Kako se kap vode može ponovo upotrijebiti 19 puta? Članak otkriva misterije proizvodnje hidroelektrične energije
Dugo vremena, proizvodnja hidroelektrične energije bila je važno sredstvo snabdijevanja električnom energijom. Rijeka teče hiljadama kilometara, sadržeći ogromnu energiju. Razvoj i korištenje prirodne energije vode u električnu energiju naziva se proizvodnja hidroelektrične energije. Proces proizvodnje hidroelektrične energije je zapravo proces pretvorbe energije.
1. Šta je pumpno-akumulacijska elektrana?
Reverzibilne elektrane su trenutno tehnološki najzrelija i najstabilnija metoda skladištenja energije velikog kapaciteta. Izgradnjom ili korištenjem postojeća dva rezervoara formira se pad, a višak električne energije iz elektroenergetskog sistema tokom perioda niskog opterećenja pumpa se na visoka mjesta radi skladištenja. Tokom perioda vršnog opterećenja, električna energija se proizvodi ispuštanjem vode, poznata kao "super energetska banka".
Hidroelektrane su postrojenja koja koriste kinetičku energiju protoka vode za proizvodnju električne energije. Obično se grade na visokim padovima rijeka, koristeći brane za presretanje protoka vode i formiranje rezervoara, koji zatim pretvaraju energiju vode u električnu energiju putem vodnih turbina i generatora.
Međutim, efikasnost proizvodnje energije jedne hidroelektrane nije visoka jer nakon što voda prođe kroz hidroelektranu, još uvijek postoji mnogo preostale kinetičke energije koja se ne koristi. Ako se više hidroelektrana može povezati serijski i formirati kaskadni sistem, kap vode može se aktivirati više puta na različitim visinama, čime se poboljšava efikasnost proizvodnje energije.
Koje su prednosti hidroelektrana osim proizvodnje električne energije? U stvari, izgradnja hidroelektrana također ima važan utjecaj na lokalni ekonomski i društveni razvoj.
S jedne strane, izgradnja hidroelektrana može potaknuti izgradnju lokalne infrastrukture i industrijski razvoj. Izgradnja hidroelektrana zahtijeva veliku količinu radne snage, materijalnih resursa i finansijskih ulaganja, što pruža lokalne mogućnosti zapošljavanja i tržišnu potražnju, potiče razvoj povezanih industrijskih lanaca i povećava lokalne fiskalne prihode. Na primjer, ukupna investicija projekta hidroelektrane Wudongde iznosi oko 120 milijardi juana, što može potaknuti regionalna ulaganja od 100 do 125 milijardi juana. Tokom perioda izgradnje, prosječno godišnje povećanje zaposlenosti iznosi oko 70.000 ljudi, što predstavlja novu pokretačku snagu za lokalni ekonomski rast.
S druge strane, izgradnja hidroelektrana može poboljšati lokalno ekološko okruženje i dobrobit ljudi. Izgradnja hidroelektrana ne bi trebala samo slijediti stroge ekološke standarde, već bi trebala provoditi i ekološku obnovu i zaštitu, uzgajati i puštati rijetke ribe, poboljšavati riječne pejzaže i promovirati biodiverzitet. Na primjer, od osnivanja hidroelektrane Wudongde, pušteno je više od 780.000 rijetkih ribljih mlađi poput ribe s razdvojenim trbuhom, bijele kornjače, tanke loache i brancina. Osim toga, izgradnja hidroelektrana također zahtijeva preseljenje i naseljavanje imigranata, što pruža bolje životne uvjete i mogućnosti razvoja za lokalno stanovništvo. Na primjer, okrug Qiaojia je lokacija hidroelektrane Baihetan, koja uključuje preseljenje i naseljavanje 48.563 ljudi. Okrug Qiaojia je transformirao područje preseljenja u moderno urbanizirano područje preseljenja, poboljšao infrastrukturu i objekte javnih usluga te poboljšao kvalitet života i sreću imigrantskog stanovništva.
Hidroelektrana nije samo elektrana, već i postrojenje koje donosi korist. Ona ne samo da obezbjeđuje čistu energiju za zemlju, već i donosi zeleni razvoj lokalnom području. Ovo je obostrano korisna situacija koja zaslužuje naše poštovanje i učenje.
2. Osnovne vrste proizvodnje hidroelektrične energije
Uobičajeno korištene metode koncentriranog pada uključuju izgradnju brana, preusmjeravanje vode ili kombinaciju oboje.
Izgraditi branu na dijelu rijeke s velikim padom, uspostaviti rezervoar za skladištenje vode i podizanje nivoa vode, postaviti vodnu turbinu izvan brane, a voda iz rezervoara teče kroz kanal za preusmjeravanje vode (preusmjerni kanal) do vodne turbine u donjem dijelu brane. Voda pokreće turbinu da se okreće i pokreće generator za proizvodnju električne energije, a zatim teče kroz odvodni kanal do nizvodne rijeke. Ovo je način izgradnje brane i izgradnje rezervoara za proizvodnju energije.
Zbog velike razlike u nivou vode između površine rezervoara unutar brane i izlazne površine hidraulične turbine izvan brane, velika količina vode u rezervoaru može se iskoristiti za rad putem velike potencijalne energije, čime se može postići visoka stopa iskorištenja vodnih resursa. Hidroelektrana izgrađena korištenjem metode koncentriranog pada pri izgradnji brane naziva se hidroelektrana branskog tipa, a uglavnom se sastoji od hidroelektrana branskog tipa i hidroelektrana riječnog tipa.
Uspostavljanje rezervoara za skladištenje vode i podizanje nivoa vode u gornjem toku rijeke, postavljanje vodne turbine u donjem toku i preusmjeravanje vode iz uzvodnog rezervoara u donju vodnu turbinu kroz odvodni kanal. Protok vode pokreće turbinu da se okreće i pokreće generator za proizvodnju električne energije, a zatim prolazi kroz odvodni kanal do donjeg toka rijeke. Odvodni kanal će biti duži i prolaziti kroz planinu, što predstavlja način preusmjeravanja vode i proizvodnje električne energije.
Zbog velike razlike nivoa vode H0 između uzvodne površine rezervoara i izlazne površine turbine nizvodno, velika količina vode u rezervoaru djeluje putem velike potencijalne energije, što može postići visoku efikasnost korištenja vodnih resursa. Hidroelektrane koje koriste metodu koncentriranog pritiska vode nazivaju se hidroelektrane derivacionog tipa, a uglavnom uključuju hidroelektrane derivacionog tipa pod pritiskom i hidroelektrane derivacionog tipa bez pritiska.
3. Kako postići „19 puta ponovnu upotrebu kapi vode“?
Hidroelektrana Nanshan je zvanično završena i puštena u rad 30. oktobra 2019. godine, a nalazi se na spoju okruga Yanyuan i Butuo u autonomnoj prefekturi Liangshan Yi, provincija Sečuan. Ukupni instalirani kapacitet hidroelektrane je 102.000 megavata, što je hidroelektrana koja sveobuhvatno koristi prirodne vodne resurse, energiju vjetra i solarnu energiju. A najupečatljivije je to što ova hidroelektrana ne samo da proizvodi električnu energiju, već i postiže vrhunsku efikasnost vodnih resursa putem tehnoloških sredstava. Ona više puta koristi kap vode 19 puta, stvarajući dodatnih 34,1 milijardu kilovat-sati električne energije, stvarajući višestruka čuda u oblasti proizvodnje hidroenergije.
Prvo, hidroelektrana Nanshan usvaja vodeću svjetsku hibridnu tehnologiju za proizvodnju hidroenergije, koja sveobuhvatno koristi prirodne vodne resurse, energiju vjetra i solarnu energiju, te postiže sistematsku optimizaciju i saradnju putem tehnoloških sredstava, čime se postiže održivi razvoj.
Drugo, hidroelektrana uvodi najsavremenije tehnologije poput analize velikih podataka, vještačke inteligencije i Interneta stvari kako bi fino upravljala različitim aspektima kao što su parametri jedinice, nivo vode, pad i protok vode, s ciljem poboljšanja operativne efikasnosti hidroelektrane. Na primjer, uspostavljanjem tehnologije automatskog praćenja i regulacije konstantnog pritiska vode, jedinica generatora vodene turbine maksimizira korištenje vodnih resursa, a istovremeno osigurava siguran rad, postižući cilj optimizacije i povećanja proizvodnje energije kroz optimizaciju pada. Istovremeno, kada je nivo vode u akumulaciji nizak, hidroelektrane uspostavljaju dinamički sistem upravljanja akumulacijom kako bi usporile brzinu pada nivoa vode, poboljšale efikasnost recikliranja i efikasno povećale kapacitet proizvodnje energije.
Pored toga, odličan dizajn hidroelektrane Nanshan je također nezamjenjiv. Koristi PM vodenu turbinu (Pelton Michel turbina), koju karakterizira činjenica da se prilikom prskanja vode na impeler, površina poprečnog presjeka mlaznice i brzina protoka prema impeleru mogu podešavati rotacijom, tako da se smjer i brzina prskanja vode usklade sa smjerom i brzinom rotacije impelera, maksimizirajući efikasnost proizvodnje energije. Osim toga, usvojene su napredne tehnologije poput tehnologije višetočkovnog prskanja vode i dodavanja rotirajućih sekcija, što značajno poboljšava efikasnost proizvodnje energije.
Konačno, hidroelektrana Nanshan također usvaja ekskluzivnu tehnologiju skladištenja energije. U području taloženja vode dodan je set hitnih odvodnih uređaja za nivo vode. Pomoću rezervoara za skladištenje vode, vodni resursi mogu se podijeliti u različite vremenske periode, postižući višestruke funkcije kao što su proizvodnja vode i prijenos energije, te osiguravajući ekonomično i sigurno korištenje vodnih resursa.
Sveukupno, razlog zašto je hidroelektrana Nanshan postigla cilj „ponovnog korištenja 19 puta jedne kapi vode“ je zbog različitih faktora, uključujući vodeću svjetsku hibridnu tehnologiju proizvodnje hidroenergije, primjenu najsavremenije tehnologije, efikasne mehanizme upravljanja, odličan dizajn i jedinstvenu tehnologiju skladištenja energije. Ovo ne samo da donosi nove ideje i modele za razvoj hidroenergetske industrije, već i pruža korisne demonstracije i inspiracije za održivi razvoj kineske energetske industrije.
Vrijeme objave: 14. avg. 2023.
