Proizvodnja hidroelektrane, kao obnovljiv, nezagađujući i čist izvor energije, odavno je cijenjena od strane ljudi. Danas se velike i srednje hidroelektrane široko koriste i relativno su zrele tehnologije obnovljive energije širom svijeta. Na primjer, hidroelektrana Tri klisure u Kini je najveća hidroelektrana na svijetu. Međutim, velike i srednje hidroelektrane imaju mnogo negativnih utjecaja na okoliš, poput brana koje blokiraju nesmetan tok prirodnih rijeka, blokiraju ispuštanje sedimenta i mijenjaju ekosistem; Izgradnja hidroelektrana također zahtijeva opsežno plavljenje zemljišta, što rezultira velikim brojem imigranata.
Kao novi izvor energije, male hidroelektrane imaju mnogo manji utjecaj na ekološku okolinu i stoga ih ljudi sve više cijene. Male hidroelektrane, kao i velike i srednje hidroelektrane, spadaju u hidroelektrane. Uobičajeni naziv "male hidroelektrane" odnosi se na hidroelektrane ili hidroelektrane i elektroenergetske sisteme s vrlo malim instaliranim kapacitetom, a njihov instalirani kapacitet varira ovisno o nacionalnim uvjetima svake zemlje.
U Kini, „male hidroelektrane“ se odnose na hidroelektrane i prateće lokalne elektroenergetske mreže instaliranog kapaciteta 25 MW ili manje, koje finansiraju i njima upravljaju lokalni, kolektivni ili pojedinačni subjekti. Male hidroelektrane pripadaju čistoj energiji bez ugljika, koja nema problem iscrpljivanja resursa i ne uzrokuje zagađenje okoliša. One su neizostavna komponenta kineske implementacije strategije održivog razvoja.
Razvoj obnovljivih izvora energije, kao što su male hidroelektrane, u skladu s lokalnim uvjetima i transformacija hidroenergetskih resursa u visokokvalitetnu električnu energiju odigrala je važnu ulogu u osiguravanju nacionalnog ekonomskog i društvenog razvoja, poboljšanju kvalitete života ljudi, rješavanju problema potrošnje električne energije u područjima bez nestašice električne energije i energije, promoviranju upravljanja rijekama, ekološkom poboljšanju, zaštiti okoliša i lokalnom društveno-ekonomskom razvoju.
Kina ima obilne rezerve malih hidroenergetskih resursa, sa teoretskom procijenjenom rezervom od 150 miliona kW i potencijalnim instaliranim kapacitetom od preko 70.000 MW za razvoj. Neizbježan je izbor snažno razvijati male hidroenergetske resurse kako bi se poboljšala energetska struktura u kontekstu zaštite okoliša s niskim udjelom ugljika, uštede energije i smanjenja emisija, te održivog razvoja. Prema planu Ministarstva vodnih resursa, do 2020. godine Kina će izgraditi 10 provincija malih hidroenergetskih kapaciteta s instaliranim kapacitetom od preko 5 miliona kW, 100 velikih baza malih hidroelektrana s instaliranim kapacitetom od preko 200.000 kW i 300 okruga malih hidroelektrana s instaliranim kapacitetom od preko 100.000 kW. Do 2023. godine, kako planira Ministarstvo vodnih resursa, proizvodnja energije iz malih hidroelektrana ne samo da će dostići cilj za 2020. godinu, već će na toj osnovi imati i veći razvoj.
Hidroelektrana je sistem za proizvodnju energije koji pretvara energiju vode u električnu energiju putem vodne turbine, a generatorski set vodne turbine je osnovni uređaj za postizanje konverzije energije u malim hidroenergetskim sistemima. Proces konverzije energije hidroelektrane podijeljen je u dvije faze.
Prva faza pretvara potencijalnu energiju vode u mehaničku energiju vodne turbine. Protok vode ima različitu potencijalnu energiju na različitim nadmorskim visinama i terenima. Kada protok vode sa više pozicije udari u turbinu na nižoj poziciji, potencijalna energija generisana promjenom nivoa vode pretvara se u mehaničku energiju turbine.
U drugoj fazi, mehanička energija vodene turbine se prvo pretvara u električnu energiju, koja se zatim prenosi na električnu opremu putem dalekovoda električne mreže. Nakon što je izložena uticaju protoka vode, vodena turbina pokreće koaksijalni generator da se okreće. Rotirajući rotor generatora pokreće pobudno magnetsko polje, a namotaj statora generatora presijeca linije pobudnog magnetskog polja kako bi generirao indukovanu elektromotornu silu. S jedne strane, proizvodi električnu energiju, a s druge strane generiše elektromagnetski kočioni moment u suprotnom smjeru rotacije na rotoru. Protok vode kontinuirano utiče na uređaj vodene turbine, a rotacijski moment koji vodena turbina dobija od protoka vode savladava elektromagnetski kočioni moment generisan u rotoru generatora. Kada ta dva faktora dostignu ravnotežu, jedinica vodene turbine će raditi konstantnom brzinom kako bi stabilno generisala električnu energiju i završila konverziju energije.
Hidroelektranski generator je važan uređaj za pretvorbu energije koji pretvara potencijalnu energiju vode u električnu energiju. Obično se sastoji od vodene turbine, generatora, regulatora brzine, sistema pobude, sistema za hlađenje i opreme za upravljanje elektranom. Kratak uvod u vrste i funkcije glavne opreme u tipičnom hidroelektranskom generatoru je sljedeći:
1) Vodna turbina. Postoje dvije uobičajeno korištene vrste vodnih turbina: impulsne i reaktivne.
2) Generator. Većina generatora koristi električno pobuđene sinhrone generatore.
3) Sistem pobude. Zbog činjenice da su generatori uglavnom električno pobudjeni sinhroni generatori, potrebno je upravljati sistemom pobude istosmjernom strujom kako bi se postigla regulacija napona, regulacija aktivne i reaktivne snage električne energije, a u cilju poboljšanja kvaliteta izlazne električne energije.
4) Uređaj za regulaciju i kontrolu brzine (uključujući regulator brzine i uređaj za pritisak ulja). Regulator se koristi za regulaciju brzine vodene turbine, tako da frekvencija izlazne električne energije zadovoljava zahtjeve napajanja.
5) Sistem hlađenja. Mali hidrogeneratori uglavnom koriste hlađenje zrakom, koristeći ventilacijski sistem koji pomaže u odvođenju topline i hlađenju površine statora, rotora i željeznog jezgra generatora.
6) Uređaj za kočenje. Hidraulični generatori s nazivnim kapacitetom koji prelazi određenu vrijednost opremljeni su uređajima za kočenje.
7) Oprema za upravljanje elektranama. Većina opreme za upravljanje elektranama koristi računarsko digitalno upravljanje kako bi postigla funkcije kao što su priključak na mrežu, regulacija frekvencije, regulacija napona, regulacija faktora snage, zaštita i komunikacija proizvodnje hidroelektrične energije.
Male hidroelektrane mogu se podijeliti na derivacijski tip, tip brane i hibridni tip na osnovu metode koncentriranog pada. Većina malih hidroelektrana u Kini su relativno ekonomične male hidroelektrane derivacijskog tipa.
Karakteristike proizvodnje električne energije iz malih hidroelektrana su mala veličina izgradnje elektrane, jednostavno inženjerstvo, laka nabavka opreme i u osnovi samostalna upotreba, bez prenosa električne energije na mjesta daleko od elektrane; Mreža malih hidroelektrana ima mali kapacitet, a i kapacitet proizvodnje električne energije je mali. Odbacivanje malih hidroelektrana ima snažne lokalne i masovne karakteristike.
Kao čisti izvor energije, male hidroelektrane su doprinijele izgradnji socijalističkih novih energetskih sela u Kini. Vjerujemo da će kombinacija malih hidroelektrana i tehnologije skladištenja energije učiniti razvoj malih hidroelektrana privlačnijim u budućnosti!
Vrijeme objave: 11. decembar 2023.
