In natuurlike riviere vloei water van stroomop na stroomaf gemeng met sediment, en spoel dikwels die rivierbedding en oewerhellings, wat toon dat daar 'n sekere hoeveelheid energie in die water versteek is. Onder natuurlike toestande word hierdie potensiële energie verbruik in die skuur, stoot van sediment en die oorkoming van wrywingsweerstand. As ons 'n paar geboue bou en die nodige toerusting installeer om 'n bestendige stroom water deur 'n waterturbine te laat vloei, sal die waterturbine deur die waterstroom aangedryf word, soos 'n windmeul, wat aanhoudend kan draai, en die waterenergie sal in meganiese energie omgeskakel word. Wanneer die waterturbine die kragopwekker aandryf om saam te draai, kan dit elektrisiteit opwek, en die waterenergie word in elektriese energie omgeskakel. Dit is die basiese beginsel van hidro-elektriese kragopwekking. Waterturbines en kragopwekkers is die mees basiese toerusting vir hidro-elektriese kragopwekking. Laat ek jou 'n kort inleiding gee tot die min kennis oor hidro-elektriese kragopwekking.
1. Waterkrag en watervloeikrag
In die ontwerp van 'n hidrokragsentrale, om die skaal van die kragsentrale te bepaal, is dit nodig om die kragopwekkingskapasiteit van die kragsentrale te ken. Volgens die basiese beginsels van hidroëlektriese kragopwekking is dit nie moeilik om te sien dat die kragopwekkingskapasiteit van 'n kragsentrale bepaal word deur die hoeveelheid werk wat deur die stroom verrig kan word nie. Ons noem die totale werk wat water in 'n sekere tydperk kan verrig as waterenergie, en die werk wat in 'n tydseenheid (sekonde) verrig kan word, word stroomkrag genoem. Dit is duidelik dat hoe groter die krag van die watervloei, hoe groter die kragopwekkingskapasiteit van die kragsentrale. Om die kragopwekkingskapasiteit van die kragsentrale te ken, moet ons dus eers die watervloeikrag bereken. Die watervloeikrag in die rivier kan op hierdie manier bereken word, as ons aanneem dat die wateroppervlakval in 'n sekere gedeelte van die rivier H (meter) is, en die watervolume van H wat deur die dwarssnit van die rivier in tydseenheid (sekondes) vloei, Q (kubieke meter/sekonde) is, dan is die vloeikrag van die dwarssnit gelyk aan die produk van die gewig van die water en die druppel. Dit spreek vanself dat hoe hoër die waterdruppel, hoe groter die vloei en hoe groter die watervloeikrag.
2. Die uitset van waterkragstasies
Onder 'n sekere druk en vloei word die elektrisiteit wat 'n hidrokragstasie kan opwek, hidrokrag-uitset genoem. Dit is duidelik dat die uitsetkrag afhang van die krag van die watervloei deur die turbine. In die proses om waterenergie in elektriese energie om te skakel, moet water die weerstand van rivierbeddings of geboue langs die pad van stroomop na stroomaf oorkom. Waterturbines, kragopwekkers en transmissietoerusting moet ook baie weerstande tydens werk oorkom. Om weerstand te oorkom, moet werk gedoen word, en watervloeikrag sal verbruik word, wat onvermydelik is. Daarom is die watervloeikrag wat gebruik kan word om elektrisiteit op te wek, kleiner as die waarde wat deur die formule verkry word, dit wil sê, die uitset van die hidrokragstasie moet gelyk wees aan die watervloeikrag vermenigvuldig met 'n faktor kleiner as 1. Hierdie koëffisiënt word ook die doeltreffendheid van 'n hidrokragstasie genoem.
Die spesifieke waarde van die doeltreffendheid van 'n hidrokragsentrale hou verband met die hoeveelheid energieverlies wat plaasvind wanneer die water deur die gebou en die waterturbine, transmissietoerusting, kragopwekker, ens. vloei. Hoe groter die verlies, hoe laer die doeltreffendheid. In 'n klein hidrokragsentrale maak die som van hierdie verliese ongeveer 25-40% van die krag van die watervloei uit. Dit wil sê, die watervloei wat 100 kilowatt elektrisiteit kan opwek, gaan die hidrokragsentrale binne, en die kragopwekker kan slegs 60 tot 75 kilowatt elektrisiteit opwek, dus is die doeltreffendheid van die hidrokragsentrale gelykstaande aan 60~75%.
Uit die vorige inleiding kan gesien word dat wanneer die kragstasie se vloeitempo en watervlakverskil konstant is, die kraglewering van die kragstasie afhang van die doeltreffendheid. Die praktyk het bewys dat benewens die werkverrigting van hidrouliese turbines, kragopwekkers en transmissietoerusting, ander faktore wat die doeltreffendheid van hidrokragstasies beïnvloed, soos die kwaliteit van boukonstruksie en toerustinginstallasie, die kwaliteit van werking en bestuur, en of die ontwerp van die hidrokragstasie korrek is, alles faktore is wat die doeltreffendheid van die hidrokragstasie beïnvloed. Natuurlik is sommige van hierdie beïnvloedende faktore primêr en sommige is sekondêr, en onder sekere omstandighede sal die primêre en sekondêre faktore ook in mekaar omskakel.
Ongeag die faktor, die deurslaggewende faktor is dat mense nie voorwerpe is nie, masjiene word deur mense beheer, en tegnologie word deur denke beheer. Daarom is dit in die ontwerp, konstruksie en toerustingkeuse van hidrokragstasies nodig om ten volle aan die subjektiewe rol van mense te gee, en om na uitnemendheid in tegnologie te streef om die energieverlies van watervloei soveel as moontlik te verminder. Dit is vir sommige hidrokragstasies waar die waterval self relatief laag is. Dit is veral belangrik. Terselfdertyd is dit nodig om die werking en bestuur van hidrokragstasies effektief te versterk, om sodoende die doeltreffendheid van kragstasies te verbeter, waterbronne ten volle te benut, en klein hidrokragstasies in staat te stel om 'n groter rol te speel.
Plasingstyd: 9 Junie 2021
