Hidroenerji təbii çayların su enerjisini insanların istifadəsi üçün elektrik enerjisinə çevirməkdir. Enerji istehsalında günəş enerjisi, çaylarda su enerjisi və hava axını ilə yaradılan külək enerjisi kimi müxtəlif enerji mənbələrindən istifadə olunur. Hidroenerjidən istifadə edərək hidroenerji istehsalının dəyəri ucuzdur və hidroenerji stansiyalarının tikintisi digər su mühafizəsi layihələri ilə də birləşdirilə bilər. Ölkəmiz hidroenerji ehtiyatları ilə çox zəngindir və şərait də çox yaxşıdır. Hidroenerji milli iqtisadiyyatın qurulmasında mühüm rol oynayır.
Çayın yuxarı axınındakı suyun səviyyəsi aşağı axınındakı suyun səviyyəsindən yüksəkdir. Çayın suyun səviyyəsindəki fərqə görə su enerjisi yaranır. Bu enerji potensial enerji və ya potensial enerji adlanır. Çay suyunun hündürlüyü arasındakı fərq düşmə adlanır, həmçinin su səviyyəsi fərqi və ya su başı adlanır. Bu düşmə hidravlik gücün əmələ gəlməsi üçün əsas şərtdir. Bundan əlavə, hidravlik gücün böyüklüyü çaydakı suyun axınının böyüklüyündən də asılıdır ki, bu da düşmə qədər vacib olan digər əsas şərtdir. Həm düşmə, həm də axın hidravlik gücə birbaşa təsir göstərir; düşmənin su həcmi nə qədər böyükdürsə, hidravlik güc də bir o qədər böyükdür; düşmə və suyun həcmi nisbətən kiçikdirsə, su elektrik stansiyasının məhsuldarlığı daha az olacaq.
Düşmə ümumiyyətlə metrlərlə ifadə olunur. Qradiyent düşmə və məsafənin nisbətidir və düşmə konsentrasiyasının dərəcəsini göstərə bilər. Düşmə daha konsentrasiyalıdır və hidravlik enerjidən istifadə daha rahatdır. Su elektrik stansiyası tərəfindən istifadə edilən düşmə, turbindən keçdikdən sonra su elektrik stansiyasının yuxarı axınındakı su səthi ilə aşağı axınındakı su səthi arasındakı fərqdir.
Axın, çayda vaxt vahidinə düşən suyun miqdarıdır və bir saniyədə kubmetrlə ifadə olunur. 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 payızda yağışlı mövsümdə böyük axına, qış və yazda isə nisbətən az axına malikdir. Ümumiyyətlə, çayın axını yuxarı axında nisbətən azdır; qollar birləşdiyindən aşağı axın tədricən artır. Buna görə də, yuxarı axın düşməsi cəmləşsə də, axın azdır; aşağı axın böyükdür, lakin düşmə nisbətən səpələnmişdir. Buna görə də, çayın orta axınlarında hidravlik enerjidən istifadə etmək çox vaxt ən qənaətcildir.
Su elektrik stansiyasının istifadə etdiyi düşmə və axın miqdarını bilərək, onun məhsuldarlığı aşağıdakı düsturla hesablana bilər:
N= GQH
Düsturda, kilovatla ifadə edilən N-çıxış gücünə güc də deyilə bilər;
Q–axın, saniyədə kubmetrlə;
H – düşmə, metrlə;
G = 9.8, cazibə qüvvəsinin sürətlənməsidir, vahid: Nyuton/kq
Yuxarıdakı düstura əsasən, nəzəri güc heç bir itki çıxılmadan hesablanır. Əslində, su elektrik stansiyasının istehsalı prosesində turbinlər, ötürücü avadanlıqlar, generatorlar və s. qaçılmaz enerji itkilərinə malikdir. Buna görə də, nəzəri güc endirilməlidir, yəni istifadə edə biləcəyimiz faktiki güc səmərəlilik əmsalına vurulmalıdır (simvol: K).
Su elektrik stansiyasında generatorun layihələndirilmiş gücü nominal güc, faktiki güc isə faktiki güc adlanır. Enerji transformasiyası prosesində enerjinin bir hissəsinin itirilməsi qaçılmazdır. Su elektrik stansiyasının istehsalı prosesində əsasən turbin və generator itkiləri olur (boru kəmərlərində də itkilər olur). Kənd mikrosu elektrik stansiyasındakı müxtəlif itkilər ümumi nəzəri gücün təxminən 40-50%-ni təşkil edir, buna görə də su elektrik stansiyasının çıxışı əslində nəzəri gücün yalnız 50-60%-ni istifadə edə bilir, yəni səmərəlilik təxminən 0,5-0,60-dır (bunlardan turbinin səmərəliliyi 0,70-0,85, generatorların səmərəliliyi 0,85-0,90, boru kəmərlərinin və ötürücü avadanlıqların səmərəliliyi isə 0,80-0,85-dir). Buna görə də, su elektrik stansiyasının faktiki gücü (çıxışı) aşağıdakı kimi hesablana bilər:
K–su elektrik stansiyasının səmərəliliyi, (0.5～0.6) mikrosu elektrik stansiyasının təxmini hesablamasında istifadə olunur; bu dəyər aşağıdakı kimi sadələşdirilə bilər:
N=(0.5～0.6)QHG Faktiki güc=səmərəlilik×axın×düşmə×9.8
Hidroenerjinin istifadəsi su enerjisindən istifadə edərək maşını hərəkətə gətirməkdir ki, bu da su turbin adlanır. Məsələn, ölkəmizdəki qədim su çarxı çox sadə bir su turbinidir. Hal-hazırda istifadə olunan müxtəlif hidravlik turbinlər müxtəlif spesifik hidravlik şəraitə uyğunlaşdırılıb ki, onlar daha səmərəli fırlana və su enerjisini mexaniki enerjiyə çevirə bilsinlər. Başqa bir maşın növü olan generator turbinə qoşulub ki, generatorun rotoru turbinlə birlikdə fırlanaraq elektrik enerjisi istehsal etsin. Generator iki hissəyə bölünə bilər: turbinlə birlikdə fırlanan hissə və generatorun sabit hissəsi. Turbinə qoşulub fırlanan hissə generatorun rotoru adlanır və rotorun ətrafında bir çox maqnit dirəyi var; rotorun ətrafındakı dairə generatorun sabit hissəsidir və generatorun statoru adlanır və stator bir çox mis rulonla bükülmüşdür. Rotorun bir çox maqnit dirəyi statorun mis rulonlarının ortasında fırlandıqda, mis naqillərdə cərəyan yaranır və generator mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirir.
Elektrik stansiyası tərəfindən istehsal olunan elektrik enerjisi müxtəlif elektrik avadanlıqları tərəfindən mexaniki enerjiyə (elektrik mühərriki və ya motor), işıq enerjisinə (elektrik lampası), istilik enerjisinə (elektrik sobası) və s. çevrilir.
Su elektrik stansiyasının tərkibi
Su elektrik stansiyasının tərkibinə aşağıdakılar daxildir: hidravlik qurğular, mexaniki avadanlıqlar və elektrik avadanlıqları.
(1) Hidravlik qurğular
Onun bəndləri (bəndləri), suqəbuledici qapıları, kanalları (və ya tunelləri), təzyiq ön çənləri (və ya tənzimləyici çənləri), təzyiq boruları, elektrik stansiyaları və quyruq yolları və s. var.
Çay suyunun qarşısını almaq və su səthini qaldırmaq üçün su anbarı yaratmaq üçün çayda bənd (bənd) tikilir. Bu şəkildə bənddəki (bənddəki) su anbarının su səthi ilə bəndin altındakı çayın su səthi arasında konsentrat bir damcı əmələ gəlir və sonra su boruları və ya tunellər vasitəsilə su elektrik stansiyasına daxil edilir. Nisbətən dik çaylarda istiqamətləndirici kanalların istifadəsi də damcı əmələ gətirə bilər. Məsələn: Ümumiyyətlə, təbii çayın hər kilometrinə düşən damcı 10 metrdir. Çay suyunu daxil etmək üçün çayın bu hissəsinin yuxarı ucunda bir kanal açılsa, kanal çay boyunca qazılacaq və kanalın yamacı daha düz olacaq. Kanalda düşmə hər kilometrə düşərsə, o, yalnız 1 metr düşəcək, beləliklə, su kanalda 5 kilometr axacaq və su səthi yalnız 5 metr düşəcək, təbii kanalda 5 kilometr qət etdikdən sonra isə su 50 metr düşəcək. Bu zaman kanaldan gələn su çay vasitəsilə su borusu və ya tunel vasitəsilə elektrik stansiyasına geri qaytarılır və elektrik enerjisi istehsal etmək üçün istifadə edilə bilən 45 metrlik konsentrasiya olunmuş damcı var. Şəkil 2
Konsentrat düşmə ilə su elektrik stansiyası yaratmaq üçün yayındırıcı kanalların, tunellərin və ya su borularının (məsələn, plastik borular, polad borular, beton borular və s.) istifadəsi, su elektrik stansiyalarının tipik bir planı olan yayındırıcı kanal su elektrik stansiyası adlanır.
(2) Mexaniki və elektrik avadanlıqları
Yuxarıda qeyd olunan hidravlik qurğulara (bəndlər, kanallar, ön meydançalar, təzyiq boruları, emalatxanalar) əlavə olaraq, su elektrik stansiyası üçün aşağıdakı avadanlıqlar da lazımdır:
(1) Mexaniki avadanlıq
Turbinlər, tənzimləyicilər, qapı klapanları, ötürücü avadanlıqlar və istehsal etməyən avadanlıqlar mövcuddur.
(2) Elektrik avadanlıqları
Generatorlar, paylayıcı idarəetmə panelləri, transformatorlar və ötürücü xətlər mövcuddur.
Lakin bütün kiçik su elektrik stansiyalarında yuxarıda qeyd olunan hidravlik qurğular və mexaniki və elektrik avadanlıqları yoxdur. Əgər aşağı təzyiqli su elektrik stansiyasında suyun təzyiqi 6 metrdən azdırsa, ümumiyyətlə su istiqamətləndirici kanal və açıq kanal su kanalı istifadə olunur və təzyiqli ön hovuz və təzyiqli su borusu yoxdur. Kiçik enerji təchizatı diapazonu və qısa ötürmə məsafəsi olan elektrik stansiyaları üçün birbaşa enerji ötürülməsi tətbiq olunur və transformator tələb olunmur. Su anbarları olan su elektrik stansiyalarının bənd tikməsinə ehtiyac yoxdur. Dərin suqəbuledicilərin, bənd daxili boruların (və ya tunellərin) və su axınlarının istifadəsi bəndlər, suqəbuledici qapılar, kanallar və təzyiqli ön hovuzlar kimi hidravlik qurğulara ehtiyacı aradan qaldırır.
Su elektrik stansiyası tikmək üçün ilk növbədə diqqətli tədqiqat və layihələndirmə işləri aparılmalıdır. Layihələndirmə işində üç layihələndirmə mərhələsi var: ilkin layihələndirmə, texniki layihələndirmə və tikinti detallarının işlənməsi. Layihələndirmə işində yaxşı iş görmək üçün əvvəlcə hərtərəfli tədqiqat işləri aparmaq, yəni yerli təbii və iqtisadi şəraiti - yəni topoqrafiya, geologiya, hidrologiya, kapital və s. tam başa düşmək lazımdır. Layihələndirmənin düzgünlüyünə və etibarlılığına yalnız bu vəziyyətləri mənimsədikdən və təhlil etdikdən sonra zəmanət verilə bilər.
Kiçik su elektrik stansiyalarının komponentləri su elektrik stansiyasının növündən asılı olaraq müxtəlif formalarda olur.
3. Topoqrafik Tədqiqat
Topoqrafik tədqiqat işlərinin keyfiyyəti mühəndislik planına və mühəndislik miqdarının qiymətləndirilməsinə böyük təsir göstərir.
Geoloji kəşfiyyat (geoloji şəraitin anlaşılması) su hövzəsinin və çay boyunca geologiya haqqında ümumi anlayış və tədqiqatlarla yanaşı, maşın otağının təməlinin möhkəm olub-olmadığını da anlamaq lazımdır ki, bu da elektrik stansiyasının özünün təhlükəsizliyinə birbaşa təsir göstərir. Müəyyən bir su anbarı həcminə malik bənd dağıldıqdan sonra, bu, yalnız su elektrik stansiyasının özünə zərər verməyəcək, həm də aşağı axında çoxlu sayda insan və əmlak itkisinə səbəb olacaq.
4. Hidroloji test
Su elektrik stansiyaları üçün ən vacib hidroloji məlumatlar çay suyunun səviyyəsi, axını, çöküntü tərkibi, buzlanma şəraiti, meteoroloji məlumatlar və daşqın tədqiqatı məlumatlarıdır. Çay axınının ölçüsü su elektrik stansiyasının dağılma yolunun planına təsir göstərir. Daşqının şiddətini qiymətləndirməmək bəndin zədələnməsinə səbəb olacaq; çayın daşıdığı çöküntü ən pis halda su anbarını tez bir zamanda doldura bilər. Məsələn, axın kanalı kanalın lillənməsinə səbəb olacaq və iri dənəli çöküntü turbindən keçərək turbinin aşınmasına səbəb olacaq. Buna görə də, su elektrik stansiyalarının tikintisi üçün kifayət qədər hidroloji məlumatlar olmalıdır.
Buna görə də, su elektrik stansiyası tikmək qərarına gəlməzdən əvvəl, əvvəlcə enerji təchizatı sahəsində iqtisadi inkişaf istiqamətini və gələcəkdə elektrik enerjisinə olan tələbatı araşdırmalıyıq. Eyni zamanda, inkişaf sahəsindəki digər enerji mənbələrinin vəziyyətini qiymətləndirməliyik. Yalnız yuxarıdakı vəziyyətin araşdırılması və təhlilindən sonra su elektrik stansiyasının tikilməsinə ehtiyac olub-olmadığına və miqyasının nə qədər böyük olmasına qərar verə bilərik.
Ümumiyyətlə, hidroelektrik tədqiqat işlərinin məqsədi hidroelektrik stansiyalarının layihələndirilməsi və tikintisi üçün zəruri olan dəqiq və etibarlı əsas məlumatları təmin etməkdir.
5. Sahə seçimi üçün ümumi şərtlər
Sayt seçmək üçün ümumi şərtlər aşağıdakı dörd aspektdən izah edilə bilər:
(1) Seçilmiş sahə su enerjisindən ən qənaətcil şəkildə istifadə edə bilməli və xərclərə qənaət prinsipinə uyğun olmalıdır, yəni elektrik stansiyası tikilib qurtardıqdan sonra ən az pul xərclənməlidir və ən çox elektrik enerjisi istehsal edilməlidir. Bu, adətən, illik elektrik enerjisi istehsalı gəlirini və stansiyanın tikintisinə qoyulan investisiyanı qiymətləndirməklə ölçülə bilər ki, qoyulan kapitalın nə qədər vaxt ərzində geri qaytarıla biləcəyini görə biləsiniz. Lakin, hidroloji və topoqrafik şərait müxtəlif yerlərdə fərqlidir və elektrik enerjisinə olan ehtiyaclar da fərqlidir, ona görə də tikinti dəyəri və investisiya müəyyən dəyərlərlə məhdudlaşdırılmamalıdır.
(2) Seçilmiş ərazinin topoqrafik, geoloji və hidroloji şəraiti nisbətən üstün olmalı və layihələndirmə və tikinti imkanları olmalıdır. Kiçik su elektrik stansiyalarının tikintisində tikinti materiallarından istifadə mümkün qədər “yerli materiallar” prinsipinə uyğun olmalıdır.
(3) Seçilmiş sahənin enerji təchizatı və emal sahəsinə mümkün qədər yaxın olması tələb olunur ki, enerji ötürücü avadanlıqlarına qoyulan investisiya və enerji itkisini azaltsın.
(4) Sahə seçilərkən mövcud hidravlik qurğulardan mümkün qədər çox istifadə edilməlidir. Məsələn, su damcısından suvarma kanalında su elektrik stansiyası tikmək üçün istifadə etmək olar və ya suvarma axınından elektrik enerjisi istehsal etmək üçün suvarma su anbarının yanında su elektrik stansiyası tikmək olar və s. Bu su elektrik stansiyaları su olduqda elektrik enerjisi istehsal etmək prinsipinə cavab verə bildiyindən, onların iqtisadi əhəmiyyəti daha aydın görünür.
Yayımlanma vaxtı: 19 may 2022
