Як кроплю вады можна выкарыстаць паўторна 19 разоў? Артыкул раскрывае таямніцы вытворчасці гідраэлектраэнергіі
Доўгі час гідраэлектраэнергія была важным сродкам электразабеспячэння. Рака цячэ на тысячы міль, утрымліваючы велізарную колькасць энергіі. Выпрацоўка і выкарыстанне прыроднай энергіі вады ў электрычнасць называецца выпрацоўкай гідраэлектраэнергіі. Працэс выпрацоўкі гідраэлектраэнергіі на самой справе з'яўляецца працэсам пераўтварэння энергіі.
1. Што такое гідраакумулюючая электрастанцыя?
Гідраакумулюючыя электрастанцыі ў цяперашні час з'яўляюцца найбольш тэхналагічна развітым і стабільным метадам захоўвання энергіі высокай ёмістасці. Пры будаўніцтве або выкарыстанні двух існуючых рэзервуараў утвараецца перапад, і лішак электраэнергіі з энергасістэмы ў перыяды нізкай нагрузкі перапампоўваецца ў больш высокія месцы для захоўвання. У перыяды пікавай нагрузкі электраэнергія выпрацоўваецца шляхам скіду вады, вядомай як «суперэнергетычны банк».
Гідраэлектрастанцыі — гэта аб'екты, якія выкарыстоўваюць кінетычную энергію патоку вады для выпрацоўкі электрычнасці. Звычайна яны будуюцца на высокіх вадаспадах рэк, выкарыстоўваючы плаціны для перахопу патоку вады і ўтварэння вадасховішчаў, якія затым пераўтвараюць энергію вады ў электрычнасць з дапамогай водных турбін і генератараў.
Аднак эфектыўнасць выпрацоўкі электраэнергіі адной гідраэлектрастанцыі невысокая, бо пасля праходжання вады праз яе застаецца шмат нявыкарыстанай кінетычнай энергіі. Калі некалькі гідраэлектрастанцый можна злучыць паслядоўна, утварыўшы каскадную сістэму, кропля вады можа быць актывавана некалькі разоў на рознай вышыні, тым самым павышаючы эфектыўнасць выпрацоўкі электраэнергіі.
Якія перавагі гідраэлектрастанцый акрамя вытворчасці электраэнергіі? Фактычна, будаўніцтва гідраэлектрастанцый таксама аказвае важны ўплыў на мясцовае эканамічнае і сацыяльнае развіццё.
З аднаго боку, будаўніцтва гідраэлектрастанцый можа стымуляваць будаўніцтва мясцовай інфраструктуры і прамысловае развіццё. Будаўніцтва гідраэлектрастанцый патрабуе вялікай колькасці рабочай сілы, матэрыяльных рэсурсаў і фінансавых інвестыцый, што забяспечвае мясцовыя магчымасці працаўладкавання і рыначны попыт, стымулюе развіццё адпаведных прамысловых ланцужкоў і павялічвае мясцовыя бюджэтныя паступленні. Напрыклад, агульны аб'ём інвестыцый у праект гідраэлектрастанцыі Удундэ складае каля 120 мільярдаў юаняў, што можа прывесці да рэгіянальных інвестыцый у памеры ад 100 да 125 мільярдаў юаняў. За перыяд будаўніцтва сярэднегадавы прырост занятасці складае каля 70 000 чалавек, што з'яўляецца новай рухаючай сілай мясцовага эканамічнага росту.
З іншага боку, будаўніцтва гідраэлектрастанцый можа палепшыць мясцовае экалагічнае асяроддзе і дабрабыт людзей. Будаўніцтва гідраэлектрастанцый павінна не толькі адпавядаць строгім экалагічным стандартам, але і забяспечваць аднаўленне і ахову навакольнага асяроддзя, развядзенне і выпуск рэдкіх рыб, паляпшэнне рачных ландшафтаў і садзейнічанне біяразнастайнасці. Напрыклад, з моманту стварэння гідраэлектрастанцыі Удундэ было выпушчана больш за 780 000 малявак рэдкіх рыб, такіх як рыба-раздвоенец, белая чарапаха, доўгі тонкі голец і акунь. Акрамя таго, будаўніцтва гідраэлектрастанцый таксама патрабуе перасялення і рассялення імігрантаў, што забяспечвае лепшыя ўмовы жыцця і магчымасці развіцця для мясцовага насельніцтва. Напрыклад, у павеце Цяоцзя размешчана гідраэлектрастанцыя Байхэтань, якая прадугледжвае перасяленне і рассяленне 48 563 чалавек. Павет Цяоцзя ператварыў зону перасялення ў сучасную урбанізаваную зону перасялення, палепшыў інфраструктуру і аб'екты грамадскага абслугоўвання, а таксама павысіў якасць жыцця і шчасце імігрантаў.
Гідраэлектрастанцыя — гэта не толькі электрастанцыя, але і станцыя, якая прыносіць карысць. Яна не толькі забяспечвае краіну чыстай энергіяй, але і спрыяе зялёнаму развіццю мясцовасці. Гэта ўзаемавыгадная сітуацыя, якая заслугоўвае нашай удзячнасці і ўрокаў.
2. Асноўныя тыпы вытворчасці гідраэлектраэнергіі
Да найбольш распаўсюджаных метадаў канцэнтраванага падзення вады адносяцца будаўніцтва плаціны, адвядзенне вады або спалучэнне абодвух.
Пабудаваць плаціну на ўчастку ракі з вялікім перападам цячэння, стварыць вадасховішча для захоўвання вады і павышэння ўзроўню вады, усталяваць вадзяную турбіну звонку плаціны, і вада з вадасховішча паступае праз водаадводны канал (адводны канал) да вадзяной турбіны ў ніжняй частцы плаціны. Вада прыводзіць у рух турбіну, якая круціцца і прыводзіць у рух генератар для выпрацоўкі электрычнасці, а затым цячэ праз адводны канал да ракі ніжэй па цячэнні. Гэта спосаб пабудаваць плаціну і пабудаваць вадасховішча для выпрацоўкі электраэнергіі.
З-за вялікай розніцы ўзроўняў вады паміж паверхняй вады вадасховішча ўнутры плаціны і паверхняй выхаду гідраўлічнай турбіны звонку плаціны, вялікая колькасць вады ў вадасховішчы можа быць выкарыстана для працы за кошт вялікай патэнцыйнай энергіі, што дазваляе дасягнуць высокага каэфіцыента выкарыстання водных рэсурсаў. Гідраэлектрастанцыя, пабудаваная з выкарыстаннем метаду канцэнтраванага падзення пры будаўніцтве плаціны, называецца гідраэлектрастанцыяй плаціннага тыпу і ў асноўным складаецца з гідраэлектрастанцый плаціннага тыпу і гідраэлектрастанцый русловага тыпу.
Стварэнне вадасховішча для захоўвання вады і павышэння ўзроўню вады ў верхнім цячэнні ракі, устаноўка гідратурбіны ў ніжнім цячэнні і адвядзенне вады з вышэйшага вадасховішча ў ніжнюю гідратурбіну праз адводны канал. Паток вады прыводзіць у рух турбіну, якая круціцца і прыводзіць у рух генератар для выпрацоўкі электрычнасці, а затым праходзіць праз адводны канал у ніжняе цячэнне ракі. Адводны канал будзе даўжэйшым і праходзіць праз гару, што з'яўляецца спосабам адвядзення вады і выпрацоўкі электраэнергіі.
З-за вялікай розніцы ўзроўняў вады H0 паміж паверхняй вадасховішча вышэй па цячэнні і паверхняй выхаду турбіны ніжэй па цячэнні, вялікая колькасць вады ў вадасховішчы працуе за кошт вялікай патэнцыйнай энергіі, што дазваляе дасягнуць высокай эфектыўнасці выкарыстання водных рэсурсаў. Гідраэлектрастанцыі, якія выкарыстоўваюць метад канцэнтраванага адводу вады, называюцца гідраэлектрастанцыямі адводнага тыпу, у асноўным да іх адносяцца гідраэлектрастанцыі напорнага адводнага тыпу і гідраэлектрастанцыі безнапорнага адводнага тыпу.
3. Як дасягнуць «19-кратнага паўторнага выкарыстання кроплі вады»?
Як вядома, гідраэлектрастанцыя Наньшань была афіцыйна завершана і ўведзена ў эксплуатацыю 30 кастрычніка 2019 года. Яна размешчана на стыку паветаў Яньюань і Бутуо ў аўтаномнай акрузе Ляншань І правінцыі Сычуань. Агульная ўсталяваная магутнасць гідраэлектрастанцыі складае 102 000 мегават. Гэта гідраэлектрастанцыя, якая комплексна выкарыстоўвае прыродныя водныя рэсурсы, энергію ветру і сонечную энергію. А самае цікавае, што гэтая гідраэлектрастанцыя не толькі выпрацоўвае электрычнасць, але і дасягае максімальнай эфектыўнасці выкарыстання водных рэсурсаў з дапамогай тэхналагічных сродкаў. Яна паўторна выкарыстоўвае адну кроплю вады 19 разоў, ствараючы дадатковыя 34,1 мільярда кілават-гадзін электраэнергіі, ствараючы мноства цудаў у галіне вытворчасці гідраэнергіі.
Па-першае, на гідраэлектрастанцыі Наньшань выкарыстоўваецца вядучая ў свеце гібрыдная тэхналогія вытворчасці гідраэнергіі, якая комплексна выкарыстоўвае прыродныя водныя рэсурсы, энергію ветру і сонечную энергію, а таксама дасягае сістэматычнай аптымізацыі і супрацоўніцтва з дапамогай тэхналагічных сродкаў, тым самым дасягаючы ўстойлівага развіцця.
Па-другое, на гідраэлектрастанцыі ўкараняюцца перадавыя тэхналогіі, такія як аналіз вялікіх дадзеных, штучны інтэлект і Інтэрнэт рэчаў, для дакладнага кіравання рознымі аспектамі, такімі як параметры блока, узровень вады, напор і расход вады, з мэтай павышэння эфектыўнасці эксплуатацыі гідраэлектрастанцыі. Напрыклад, шляхам усталявання тэхналогіі аўтаматычнага адсочвання і рэгулявання пастаяннага ціску напору, гідратурбінны генератар максімізуе выкарыстанне водных рэсурсаў, забяспечваючы бяспечную працу і дасягаючы мэты аптымізацыі і павелічэння выпрацоўкі электраэнергіі за кошт аптымізацыі напору. У той жа час, калі ўзровень вады ў вадасховішчы нізкі, гідраэлектрастанцыі ўсталёўваюць дынамічную сістэму кіравання вадасховішчам, каб запаволіць тэмпы падзення ўзроўню вады, павысіць эфектыўнасць рэцыркуляцыі і эфектыўна павялічыць магутнасць выпрацоўкі электраэнергіі.
Акрамя таго, выдатная канструкцыя гідраэлектрастанцыі Наньшань таксама мае важнае значэнне. У ёй выкарыстоўваецца вадзяная турбіна з PM (турбіна Пелтана-Мішэля), якая характарызуецца тым, што пры распыленні вады на крыльчатку плошча папярочнага сячэння сопла і хуткасць патоку да крыльчаткі могуць рэгулявацца шляхам кручэння, каб кірунак і хуткасць распылення вады адпавядалі кірунку і хуткасці кручэння крыльчаткі, максымізуючы эфектыўнасць выпрацоўкі энергіі. Акрамя таго, былі ўкаранёны перадавыя тэхналогіі, такія як тэхналогія шматкропкавага распылення вады і даданне круцільных секцый, што значна павысіла эфектыўнасць выпрацоўкі энергіі.
Нарэшце, на Наньшанскай гідраэлектрастанцыі таксама выкарыстоўваецца эксклюзіўная тэхналогія захоўвання энергіі. У зоне водазабеспячэння быў дададзены комплекс аварыйных дрэнажных збудаванняў. Дзякуючы вадасховішчам водныя рэсурсы можна падзяліць на розныя перыяды часу, выконваючы розныя функцыі, такія як вытворчасць вады і перадача энергіі, а таксама забяспечваючы эканамічнае і бяспечнае выкарыстанне водных рэсурсаў.
У цэлым, прычына, па якой ГЭС Наньшань дасягнула мэты «паўторнага выкарыстання кроплі вады ў 19 разоў», абумоўлена рознымі фактарамі, у тым ліку вядучай у свеце гібрыднай тэхналогіяй вытворчасці гідраэнергіі, ужываннем перадавых тэхналогій, эфектыўнымі механізмамі кіравання, выдатным дызайнам і ўнікальнай тэхналогіяй назапашвання энергіі. Гэта не толькі прыносіць новыя ідэі і мадэлі для развіцця гідраэнергетычнай галіны, але і забяспечвае карысныя дэманстрацыі і натхненне для ўстойлівага развіцця энергетычнай прамысловасці Кітая.
Час публікацыі: 14 жніўня 2023 г.
