Что такое гидроэлектростанция?

Что такое гидроэлектростанция?

Определение гидроэлектростанции

Гидроэлектростанция определяется как сооружение, которое вырабатывает электроэнергию, используя кинетическую энергию падающей воды для вращения турбины.

На гидроэлектростанции кинетическая энергия, возникающая из-за гравитации при падении воды с высокого уровня на низкий, используется для вращения турбины, которая производит электроэнергию. Потенциальная энергия, хранящаяся в воде на верхнем уровне, освобождается в виде кинетической энергии, когда вода падает на нижний уровень. Турбина вращается, когда падающая вода ударяет по лопастям турбины. Для достижения разности уровней воды гидроэлектростанции обычно строятся в горных районах. На пути реки в горной местности создается искусственная плотина, чтобы обеспечить необходимый напор воды. Из этой плотины вода под контролем направляется к лопастям турбины. В результате турбина вращается под воздействием силы воды, приложенной к ее лопастям, и, следовательно, вращается генератор, так как вал турбины связан с валом генератора.

Основное преимущество гидроэлектростанции заключается в том, что она не требует никакого топлива. Ей нужен только напор воды, который естественно доступен после постройки плотины.

Отсутствие топлива означает отсутствие затрат на топливо, отсутствие сгорания, отсутствие дымовых газов и загрязнения. Это делает гидроэлектростанции чистыми и экологически безопасными. Они также проще в строительстве по сравнению с тепловыми и атомными электростанциями.

Строительство гидроэлектростанции может быть более дорогим, чем строительство тепловой электростанции, из-за стоимости строительства большой плотины. Инженерные затраты также высоки. Кроме того, гидроэлектростанции нельзя строить где угодно; им нужны конкретные места, часто находящиеся далеко от центров нагрузки.

Таким образом, требуются длинные линии передачи для передачи выработанной электроэнергии в центры нагрузки. Следовательно, стоимость передачи может быть достаточно высокой.

Несмотря на это, вода, запасенная в плотине, также может использоваться для орошения и других подобных целей. Иногда создание такой плотины на пути реки значительно помогает контролировать периодические наводнения вниз по течению реки.

Для строительства гидроэлектростанции требуется всего шесть основных компонентов. Это плотина, давление туннель, сurge tank (резервуар для регулирования давления), здание управления, penstock (водовод) и машинный зал.

Плотина — это искусственный бетонный барьер, построенный поперек русла реки. Затворная зона за плотиной создает огромный водохранилище. Давление туннель берет воду из плотины до здания управления.

В здании управления есть два типа клапанов. Первый — это главный спускной клапан, а второй — автоматический изолирующий клапан. Спускные клапаны контролируют поток воды, текущий вниз по течению, а автоматические изолирующие клапаны останавливают поток воды, когда электрическая нагрузка внезапно отключается от станции. Автоматический изолирующий клапан является защитным клапаном, который не играет прямой роли в управлении потоком воды к турбине. Он работает только в случае аварии для защиты системы от разрыва.

Penstock (водовод) — это стальной трубопровод, который соединяет здание управления с машинным залом. Вода течет через водовод из здания управления в машинный зал. В машинном зале находятся водяные турбины и генераторы с соответствующими повышающими трансформаторами и коммутационными системами для генерации и дальнейшей передачи электроэнергии.

Наконец, мы перейдем к резервуару для регулирования давления. Резервуар для регулирования давления также является защитным аксессуаром, связанным с гидроэлектростанцией. Он расположен сразу перед зданием управления. Высота резервуара должна быть больше, чем напор воды, хранящейся в водохранилище за плотиной. Это открытый сверху резервуар для воды.

Цель этого резервуара — защитить водовод от разрыва, если турбина внезапно отказывается принимать воду. На входе в турбины расположены турбинные ворота, управляемые регуляторами. Регулятор открывает или закрывает турбинные ворота в зависимости от колебаний электрической нагрузки. Если электрическая нагрузка внезапно отключается, регулятор закрывает турбинные ворота, и вода блокируется в водоводе. Внезапная остановка воды может вызвать серьезный разрыв водовода. Резервуар для регулирования давления поглощает это обратное давление, изменяя уровень воды в этом резервуаре.

Строительство гидроэлектростанции

Строительство гидроэлектростанции включает создание плотины, давление туннеля, здания управления, водовода, машинного зала и резервуара для регулирования давления.

 Преимущества гидроэнергии

Эти станции экономически эффективны и экологически безопасны, так как они не требуют топлива и не производят загрязнений.

Недостатки гидроэнергии

Высокие затраты на строительство и необходимость длинных линий передачи для доставки электроэнергии в места ее потребления могут быть недостатками.

Дополнительные преимущества плотин

Плотины, используемые на гидроэлектростанциях, также могут предоставлять дополнительные преимущества, такие как поддержка орошения и контроль наводнений.