1, Su elektrik enerjisi istehsalına ümumi baxış
Su elektrik enerjisi istehsalı təbii çayların su enerjisini insanların istifadə etməsi üçün elektrik enerjisinə çevirməkdir. Elektrik stansiyalarının istifadə etdiyi enerji mənbələri günəş enerjisi, çayların su gücü və hava axını ilə yaranan külək enerjisi kimi müxtəlifdir. Hidroenergetikadan istifadə etməklə hidroenergetika istehsalının dəyəri ucuzdur və su elektrik stansiyalarının tikintisi digər su mühafizəsi müəssisələri ilə də birləşdirilə bilər. Çin su ehtiyatları ilə zəngindir və əla şəraitə malikdir. Milli təsərrüfat quruculuğunda hidroenergetika mühüm rol oynayır.
Çayın yuxarı axınının səviyyəsi aşağı axının səviyyəsindən yüksəkdir. Çayın su səviyyəsi arasındakı fərqə görə su enerjisi yaranır. Bu enerji potensial enerji və ya potensial enerji adlanır. Çayın su səthinin hündürlüyü arasındakı fərqə su səviyyəsi fərqi və ya başlıq deyilir. Bu düşmə hidravlik güc üçün əsas şərtdir. Bundan əlavə, su gücünün ölçüsü də çayda su axınının ölçüsündən asılıdır ki, bu da düşmə qədər vacib olan başqa bir əsas şərtdir. Həm düşmə, həm də boşalma hidravlik gücün ölçüsünə birbaşa təsir göstərir; Suyun düşməsi nə qədər çox olarsa, hidravlik güc də o qədər çox olar; Düşmə və suyun həcmi nisbətən kiçik olarsa, su elektrik stansiyasının çıxışı daha kiçik olacaqdır.
Düşmə ümumiyyətlə metrlə ifadə edilir. Su səthinin gradienti, damlanın konsentrasiya dərəcəsini göstərə bilən düşmə və məsafə nisbətidir. Düşmə nisbətən konsentrə olarsa, su gücündən istifadə daha rahatdır. Su elektrik stansiyasının istifadə etdiyi damcı, hidravlik turbindən keçdikdən sonra su elektrik stansiyasının yuxarı su səthi ilə aşağı axının su səthi arasındakı fərqdir.
Axın, saniyədə kubmetrlə ifadə olunan bir çaydan axan suyun miqdarıdır. Bir kubmetr su bir tondur. Çayın axını hər an və hər yerdə dəyişir, ona görə də axın haqqında danışarkən onun axdığı konkret yerin vaxtını izah etməliyik. Zamanla axın əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Ümumiyyətlə, Çində çaylar yayda, payızda və yağışlı mövsümdə böyük, qışda və yazda isə kiçik axınlara malikdir. Axın aydan günə, suyun həcmi isə ildən-ilə dəyişir. Ümumi çayların axını yuxarı axınında nisbətən azdır; Çaylar birləşdikcə aşağı axın tədricən artır. Buna görə də, yuxarı axının düşməsi cəmləşsə də, axın kiçikdir; Aşağı axın böyük olsa da, damcı nisbətən səpələnmişdir. Buna görə də, çayın orta axınında su enerjisindən istifadə etmək çox vaxt ən qənaətcildir.
Su elektrik stansiyasının istifadə etdiyi düşmə və axını bilməklə, onun çıxışını aşağıdakı düsturla hesablamaq olar:
N = GQH
Düsturda N – çıxış, vahid: kVt, güc də deyilir;
Q — axın, saniyədə kubmetrlə;
H - Düşmə, metrlərlə;
G=9.8, cazibənin sürətlənməsidir, Nyuton/kq
Nəzəri güc yuxarıdakı düstura uyğun olaraq hesablanır və heç bir itki çıxılmır. Əslində, hidroenerji istehsalı prosesində su turbinləri, ötürücü avadanlıqlar, generatorlar və s. 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 adlanır və faktiki güc faktiki güc adlanır. Enerjinin çevrilməsi prosesində bir qədər enerji itirmək qaçınılmazdır. Su elektrik enerjisinin istehsalı prosesində əsasən hidravlik turbinlərin və generatorların itkiləri (boru kəmərlərinin itkiləri də daxil olmaqla) baş verir. Kənd mikro su elektrik stansiyalarında müxtəlif itkilər ümumi nəzəri gücün 40~50%-ni təşkil edir, ona görə də su elektrik stansiyalarının çıxışı nəzəri gücün yalnız 50~60%-ni istifadə edə bilir, yəni səmərəlilik təxminən 0,5~0,60-dır (o cümlədən turbin səmərəliliyi 0,70~0,85, generatorun və ötürücü avadanlığın səmərəliliyi 8 ~0.0). 0,80~0,85). Beləliklə, su elektrik stansiyasının faktiki gücünü (çıxışını) aşağıdakı kimi hesablamaq olar:
K – su elektrik stansiyasının səmərəliliyi, (0,5~0,6) mikro su elektrik stansiyasının kobud hesablanması üçün qəbul edilir; Yuxarıdakı düstur aşağıdakı kimi sadələşdirilə bilər:
N=(0,5 ～ 0,6) QHG faktiki güc=effektivlik × axın × Düşmə × doqquz nöqtə səkkiz
Su enerjisindən istifadə su turbin adlanan bir növ maşın sürmək üçün sudan istifadə etməkdir. Məsələn, Çindəki qədim su çarxı çox sadə su turbinidir. Hazırda istifadə olunan müxtəlif hidravlik turbinlər müxtəlif spesifik hidravlik şəraitə uyğunlaşdırılmışdır ki, onlar daha səmərəli fırlana və su enerjisini mexaniki enerjiyə çevirə bilsinlər. Generatorun rotorunun su turbini ilə birlikdə fırlanmasını təmin etmək üçün başqa bir maşın, generator, su turbininə birləşdirilir və sonra elektrik enerjisi istehsal edilə bilər. Generatoru iki hissəyə bölmək olar: hidravlik turbinlə birlikdə fırlanan hissə və generatorun sabit hissəsi. Hidravlik turbinlə birlikdə fırlanan hissəyə generatorun rotoru deyilir və rotorun ətrafında çoxlu maqnit dirəkləri var; Rotorun ətrafındakı bir dairə, generatorun statoru adlanan generatorun sabit hissəsidir. Stator çoxlu mis rulonlarla bükülmüşdür. Rotorun bir çox maqnit qütbləri statorun mis bobininin ortasında fırlandıqda, mis naqildə cərəyan yaranacaq və generator mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirməkdir.
Elektrik stansiyasının istehsal etdiyi elektrik enerjisi müxtəlif elektrik avadanlıqlarından mexaniki enerjiyə (motor və ya motor), işıq enerjisinə (elektrik lampa), istilik enerjisinə (elektrik sobası) və s.
2, Su elektrik stansiyasının tərkibi
Su elektrik stansiyası hidrotexniki qurğulardan, mexaniki avadanlıqlardan və elektrik avadanlıqlarından ibarətdir.
（1） Hidravlik qurğular
Buraya bənd (bənd), suqəbuledici darvaza, kanal (və ya tunel), ön dayaq (və ya tənzimləyici çən), penstock, elektrik stansiyası və quyruq və s.
Çayın qarşısını almaq, suyun səthini qaldırmaq və su anbarı yaratmaq üçün çayda bənd (bənd) qurmaq. Bu yolla su anbarının su səthindən bəndin (bəndin) altındakı çayın su səthinə qədər konsentrasiyalı damcı əmələ gəlir və sonra su su boruları və ya tunellər vasitəsilə su elektrik stansiyasına daxil edilir. Dik çay kanalında təxribat kanallarının istifadəsi də damcı meydana gətirə bilər. Məsələn, təbii çayın düşməsi hər kilometrə 10 metrdir. Əgər çayın bu hissəsinin yuxarı ucunda su gətirmək üçün kanal açılarsa, kanal çay boyunca qazılacaq və kanalın qradiyenti düz olacaqdır. Kanalda düşmə hər kilometrə cəmi 1 metr olarsa, təbii çayda 5 kilometr getdikdən sonra su 50 metr aşağı düşdüyü halda kanalda 5 kilometr, su isə cəmi 5 metr aşağı düşəcək. Bu zaman kanaldakı su su boruları və ya tunellərlə çay tərəfindən yenidən elektrik stansiyasına aparılır və elektrik enerjisi istehsal etmək üçün istifadə edilə bilən 45 m konsentrasiyalı damcı var.
Konsentrasiyalı damcı yaratmaq üçün təxribat kanallarından, tunellərdən və ya su borularından (məsələn, plastik borular, polad borular, beton borular və s.) istifadə edən su elektrik stansiyasına su elektrik stansiyalarının tipik sxemi olan təxribat kanal tipli su elektrik stansiyası deyilir.
（2） Mexanik və elektrik avadanlıqları
Yuxarıda göstərilən hidravlik işlərə əlavə olaraq (arx, kanal, ön dayaq, penstock və elektrik stansiyası) su elektrik stansiyasına aşağıdakı avadanlıq da lazımdır:
(1) Mexanik avadanlıq
Hidravlik turbinlər, idarəedicilər, qapı klapanları, ötürücü avadanlıq və elektrik enerjisi istehsal etməyən avadanlıqlar var.
(2) Elektrik avadanlıqları
Burada generatorlar, paylayıcı idarəetmə panelləri, transformatorlar, ötürücü xətlər və s.
Bununla belə, bütün kiçik su elektrik stansiyalarında yuxarıda göstərilən hidrotexniki qurğular və mexaniki və elektrik avadanlıqları yoxdur. Əgər su hündürlüyü 6 metrdən az olan alçaq başlı su elektrik stansiyası, ümumiyyətlə, kanalın təxribat kanalı və açıq kanalın təxribat kamerası üsulunu qəbul edərsə, heç bir ön dayaq və çəngəl olmayacaqdır. Kiçik enerji təchizatı diapazonu və qısa ötürmə məsafəsi olan elektrik stansiyası transformator olmadan birbaşa ötürməni qəbul edir. Su anbarları olan su elektrik stansiyalarının bənd tikməsinə ehtiyac yoxdur. Dərin su girişi qəbul edilir və bəndin daxili borusunda (və ya tunelində) və su tullantılarında bənd, suqəbuledici qapı, kanal və ön budaq kimi hidravlik qurğulardan istifadə tələb olunmur.
Su elektrik stansiyasının tikintisi üçün ilk növbədə diqqətlə tədqiqat və layihələndirmə aparılmalıdır. Dizaynda üç layihə mərhələsi var: ilkin dizayn, texniki layihə və tikinti detalları. Dizaynda yaxşı iş görmək üçün ilk növbədə hərtərəfli tədqiqat aparmalıyıq, yəni yerli təbii və iqtisadi şəraiti - yəni topoqrafiyanı, geologiyasını, hidrologiyasını, kapitalını və s.. Layihənin düzgünlüyünə və etibarlılığına yalnız bu şərtləri mənimsədikdən və təhlil etdikdən sonra zəmanət vermək olar.
Kiçik su elektrik stansiyalarının komponentləri müxtəlif tipli su elektrik stansiyalarına görə müxtəlif formalara malikdir.
3, topoqrafik tədqiqat
Topoqrafik tədqiqatın keyfiyyəti layihənin planlaşdırılmasına və kəmiyyətlərin qiymətləndirilməsinə böyük təsir göstərir.
Geoloji kəşfiyyat (geoloji şəraitin başa düşülməsi) təkcə hövzənin geologiyası və çay kənarı geologiyası haqqında ümumi anlayış və tədqiqat tələb etmir, həm də maşın otağının bünövrəsinin möhkəm olub-olmadığını başa düşməyi tələb edir ki, bu da elektrik stansiyasının özünün təhlükəsizliyinə birbaşa təsir göstərir. Müəyyən bir su anbarı həcmi olan baraj məhv edildikdən sonra, bu, nəinki SES-in özünə zərər verəcək, həm də aşağı axınında böyük can və mal itkilərinə səbəb olacaqdır. Buna görə də, qabağın geoloji seçimi ümumiyyətlə birinci yerə qoyulur.
4, Hidrometriya
Su elektrik stansiyaları üçün ən vacib hidroloji məlumatlar çay suyunun səviyyəsi, axını, çöküntü konsentrasiyası, buzlanma, meteoroloji məlumatlar və daşqın tədqiqat məlumatlarıdır. Çay axınının ölçüsü su elektrik stansiyasının su tökmə sahəsinin planına təsir göstərir və daşqının şiddəti bəndin dağılmasına səbəb olacaq; Çayın daşıdığı çöküntü ən pis halda anbarı tez doldura bilər. Məsələn, kanala daxil olan axın kanalın lillənməsinə, qaba çöküntü isə hidravlik turbindən keçərək hidravlik 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 elektrik təchizatı sahəsində iqtisadi inkişaf istiqamətlərini və gələcək elektrik enerjisinə tələbatı araşdırmaq və öyrənmək lazımdır. Eyni zamanda, inkişaf sahəsindəki digər enerji mənbələrinin vəziyyətini qiymətləndirin. Yalnız yuxarıda göstərilən şərtləri öyrəndikdən və təhlil etdikdən sonra biz qərar verə bilərik ki, su elektrik stansiyasının tikintisinə ehtiyac varmı və tikinti miqyası nə qədər olmalıdır.
Ümumiyyətlə, hidroenergetika tədqiqatının məqsədi su elektrik stansiyalarının layihələndirilməsi və tikintisi üçün zəruri olan dəqiq və etibarlı əsas məlumatları təmin etməkdir.
5, Seçilmiş stansiya sahəsinin ümumi şərtləri
Stansiya sahəsinin seçilməsi üçün ümumi şərtlər aşağıdakı dörd aspektdə təsvir edilə bilər:
（1） Seçilmiş stansiya sahəsi su enerjisindən ən qənaətlə istifadə etməli və qənaət prinsipinə uyğun olmalıdır, yəni elektrik stansiyasının tikintisi başa çatdıqdan sonra minimum xərc sərf olunacaq və maksimum enerji yaranacaqdır. Ümumiyyətlə, yatırılmış kapitalın nə qədər müddətə bərpa oluna biləcəyini görmək üçün elektrik istehsalı və stansiya tikintisinə investisiyadan əldə edilən illik gəliri təxmin etməklə ölçülə bilər. Bununla belə, fərqli hidroloji və topoqrafik şəraitə və gücə müxtəlif tələblərə görə xərc və investisiya müəyyən dəyərlərlə məhdudlaşdırılmamalıdır.
（2） Seçilmiş stansiya sahəsi üstün topoqrafik, geoloji və hidroloji şəraitə malik olmalı, layihələndirmə və tikinti baxımından mümkün olmalıdır. Kiçik su elektrik stansiyalarının tikintisi tikinti materialları baxımından mümkün qədər “yerli materiallar” prinsipinə uyğun olmalıdır.
（3） Seçilmiş stansiya sahəsi ötürmə avadanlığına investisiyanı və enerji itkisini azaltmaq üçün enerji təchizatı və emal sahəsinə mümkün qədər yaxın olmalıdır.
（4） Stansiya yeri seçilərkən mümkün qədər mövcud hidrotexniki qurğulardan istifadə edilməlidir. Məsələn, su damcısı ilə suvarma kanallarında su elektrik stansiyaları tikmək və ya suvarma axınından istifadə etməklə elektrik enerjisi istehsal etmək üçün suvarma anbarlarının yaxınlığında su elektrik stansiyaları tikmək olar və s.. Çünki bu su elektrik stansiyaları su olan zaman elektrik enerjisi istehsal etmək prinsipinə əməl edə bildiyi üçün onların iqtisadi əhəmiyyəti daha aydın görünür.
Göndərmə vaxtı: 25 oktyabr 2022-ci il
