Вытворчасць гідраэлектраэнергіі як аднаўляльная, экалагічна чыстая і бяспечная крыніца энергіі даўно цэніцца людзьмі. У наш час буйныя і сярэднія гідраэлектрастанцыі шырока выкарыстоўваюцца, і тэхналогіі аднаўляльных крыніц энергіі адносна развітыя ва ўсім свеце. Напрыклад, гідраэлектрастанцыя «Тры цясніны» ў Кітаі з'яўляецца найбуйнейшай гідраэлектрастанцыяй у свеце. Аднак буйныя і сярэднія гідраэлектрастанцыі маюць шмат негатыўных наступстваў для навакольнага асяроддзя, такіх як плаціны, якія блакуюць бесперабойны паток натуральных рэк, блакуюць скід наносаў і змяняюць экасістэму; будаўніцтва гідраэлектрастанцый таксама патрабуе шырокага затаплення зямель, што прыводзіць да вялікай колькасці імігрантаў.
Як новая крыніца энергіі, малая гідраэнергетыка аказвае значна меншы ўплыў на навакольнае асяроддзе і таму ўсё больш цэніцца людзьмі. Малыя гідраэлектрастанцыі, як і буйныя і сярэднія гідраэлектрастанцыі, з'яўляюцца гідраэлектрастанцыямі. Звычайна пад «малой гідраэнергіяй» разумеюцца гідраэлектрастанцыі або гідраэлектрастанцыі і энергасістэмы з вельмі малой усталяванай магутнасцю, прычым іх усталяваная магутнасць вар'іруецца ў залежнасці ад нацыянальных умоў кожнай краіны.
У Кітаі пад «малой гідраэнергетыкай» разумеюцца гідраэлектрастанцыі і мясцовыя электрасеткі з усталяванай магутнасцю 25 МВт або менш, якія фінансуюцца і кіруюцца мясцовымі, калектыўнымі або індывідуальнымі арганізацыямі. Малая гідраэнергетыка належыць да чыстай энергіі без выкідаў вугляроду, якая не мае праблемы з вычарпаннем рэсурсаў і не забруджвае навакольнае асяроддзе. Яна з'яўляецца неад'емным кампанентам рэалізацыі Кітайскай стратэгіі ўстойлівага развіцця.
Развіццё аднаўляльных крыніц энергіі, такіх як малыя гідраэнергетычныя рэсурсы, у адпаведнасці з мясцовымі ўмовамі і пераўтварэнне гідраэнергетычных рэсурсаў у высакаякасную электрычнасць адыгралі важную ролю ў забеспячэнні нацыянальнага эканамічнага і сацыяльнага развіцця, паляпшэнні якасці жыцця людзей, вырашэнні праблемы спажывання электраэнергіі ў раёнах без дэфіцыту электрычнасці і магутнасці, садзейнічанні кіраванню рэкамі, паляпшэнню экалагічнага стану, ахове навакольнага асяроддзя і мясцовым сацыяльна-эканамічным развіцці.
Кітай валодае багатымі запасамі малых гідраэнергетычных рэсурсаў, тэарэтычны рэзерв якіх ацэньваецца ў 150 мільёнаў кВт, а патэнцыйная ўсталяваная магутнасць — больш за 70 000 МВт. Непазбежным выбарам з'яўляецца актыўнае развіццё малых гідраэнергетычных рэсурсаў для паляпшэння энергетычнай структуры ў кантэксце аховы навакольнага асяроддзя з нізкім узроўнем вугляроду, энергазберажэння і скарачэння выкідаў, а таксама ўстойлівага развіцця. Згодна з планам Міністэрства водных рэсурсаў, да 2020 года ў Кітаі будзе пабудавана 10 правінцый малых гідраэнергетычных рэсурсаў з усталяванай магутнасцю больш за 5 мільёнаў кВт, 100 буйных баз малых гідраэнергетычных рэсурсаў з усталяванай магутнасцю больш за 200 000 кВт і 300 акругаў малых гідраэнергетычных рэсурсаў з усталяванай магутнасцю больш за 100 000 кВт. Да 2023 года, паводле планаў Міністэрства водных рэсурсаў, вытворчасць малых гідраэнергетычных рэсурсаў не толькі дасягне мэты 2020 года, але і атрымае большае развіццё на гэтай аснове.
Гідраэлектрастанцыя — гэта сістэма вытворчасці электраэнергіі, якая пераўтварае энергію вады ў электрычнасць з дапамогай вадзяной турбіны, а генератарная ўстаноўка вадзяной турбіны з'яўляецца асноўнай прыладай для пераўтварэння энергіі ў малых гідраэнергетычных сістэмах. Працэс пераўтварэння энергіі ў гідрагенератарнай ўстаноўцы падзелены на два этапы.
Першы этап пераўтварае патэнцыяльную энергію вады ў механічную энергію вадзяной турбіны. Паток вады мае розную патэнцыяльную энергію на розных вышынях і рэльефах. Калі паток вады з больш высокага месца ўздзейнічае на турбіну, якая знаходзіцца ў ніжэйшым месцы, патэнцыяльная энергія, якая генеруецца зменай узроўню вады, пераўтвараецца ў механічную энергію турбіны.
На другім этапе механічная энергія вадзяной турбіны спачатку пераўтвараецца ў электрычную энергію, якая затым перадаецца на электраабсталяванне па лініях электраперадачы. Пасля ўздзеяння патоку вады вадзяная турбіна прыводзіць у рух кааксіяльна падлучаны генератар. Круцельны ротар генератара прыводзіць у рух магнітнае поле ўзбуджэння, а абмотка статара генератара пераразае лініі магнітнага поля ўзбуджэння, ствараючы індуцыраваную электрарухаючую сілу. З аднаго боку, яна выпрацоўвае электрычную энергію, а з другога боку, генеруе электрамагнітны тармазны момант у процілеглым кірунку кручэння на ротары. Паток вады пастаянна ўздзейнічае на прыладу вадзяной турбіны, і крутоўны момант, які атрымліваецца вадзяной турбінай ад патоку вады, пераадольвае электрамагнітны тармазны момант, які ствараецца ў ротары генератара. Калі яны дасягаюць раўнавагі, агрэгат вадзяной турбіны будзе працаваць з пастаяннай хуткасцю, стабільна выпрацоўваючы электрычнасць і завяршаючы пераўтварэнне энергіі.
Гідраэлектрагенератарная ўстаноўка — гэта важная прылада пераўтварэння энергіі, якая пераўтварае патэнцыяльную энергію вады ў электрычную энергію. Звычайна яна складаецца з вадзяной турбіны, генератара, рэгулятара хуткасці, сістэмы ўзбуджэння, сістэмы астуджэння і абсталявання для кіравання электрастанцыяй. Кароткае ўвядзенне ў тыпы і функцыі асноўнага абсталявання ў тыповай гідраэлектрагенератарнай ўстаноўцы выглядае наступным чынам:
1) Вадзяная турбіна. Існуе два найбольш распаўсюджаныя тыпы вадзяных турбін: імпульсныя і рэактыўныя.
2) Генератар. У большасці генератараў выкарыстоўваюцца сінхронныя генератары з электрычным узбуджэннем.
3) Сістэма ўзбуджэння. Паколькі генератары звычайна з'яўляюцца сінхроннымі генератарамі з электрычным узбуджэннем, неабходна кіраваць сістэмай узбуджэння пастаянным токам для рэгулявання напружання, актыўнай і рэактыўнай магутнасці электрычнай энергіі, каб палепшыць якасць выходнай электрычнай энергіі.
4) Прылада рэгулявання і кіравання хуткасцю (у тым ліку рэгулятар хуткасці і прылада ціску алею). Рэгулятар выкарыстоўваецца для рэгулявання хуткасці воднай турбіны, каб частата выходнай электрычнай энергіі адпавядала патрабаванням крыніцы харчавання.
5) Сістэма астуджэння. Малыя гідрагенератары ў асноўным выкарыстоўваюць паветранае астуджэнне, выкарыстоўваючы вентыляцыйную сістэму для адводу цяпла і астуджэння паверхні статара, ротара і жалезнага стрыжня генератара.
6) Тармазная прылада. Гідрагенератары з намінальнай магутнасцю, якая перавышае пэўнае значэнне, абсталяваны тармазнымі прыладамі.
7) Абсталяванне кіравання электрастанцыяй. Большасць абсталявання кіравання электрастанцыямі выкарыстоўвае лічбавае камп'ютэрнае кіраванне для выканання такіх функцый, як падключэнне да сеткі, рэгуляванне частаты, рэгуляванне напружання, рэгуляванне каэфіцыента магутнасці, абарона і сувязь вытворчасці гідраэлектраэнергіі.
Малыя гідраэлектрастанцыі можна падзяліць на дэгідрацыйныя, плацінавыя і гібрыдныя ў залежнасці ад метаду канцэнтраванага напору. Большасць малых гідраэлектрастанцый у Кітаі з'яўляюцца адносна эканамічнымі малымі гідраэлектрастанцыямі дэгідрацыйнага тыпу.
Характэрнымі рысамі вытворчасці электраэнергіі малымі гідраэлектрастанцыямі з'яўляюцца невялікія маштабы будаўніцтва станцый, простае праектаванне, лёгкае набыццё абсталявання і, па сутнасці, самастойнае выкарыстанне без перадачы электраэнергіі ў месцы, аддаленыя ад станцыі; сетка малых гідраэлектрастанцый мае невялікую магутнасць, і магутнасць выпрацоўкі электраэнергіі таксама невялікая. Адмова ад малых гідраэлектрастанцый мае моцныя лакальныя і масавыя характарыстыкі.
Як крыніца чыстай энергіі, малая гідраэнергетыка спрыяла будаўніцтву новых сацыялістычных энергетычных вёсак у Кітаі. Мы лічым, што спалучэнне малой гідраэнергетыкі і тэхналогіі захоўвання энергіі зробіць развіццё малой гідраэнергетыкі больш прывабным у будучыні!
Час публікацыі: 11 снежня 2023 г.
