Производството на хидроелектрическа енергия, като възобновяем, незамърсяващ и чист енергиен източник, отдавна е ценено от хората. В днешно време големите и средните водноелектрически централи са широко използвани и сравнително зрели технологии за възобновяема енергия в световен мащаб. Например, водноелектрическата централа „Трите клисури“ в Китай е най-голямата водноелектрическа централа в света. Големите и средните водноелектрически централи обаче имат много отрицателни въздействия върху околната среда, като например язовири, блокиращи плавния поток на естествените реки, блокиращи изхвърлянето на седименти и променящи екосистемната среда; Изграждането на водноелектрически централи също така изисква обширно наводняване на земя, което води до голям брой имигранти.
Като нов енергиен източник, малките водноелектрически централи имат много по-малко въздействие върху екологичната среда и следователно все повече се ценят от хората. Малките водноелектрически централи, както големите и средните водноелектрически централи, са водноелектрически централи. Обикновено наричаният „малки водноелектрически централи“ се отнася до водноелектрически централи или водноелектрически централи и енергийни системи с много малка инсталирана мощност, като инсталираната им мощност варира в зависимост от националните условия на всяка страна.
В Китай „малка водноелектрическа енергия“ се отнася до водноелектрически централи и поддържащи местни електропреносни мрежи с инсталиран капацитет от 25 MW или по-малко, които се финансират и управляват от местни, колективни или индивидуални организации. Малката водноелектрическа енергия принадлежи към чистата енергия без въглеродни емисии, която няма проблема с изчерпването на ресурсите и не замърсява околната среда. Тя е неразделен компонент от прилагането на стратегията за устойчиво развитие в Китай.
Развитието на възобновяема енергия, като например малки водноелектрически централи, в съответствие с местните условия и трансформирането на водноелектрически ресурси във висококачествена електроенергия играе важна роля за осигуряване на националното икономическо и социално развитие, подобряване на качеството на живот на хората, решаване на проблема с потреблението на електроенергия в райони без недостиг на електричество и мощност, насърчаване на управлението на реките, екологичното подобряване, опазването на околната среда и местното социално-икономическо развитие.
Китай разполага с изобилие от ресурси от малки водноелектрически централи, с теоретично оценен резерв от 150 милиона kW и потенциална инсталирана мощност над 70 000 MW за развитие. Неизбежен избор е енергичното развитие на малките водноелектрически централи за подобряване на енергийната структура в контекста на опазването на околната среда с ниски въглеродни емисии, пестенето на енергия и намаляването на емисиите, както и устойчивото развитие. Според плана на Министерството на водните ресурси, до 2020 г. Китай ще изгради 10 провинции с малки водноелектрически централи с инсталирана мощност над 5 милиона kW, 100 големи бази с малки водноелектрически централи с инсталирана мощност над 200 000 kW и 300 окръга с малки водноелектрически централи с инсталирана мощност над 100 000 kW. До 2023 г., както е планирано от Министерството на водните ресурси, производството на малка водноелектрическа енергия не само ще постигне целта за 2020 г., но и ще има по-голямо развитие на тази основа.
Водноелектрическата централа е система за производство на енергия, която преобразува водната енергия в електричество чрез водна турбина, а генераторният агрегат с водна турбина е основното устройство за постигане на преобразуване на енергия в малки водноелектрически системи. Процесът на преобразуване на енергията в един хидроелектрически генераторен агрегат е разделен на два етапа.
Първият етап преобразува потенциалната енергия на водата в механична енергия на водната турбина. Водният поток има различна потенциална енергия на различна надморска височина и терен. Когато водният поток от по-висока позиция въздейства върху турбината на по-ниска позиция, потенциалната енергия, генерирана от промяната на нивото на водата, се преобразува в механична енергия на турбината.
Във втория етап механичната енергия на водната турбина първо се преобразува в електрическа енергия, която след това се предава към електрическото оборудване през преносните линии на електрическата мрежа. След като е засегната от водния поток, водната турбина задвижва коаксиално свързания генератор да се върти. Въртящият се ротор на генератора задвижва възбуждащото магнитно поле да се върти, а статорната намотка на генератора пресича линиите на възбуждащото магнитно поле, за да генерира индуцирана електродвижеща сила. От една страна, тя извежда електрическа енергия, а от друга страна, генерира електромагнитен спирачен момент в обратна посока на въртене върху ротора. Водният поток непрекъснато въздейства върху устройството на водната турбина и въртящият момент, получен от водната турбина от водния поток, преодолява електромагнитния спирачен момент, генериран в ротора на генератора. Когато двете достигнат равновесие, агрегатът на водната турбина ще работи с постоянна скорост, за да генерира стабилно електричество и да завърши преобразуването на енергия.
Водноелектрическият генератор е важно устройство за преобразуване на енергия, което преобразува потенциалната енергия на водата в електрическа енергия. Обикновено се състои от водна турбина, генератор, регулатор на скоростта, система за възбуждане, охладителна система и оборудване за управление на електроцентралата. Кратко въведение във видовете и функциите на основното оборудване в типичен водноелектрически генератор е както следва:
1) Водна турбина. Има два често използвани вида водни турбини: импулсни и реактивни.
2) Генератор. Повечето генератори използват електрически възбудени синхронни генератори.
3) Система за възбуждане. Поради факта, че генераторите обикновено са електрически възбудени синхронни генератори, е необходимо да се контролира системата за постояннотоково възбуждане, за да се постигне регулиране на напрежението, както и регулиране на активната и реактивната мощност на електрическата енергия, с цел подобряване на качеството на изходната електрическа енергия.
4) Устройство за регулиране и управление на скоростта (включително регулатор на скоростта и устройство за налягане на маслото). Регулаторът се използва за регулиране на скоростта на водната турбина, така че честотата на изходната електрическа енергия да отговаря на изискванията за захранване.
5) Охлаждаща система. Малките водноелектрически генератори използват главно въздушно охлаждане, като използват вентилационна система, която помага за разсейване на топлината и охлаждане на повърхността на статора, ротора и желязната сърцевина на генератора.
6) Спирачно устройство. Хидравличните генератори с номинален капацитет, надвишаващ определена стойност, са оборудвани със спирачни устройства.
7) Оборудване за управление на електроцентрали. Повечето оборудване за управление на електроцентрали използва компютърно цифрово управление, за да постигне функции като свързване към мрежата, регулиране на честотата, регулиране на напрежението, регулиране на фактора на мощността, защита и комуникация на производството на водноелектрическа енергия.
Малките водноелектрически централи могат да бъдат разделени на отклоняващи, язовирни и хибридни въз основа на метода на концентриран напор. Повечето малки водноелектрически централи в Китай са сравнително икономични малки водноелектрически централи от отклоняващ тип.
Характеристиките на производството на малка водноелектрическа енергия са малък мащаб на изграждане на станцията, просто инженерство, лесно снабдяване с оборудване и по същество самостоятелна употреба, без да се пренася електричество до места, отдалечени от станцията; малката водноелектрическа мрежа има малък капацитет, а капацитетът за производство на електроенергия също е малък. Отказът от малки водноелектрически централи има силни локални и масови характеристики.
Като чист източник на енергия, малките водноелектрически централи са допринесли за изграждането на социалистически нови енергийни села в Китай. Вярваме, че комбинацията от малки водноелектрически централи и технология за съхранение на енергия ще направи развитието на малките водноелектрически централи по-привлекателно в бъдеще!
Време на публикуване: 11 декември 2023 г.
