HPP: zasada działania, obwód, wyposażenie, moc

Praktycznie każdy sobie to wyobrażacel hydroelektrowni, ale tylko nieliczne niezawodnie rozumieją zasadę działania HPP. Główna tajemnica dla ludzi - jak cała ta ogromna tama bez paliwa generuje energię elektryczną. O tym i porozmawiaj.

Co to jest elektrownia wodna?

Elektrownia wodna to złożony kompleks,składający się z różnych struktur i specjalnego wyposażenia. Na rzekach znajdują się elektrownie wodne, w których stale napływa woda, aby wypełnić zaporę i zbiornik. Takie konstrukcje (tamy) powstałe podczas budowy hydroelektrowni są niezbędne do zagęszczenia stałego przepływu wody, która za pomocą specjalnego wyposażenia dla HPP jest przekształcana w energię elektryczną.

Należy zauważyć, że ważną rolę pod względem wydajnościPracę elektrowni wodnej odgrywa wybór miejsca budowy. Konieczne są dwa warunki: gwarantowane niewyczerpalne zaopatrzenie w wodę i wysoki kąt nachylenia rzeki.

Zasada działania elektrowni wodnej

Eksploatacja elektrowni wodnej jest dość prosta. Wzniesione konstrukcje hydrauliczne zapewniają stabilną głowicę wody, która wchodzi w łopatki turbiny. Głowica wprawia turbinę w ruch, w wyniku czego obraca ona generatory. Te ostatnie wytwarzają energię elektryczną, która jest następnie dostarczana do konsumenta za pośrednictwem linii przesyłowych wysokiego napięcia.

Główna trudność takiej struktury -zapewnienie stałej wysokości wody, którą uzyskuje się przez wzniesienie tamy. Dzięki temu duża ilość wody jest skoncentrowana w jednym miejscu. W niektórych przypadkach stosuje się naturalny prąd wodny, a czasami wykorzystuje się jednocześnie zaporę i pochodzenie (prąd naturalny).

W budynku znajduje się wyposażenie dla elektrowni wodnych,głównym zadaniem jest przekształcenie energii mechanicznej ruchu wody w energię elektryczną. To zadanie jest przypisane do generatora. Ponadto do monitorowania pracy stacji, urządzeń rozdzielczych i stacji transformatorowych wykorzystywane są dodatkowe urządzenia.

Poniżej rysunku przedstawiono schemat HPP.

Jak widać, przepływ wody obraca turbinę generatora, generuje energię, dostarcza ją do transformatora w celu konwersji, po czym jest transportowany za pośrednictwem linii przesyłowej do dostawcy.

Możliwości

Istnieją różne elektrownie wodne, które można podzielić na podstawie wydajności:

1. Bardzo mocny - o mocy ponad 25 MW.
2. Średni - z produkcją do 25 MW.
3. Mały - o mocy do 5 MW.

Od tego zależy moc elektrowni wodnejprzepływ wody i sprawność samego generatora, który jest na nim wykorzystywany. Ale nawet najbardziej wydajna instalacja nie będzie w stanie wytworzyć dużych ilości energii elektrycznej ze słabą wodną głową. Należy również wziąć pod uwagę, że moc elektrowni wodnej nie jest stała. Z przyczyn naturalnych poziom wody w zaporze może się zwiększać lub zmniejszać. Wszystko to ma wpływ na ilość wyprodukowanej energii elektrycznej.

Rola matki

Najbardziej złożony, duży i ogólnie podstawowy elementkażda elektrownia wodna jest tamą. Nie można zrozumieć, czym jest elektrownia wodna, bez zrozumienia istoty tamy. Są to ogromne mosty, które utrzymują przepływ wody. W zależności od projektu mogą się różnić: istnieją struktury grawitacyjne, łukowe i inne, ale ich cel jest zawsze taki sam - utrzymanie dużej ilości wody. To dzięki tamie można skoncentrować stabilny i potężny strumień wody, kierując go na łopatki turbiny, która obraca generator. To z kolei wytwarza energię elektryczną.

Technologia

Jak już wiemy, podstawą jest zasada działania HPPWykorzystanie energii mechanicznej spadającej wody, która jest następnie przekształcana przez turbinę i generator w energię elektryczną. Same turbiny można zainstalować w zaporze lub w jej pobliżu. W niektórych przypadkach stosuje się rurociąg, przez który woda poniżej poziomu zapory przechodzi pod wysokim ciśnieniem.

Wskaźniki wydajności każdej elektrowni wodnej są kilka: przepływ wody i głowica hydrostatyczna. Ostatnia liczba jest określona przez różnicę wysokości między początkowym i końcowym punktem swobodnego spadku wody. Podczas tworzenia projektu stacje na jednym z tych wskaźników opierają całą strukturę.

Znane dzisiaj technologie wytwarzaniaenergia elektryczna pozwala uzyskać wysoką sprawność przy zamianie energii mechanicznej na energię elektryczną. Czasem jest kilkakrotnie wyższa niż podobne wskaźniki elektrowni cieplnych. Tak wysoką wydajność osiąga się dzięki sprzętowi stosowanemu w elektrowni wodnej. Jest niezawodny i stosunkowo łatwy w użyciu. Ponadto, z powodu braku paliwa i alokacji dużej ilości energii cieplnej, żywotność takiego sprzętu jest dość duża. Tutaj awarie są niezwykle rzadkie. Uważa się, że minimalna żywotność generatorów i konstrukcji generalnie wynosi około 50 lat. Chociaż w rzeczywistości elektrownie wodne, które powstały w latach trzydziestych ubiegłego wieku, działają całkiem pomyślnie.

Elektrownie wodne w Rosji

Na dziś na terytorium RosjiDziała około 100 elektrowni wodnych. Oczywiście ich moc jest inna, a większość to stacje o zainstalowanej mocy do 10 MW. Istnieją również takie stacje, jak Pirogovskaya lub Akulovskaya, które zostały uruchomione w 1937 r., A ich moc wynosi zaledwie 0,28 MW.

Największe są HPP Sayano-Shushenskaya i Krasnoyarsk o mocy odpowiednio 6400 i 6000 MW. Następnie stacja:

1. Bratsk (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HPP (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Pomimo ogromnej liczby takich stacji, produkują one tylko 4700 MW, co stanowi 20% całkowitej ilości całej energii produkowanej w Rosji.

Podsumowując

Teraz rozumiesz zasadę działania HPP,przekształcanie energii mechanicznej przepływu wody w energię elektryczną. Mimo dość prostego pomysłu pozyskania energii, kompleks urządzeń i nowych technologii utrudnia takie konstrukcje. Jednak w porównaniu z elektrowniami jądrowymi są one rzeczywiście prymitywne.