Hidroenergetika təbii çayların su enerjisini insanların istifadə etməsi üçün elektrik enerjisinə çevirməkdir. Enerji istehsalında günəş enerjisi, çaylarda su enerjisi və hava axını ilə yaranan külək enerjisi kimi müxtəlif enerji mənbələri istifadə olunur. Hidroenergetikadan istifadə edərək hidroenergetika istehsalının dəyəri ucuzdur və su elektrik stansiyalarının tikintisi də digər su mühafizəsi layihələri ilə birləşdirilə bilər. Ölkəmiz hidroenergetika ehtiyatları ilə çox zəngindir və şərait də çox yaxşıdır. Hidroenergetika xalq təsərrüfatının quruculuğunda mühüm rol oynayır.
Çayın yuxarı axınının səviyyəsi aşağı axının səviyyəsindən yüksəkdir. Çayın su səviyyəsi fərqli olduğundan su enerjisi yaranır. Bu enerji potensial enerji və ya potensial enerji adlanır. Çay suyunun hündürlüyü arasındakı fərqə damcı deyilir, həmçinin suyun səviyyəsi fərqi və ya suyun başlığı da deyilir. Bu düşmə hidravlik gücün formalaşması üçün əsas şərtdir. Bundan əlavə, hidravlik gücün böyüklüyü də çayda su axınının miqyasından asılıdır ki, bu da düşmə qədər vacib olan başqa bir əsas şərtdir. Həm düşmə, həm də axın hidravlik gücə birbaşa təsir göstərir; damlanın su həcmi nə qədər böyükdürsə, hidravlik güc də o qədər böyükdür; düşmə və suyun həcmi nisbətən kiçik olarsa, su elektrik stansiyasının məhsuldarlığı daha kiçik olacaqdır.
Düşmə ümumiyyətlə metrlə ifadə edilir. Gradient, düşmə konsentrasiyasının dərəcəsini göstərə bilən düşmə və məsafə nisbətidir. Düşmə daha çox konsentrədir və hidravlik gücün istifadəsi daha rahatdır. Su elektrik stansiyasının istifadə etdiyi damcı, turbindən keçdikdən sonra su elektrik stansiyasının yuxarı su səthi ilə aşağı axının su səthi arasındakı fərqdir.
Axın zaman vahidi üçün çayda axan suyun miqdarıdır və bir saniyədə kubmetrlə ifadə edilir. Bir kubmetr su bir tondur. Çayın axını istənilən vaxt dəyişir, ona görə də axın haqqında danışarkən onun axdığı konkret yerin vaxtını izah etməliyik. Axın zamanla çox əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Ölkəmizdəki çaylar, ümumiyyətlə, yay və payız aylarında yağışlı mövsümdə böyük, qış və yaz aylarında isə nisbətən kiçik axımlı olur. Ümumiyyətlə, çayın yuxarı axınında axını nisbətən azdır; qolları birləşdiyi üçün aşağı axın get-gedə artır. Buna görə də, yuxarı axının düşməsi cəmləşsə də, axın kiçikdir; aşağı axın böyükdür, lakin damcı nisbətən səpələnmişdir. Buna görə də, çayın orta axınında hidravlik enerjidən istifadə etmək çox vaxt ən qənaətcildir.
Bir su elektrik stansiyasının istifadə etdiyi düşmə və axını bilməklə, onun çıxışını aşağıdakı düsturla hesablamaq olar:
N = GQH
Düsturda, N-çıxış, kilovat, güc də adlandırıla bilər;
Q–axın, saniyədə kubmetrlə;
H – düşmə, metrlə;
G = 9.8 , cazibənin sürətlənməsidir, vahid: Nyuton/kq
Yuxarıdakı düstura görə nəzəri güc heç bir itki çıxılmadan hesablanır. Əslində, hidroenerji istehsalı prosesində turbinlər, ötürücü avadanlıqlar, generatorlar və s. hamısının qaçılmaz enerji itkiləri olur. Buna görə də nəzəri güc endirim edilməlidir, yəni istifadə edə biləcəyimiz faktiki güc səmərəlilik əmsalı ilə vurulmalıdır (simvol: K).
Su elektrik stansiyasında generatorun nəzərdə tutulmuş gücü nominal güc, faktiki güc isə faktiki güc adlanır. Enerjinin çevrilməsi prosesində enerjinin bir hissəsinin itirilməsi qaçılmazdır. Su elektrik enerjisinin istehsalı prosesində əsasən turbin və generatorların itkiləri olur (boru kəmərlərində də itkilər var). Kənd mikro-su elektrik stansiyasında müxtəlif itkilər ümumi nəzəri gücün təxminən 40-50% -ni təşkil edir, buna görə də su elektrik stansiyasının hasilatı əslində nəzəri gücün yalnız 50-60% -ni istifadə edə bilər, yəni səmərəlilik təxminən 0,5-0,60-dır (bunlardan turbinin səmərəliliyi 0,70-0,85, generatorun səmərəsi 80.0-a qədərdir). boru kəmərlərinin və ötürücü avadanlıqların səmərəliliyi 0,80-dən 0,85-ə qədərdir). Beləliklə, su elektrik stansiyasının faktiki gücünü (çıxışını) aşağıdakı kimi hesablamaq olar:
K – su elektrik stansiyasının səmərəliliyi, (0,5～0,6) mikro-su elektrik stansiyasının təxmini hesablanmasında istifadə olunur; bu dəyər aşağıdakı kimi sadələşdirilə bilər:
N=(0,5～0,6)QHG Faktiki güc=effektivlik×axın×düşmə×9,8
Su enerjisindən istifadə su turbin adlanan bir maşını hərəkət etdirmək üçün su gücündən istifadə etməkdir. Məsələn, ölkəmizdəki qədim su çarxı çox sadə su turbinidir. Hal-hazırda istifadə edilən müxtəlif hidravlik turbinlər müxtəlif xüsusi hidravlik şərtlərə uyğunlaşdırılıb, beləliklə onlar daha səmərəli fırlana və su enerjisini mexaniki enerjiyə çevirə bilsinlər. Başqa bir növ maşın, generator, turbinə birləşdirilir ki, generatorun rotoru elektrik enerjisi istehsal etmək üçün turbinlə birlikdə fırlanır. Generatoru iki hissəyə bölmək olar: turbinlə birlikdə fırlanan hissə və generatorun sabit hissəsi. Turbinə qoşulan və fırlanan hissəyə generatorun rotoru deyilir və rotorun ətrafında çoxlu maqnit qütbləri var; rotorun ətrafındakı bir dairə, generatorun statoru adlanan generatorun sabit hissəsidir və stator çoxlu mis rulonlarla sarılır. Rotorun bir çox maqnit qütbləri statorun mis sarğılarının ortasında fırlandıqda, mis naqillərdə cərəyan yaranır və generator mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirir.
Elektrik stansiyasının yaratdığı elektrik enerjisi müxtəlif elektrik avadanlıqları vasitəsilə mexaniki enerjiyə (elektrik mühərriki və ya mühərriki), işıq enerjisinə (elektrik lampa), istilik enerjisinə (elektrik sobası) və s.
su elektrik stansiyasının tərkibi
Su elektrik stansiyasının tərkibinə aşağıdakılar daxildir: hidrotexniki qurğular, mexaniki avadanlıqlar və elektrik avadanlıqları.
(1) Hidravlik qurğular
Onun çənləri (bəndlər), suqəbuledici qapılar, kanallar (və ya tunellər), təzyiqli ön çənlər (və ya tənzimləyici çənlər), təzyiq boruları, elektrik stansiyaları və quyruqlar və s.
Çayın suyunun qarşısını almaq və su anbarını yaratmaq üçün suyun səthini qaldırmaq üçün çayda bənd (bənd) tikilir. Bu üsulla su anbarının su səthi ilə bəndin (bəndin) altındakı çayın su səthi arasında konsentrasiyalı damcı əmələ gəlir və sonra su su boruları və ya tunellərdən istifadə etməklə su elektrik stansiyasına daxil edilir. Nisbətən sıldırım çaylarda təxribat kanallarının istifadəsi də damcı əmələ gətirə bilər. Məsələn: Ümumiyyətlə, təbii çayın hər kilometrə düşən düşməsi 10 metrdir. Çayın bu hissəsinin yuxarı ucunda çay suyunu gətirmək üçün kanal açılsa, kanal çay boyu qazılacaq və kanalın yamacı daha düz olacaq. Kanalda düşmə hər kilometrə edilirsə, yalnız 1 metr aşağı düşdü, beləliklə su kanalda 5 kilometr axdı və suyun səthi cəmi 5 metr düşdü, su isə təbii kanalda 5 kilometr getdikdən sonra 50 metr düşdü. Bu zaman kanaldan gələn su su borusu və ya tunellə çay tərəfindən yenidən elektrik stansiyasına aparılır və elektrik enerjisi istehsal etmək üçün istifadə oluna bilən 45 metr konsentrasiyalı damcı var. Şəkil 2
Konsentrasiyalı damcı ilə su elektrik stansiyası yaratmaq üçün təxribat kanallarının, tunellərin və ya su borularının (məsələn, plastik borular, polad borular, beton borular və s.) istifadəsi su elektrik stansiyalarının tipik sxemi olan təxribat kanallı su elektrik stansiyası adlanır.
(2) Mexaniki və elektrik avadanlıqları
Yuxarıda qeyd olunan hidrotexniki işlərə (arkalar, kanallar, ön həyətlər, təzyiq boruları, emalatxanalar) əlavə olaraq, su elektrik stansiyasına aşağıdakı avadanlıq lazımdır:
(1) Mexanik avadanlıq
Turbinlər, idarəedicilər, qapı klapanları, ötürücü avadanlıq və istehsal etməyən avadanlıqlar var.
(2) Elektrik avadanlıqları
Generatorlar, paylayıcı idarəetmə panelləri, transformatorlar və ötürücü xətlər var.
Lakin bütün kiçik su elektrik stansiyalarında yuxarıda qeyd olunan hidrotexniki qurğular, mexaniki və elektrik avadanlıqları yoxdur. Aşağı başlıqlı su elektrik stansiyasında su başlığı 6 metrdən azdırsa, su bələdçi kanalı və açıq kanal su kanalı ümumiyyətlə istifadə olunur və təzyiq ön hovuzu və təzyiqli su borusu yoxdur. Kiçik enerji təchizatı diapazonu və qısa ötürmə məsafəsi olan elektrik stansiyaları üçün birbaşa elektrik ötürülməsi qəbul edilir və heç bir transformator tələb olunmur. Su anbarları olan su elektrik stansiyalarının bənd tikməsinə ehtiyac yoxdur. Dərin suqəbuledicilərdən, bənd daxili borulardan (və ya tunellərdən) və su tullantılarından istifadə bəndlər, suqəbuledici qapılar, kanallar və təzyiqli ön hovuzlar kimi hidravlik qurğulara ehtiyacı aradan qaldırır.
Su elektrik stansiyasının tikintisi üçün ilk növbədə diqqətlə tədqiqat və layihələndirmə işləri aparılmalıdır. Dizayn işində üç layihə mərhələsi var: ilkin layihələndirmə, texniki layihələndirmə və tikinti detalları. Layihələndirmə işində yaxşı iş görmək üçün ilk növbədə hərtərəfli tədqiqat işləri aparmaq, yəni yerli təbii-iqtisadi şəraiti – yəni topoqrafiyanı, geologiyanı, hidrologiyanı, kapitalı və s.-ni tam başa düşmək lazımdır. Dizaynın düzgünlüyünə və etibarlılığına yalnız bu vəziyyətləri mənimsədikdən və təhlil etdikdən sonra təminat vermək olar.
Kiçik su elektrik stansiyalarının komponentləri su elektrik stansiyasının növündən asılı olaraq müxtəlif formalara malikdir.
3. Topoqrafik tədqiqat
Topoqrafik tədqiqat işinin keyfiyyəti mühəndislik planına və mühəndis kəmiyyətinin qiymətləndirilməsinə böyük təsir göstərir.
Geoloji kəşfiyyat (geoloji şəraitin başa düşülməsi) su hövzəsinin və çay boyu geologiyasına dair ümumi anlayış və tədqiqatla yanaşı, maşın otağının bünövrəsinin möhkəm olub-olmamasını da anlamaq lazımdır ki, bu da elektrik stansiyasının özünün təhlükəsizliyinə birbaşa təsir göstərir. Müəyyən həcmdə su anbarı məhv edildikdən sonra bu, nəinki su elektrik stansiyasının özünə zərər verəcək, həm də aşağı axınında böyük insan və mal itkisinə səbəb olacaq.
4. Hidroloji sınaq
Su elektrik stansiyaları üçün ən vacib hidroloji məlumatlar çay suyunun səviyyəsi, axını, çöküntü tərkibi, buzlaşma şəraiti, meteoroloji məlumatlar və daşqın tədqiqat məlumatlarıdır. Çayın axınının ölçüsü su elektrik stansiyasının su tökmə sahəsinin planına təsir göstərir. Daşqının şiddətini düzgün qiymətləndirmək bəndin zədələnməsinə səbəb olacaq; çayın daşıdığı çöküntü ən pis halda anbarı tez doldura bilər. Məsələn, daxil olan kanal kanalın lillənməsinə səbəb olacaq, qaba dənəli çöküntü isə turbindən keçərək turbinin aşınmasına səbəb olacaq. Ona görə də su elektrik stansiyalarının tikintisi kifayət qədər hidroloji məlumatlara malik olmalıdır.
Odur ki, su elektrik stansiyasının tikintisinə qərar verməzdən əvvəl biz ilk növbədə enerji təchizatı sahəsində iqtisadi inkişafın istiqamətini və elektrik enerjisinə gələcək tələbatı araşdırmalıyıq. Eyni zamanda, inkişaf sahəsindəki digər enerji mənbələrinin vəziyyətini qiymətləndirin. Yalnız yuxarıdakı vəziyyəti araşdırdıqdan və təhlil etdikdən sonra biz qərar verə bilərik ki, su elektrik stansiyasının tikintisinə ehtiyac varmı və miqyası nə qədər olmalıdır.
Ümumiyyətlə, hidroenergetika tədqiqat işlərinin məqsədi su elektrik stansiyalarının layihələndirilməsi və tikintisi üçün zəruri olan dəqiq və etibarlı əsas məlumatları təmin etməkdir.
5. Sahə seçimi üçün ümumi şərtlər
Saytın seçilməsi üçün ümumi şərtləri aşağıdakı dörd aspektdən izah etmək olar:
(1) Seçilmiş sahə su enerjisindən ən qənaətli şəkildə istifadə edə bilməli və qənaət prinsipinə uyğun olmalıdır, yəni elektrik stansiyasının tikintisi başa çatdıqdan sonra ən az pul xərclənərək ən çox elektrik enerjisi istehsal olunur. Yatırılan kapitalın nə qədər vaxt bərpa oluna biləcəyini görmək üçün adətən illik elektrik hasilatı gəlirini və stansiyanın tikintisinə investisiyanı təxmin etməklə ölçülə bilər. Bununla belə, müxtəlif yerlərdə hidroloji və topoqrafik şərait fərqlidir və elektrik enerjisinə olan tələbat da fərqlidir, ona görə də tikinti dəyəri və investisiya müəyyən dəyərlərlə məhdudlaşdırılmamalıdır.
(2) Seçilmiş ərazinin topoqrafik, geoloji və hidroloji şəraiti nisbətən üstün olmalı, layihələndirmə və tikinti imkanları olmalıdır. Kiçik su elektrik stansiyalarının tikintisində tikinti materiallarından istifadə mümkün qədər “yerli materiallar” prinsipinə uyğun olmalıdır.
(3) Elektrik ötürücü avadanlıqların investisiyasını və enerji itkisini azaltmaq üçün seçilmiş sahənin enerji təchizatı və emal sahəsinə mümkün qədər yaxın olması tələb olunur.
(4) Sahəni seçərkən, mümkün qədər mövcud hidrotexniki qurğulardan istifadə edilməlidir. Məsələn, su damcısından suvarma kanalında su elektrik stansiyası tikmək və ya suvarma axınından elektrik enerjisi almaq üçün suvarma anbarının yanında su elektrik stansiyası tikmək olar və s. Çünki bu su elektrik stansiyaları su olanda elektrik enerjisi istehsal etmək prinsipinə cavab verə bilir, onların iqtisadi əhəmiyyəti daha qabarıq görünür.
Göndərmə vaxtı: 19 may 2022-ci il
