום. זה הופך את תחנות הכוח ההידרואלקטריות לנקיות וידידותיות לסביבה. הן גם פשוטות לבנייה בהשוואה לתחנות כוח תרמיות ונוקלאריות.

בניית תחנת כוח הידרואלקטרית יכולה להיות יקרה יותר מתחנת כוח תרמית בשל עלות בניית סכר גדול. עלויות הנדסה גם הן גבוהות. בנוסף, לא ניתן לבנות תחנות הידרואלקטריות במקום כלשהו; הן צריכות מקומות ספציפיים, לעתים קרובות רחוק מהמרכזים של עומס.

לכן, דרושות קווי העברה ארוכים כדי להעביר את החשמל הנוצר למרכזים של עומס.כפי כן עלות ההעברה יכולה להיות גבוהה מספיק.

למרות זאת, המים המאוחסנים בסכר יכולים גם לשמש להשקיה ומשימות דומות אחרות. לפעמים, באמצעות יצירת סכר כזה לאורך הנהר, ניתן לשלוט באופן משמעותי בשיטפונות אקראיים בחלק התחתון של הנהר.

ישנם רק שש רכיבים ראשיים נדרשים לבניית תחנת כוח הידרואלקטרית. אלה הם סכר, מנהרה תחת לחץ, מכל צונאמי, בית ולבות, צינור מנהרה ובניין הכוח.

הסכר הוא מחסום בטון מלאכותי המבנה על פני הנהר. אזור הדренאז' מאחורי הסכר יוצר מאגר מים עצוםהמנהרה תחת לחץ מעבירה מים מהסכר לבית ולבות.

בבית ולבות יש שני סוגים של ולבות זמינים. הראשון הוא ולבה ראשית ושנייה היא ולבה מבודדת אוטומטית. ולבות הראשיות משלטות במים הזורמים לכיוון הלאה ואילו ולבות המבודדות אוטומטית מפסיקות את זרימת המים כאשר העומס החשמלי מושלך לפתע מהמתקן. ולבה מבודדת אוטומטית היא ולבה מגן שאין לה תפקיד ישיר בשליטה על זרימת המים לטורבינה. היא פועלת רק במצבי חירום כדי להגן על המערכת מהתפרצות.

הצינור המנהרה הוא צינור פלדה המחבר את בית ולבות לבניין הכוח. המים זורמים דרך הצינור המנהרה מבית ולבות לבניין הכוח.בבניין הכוח יש טורבינות מים ומחליקים עם מערכות טרנספורטורים ומערכת מתגים להפקת חשמל ולאחר מכן לקידום העברת החשמל.

לבסוף, נעבור למכל הצונאמי. מכל הצונאמי הוא גם אביזר מגן הקשור לתחנת כוח הידרואלקטרית. הוא ממוקם ממש לפני בית ולבות. גובה המכל חייב להיות גדול מהראש של המים המאוחסנים במאגר המים מאחורי הסכר. זהו מכל מים פתוח מלמעלה.

מטרת המכל הזה היא להגן על הצינור המנהרה מהתפרצות כאשר הטורבינה מסרבת לפתע לקבל מים. בנקודת הכניסה לטורבינות, ישנם שערים של טורבינה הנשלטים על ידי מושגים. המושגים פותחים או סוגרים את שערי הטורבינה בהתאם לתנודות העומס החשמלי. אם העומס החשמלי מושלך פתאומי מהמתקן, המושגים סוגרים את שערי הטורבינה והמים נחסמים בצינור המנהרה. עצירת פתאומית של המים יכולה לגרום לפיצוץ רציני של צינור המנהרה. מכל הצונאמי סופג את הלחץ החוזר על ידי נפיחת רמת המים במכל.

בנייה של תחנת כוח הידרואלקטרית

בניית תחנת כוח הידרואלקטרית כוללת יצירת סכר, מנהרה תחת לחץ, בית ולבות, צינור מנהרה, בניין כוח ומכל צונאמי.

 יתרונות של אנרגיה הידרואלקטרית

תחנות אלו הן יעילות מבחינה כלכלית וידידותיות לסביבה מאחר שהן לא דורשות דלק ולא מפיקות זיהום.

חסרונות של אנרגיה הידרואלקטרית

עלות הבניה הגבוהה והצורך בקווי העברה ארוכים כדי לספק חשמל למקום בו הוא נדרש יכולים להיות חסרונות.

יתרונות נוספים של סכרים

סכרים המשמשים בתחנות כוח הידרואלקטריות יכולים גם לספק יתרונות כמו תמיכה בהשקיה ובקרה בשיטפונות.