Jak lze kapku vody znovu použít 19krát? Článek odhaluje záhady výroby vodní energie
Výroba vodní energie byla po dlouhou dobu důležitým zdrojem elektřiny. Řeka teče tisíce kilometrů a obsahuje obrovské množství energie. Rozvoj a využití přirozené vodní energie na elektřinu se nazývá výroba vodní energie. Proces výroby vodní energie je ve skutečnosti proces přeměny energie.
1. Co je to přečerpávací elektrárna?
Přečerpávací elektrárny jsou v současnosti technologicky nejvyspělejší a nejstabilnější metodou skladování energie s vysokou kapacitou. Vybudováním nebo využitím stávajících dvou nádrží se vytvoří útlum a přebytečná elektřina z energetické soustavy se během období nízkého zatížení přečerpává do výše položených míst k uložení. Během období špičkového zatížení se elektřina vyrábí vypouštěním vody, což je známé jako „super powerbanka“.
Vodní elektrárny jsou zařízení, která využívají kinetickou energii proudu vody k výrobě elektřiny. Obvykle se staví na vysokých spádech řek, přičemž se k zachycení proudu vody a vytvoření nádrží používají přehrady, které pak pomocí vodních turbín a generátorů přeměňují energii vody na elektřinu.
Účinnost výroby energie jedné vodní elektrárny však není vysoká, protože po průtoku vody vodní elektrárnou stále zbývá mnoho nevyužité kinetické energie. Pokud lze zapojit více vodních elektráren do série a vytvořit tak kaskádový systém, lze kapku vody aktivovat několikrát v různých výškách, čímž se zlepší účinnost výroby energie.
Jaké jsou výhody vodních elektráren kromě výroby elektřiny? Výstavba vodních elektráren má ve skutečnosti také významný dopad na místní ekonomický a sociální rozvoj.
Na jedné straně může výstavba vodních elektráren podpořit výstavbu místní infrastruktury a průmyslový rozvoj. Výstavba vodních elektráren vyžaduje velké množství pracovní síly, materiálních zdrojů a finančních investic, což poskytuje místní pracovní příležitosti a poptávku na trhu, podporuje rozvoj souvisejících průmyslových řetězců a zvyšuje místní fiskální příjmy. Například celkové investice do projektu vodní elektrárny Wudongde činí přibližně 120 miliard juanů, což může podpořit regionální související investice ve výši 100 až 125 miliard juanů. Během období výstavby se průměrný roční nárůst zaměstnanosti pohybuje kolem 70 000 lidí, což vytváří novou hnací sílu pro místní hospodářský růst.
Na druhou stranu může výstavba vodních elektráren zlepšit místní ekologické prostředí a blahobyt lidí. Výstavba vodních elektráren by měla nejen dodržovat přísné environmentální normy, ale také provádět ekologickou obnovu a ochranu, chovat a vypouštět vzácné ryby, zlepšovat říční krajinu a podporovat biodiverzitu. Například od založení vodní elektrárny Wudongde bylo vypuštěno více než 780 000 vzácných rybích plůdků, jako je ryba štíhlá, želva bílá, sekavec dlouhý a okoun. Kromě toho výstavba vodních elektráren vyžaduje také přesídlení a znovuusídlení imigrantů, což místním obyvatelům poskytuje lepší životní podmínky a rozvojové příležitosti. Například v okrese Qiaojia se nachází vodní elektrárna Baihetan, která zahrnovala přesídlení a znovuusídlení 48 563 lidí. Okres Qiaojia transformoval oblast přesídlení na moderní urbanizovanou oblast přesídlení, zlepšil infrastrukturu a zařízení veřejných služeb a zlepšil kvalitu života a štěstí imigrantské populace.
Vodní elektrárna není jen elektrárna, ale také zdroj přínosu. Nejenže dodává čistou energii zemi, ale také přináší zelený rozvoj do místní oblasti. Je to oboustranně výhodná situace, která si zaslouží naše uznání a poučení.
2. Základní typy výroby vodní energie
Mezi běžně používané metody koncentrovaného srážení patří výstavba přehrad, odvádění vody nebo kombinace obojího.
V úseku řeky s velkým spádem postavte přehradu, vybudujte nádrž pro zadržování vody a zvyšování hladiny, vně přehrady instalujte vodní turbínu a voda z nádrže bude protékat odváděcím kanálem (odklonným kanálem) do vodní turbíny ve spodní části přehrady. Voda pohání turbínu k otáčení a pohánět generátor pro výrobu elektřiny a poté protéká odpadním kanálem do řeky po proudu. Takto se staví přehrada a vybuduje nádrž pro výrobu energie.
Vzhledem k velkému rozdílu hladiny vody mezi hladinou nádrže uvnitř přehrady a výstupní hladinou hydraulické turbíny vně přehrady lze velké množství vody v nádrži využít k práci s velkým potenciálním zdrojem, čímž lze dosáhnout vysoké míry využití vodních zdrojů. Vodní elektrárna postavená metodou koncentrovaného poklesu při výstavbě přehrady se nazývá přehradní vodní elektrárna a skládá se převážně z přehradních vodních elektráren a vodních elektráren korytového typu.
Zřízení nádrže pro akumulaci vody a zvýšení hladiny vody v horním toku řeky, instalace vodní turbíny v dolním toku a odvedení vody z horní nádrže do dolní vodní turbíny odváděcím kanálem. Proud vody pohání turbínu k otáčení a pohání generátor pro výrobu elektřiny, a poté prochází odpadním kanálem do dolního toku řeky. Odváděcí kanál bude delší a bude procházet horou, což představuje způsob odvádění vody a výroby energie.
Vzhledem k velkému rozdílu hladiny vody H0 mezi hladinou nádrže proti proudu a výstupní hladinou turbíny po proudu pracuje velké množství vody v nádrži s velkou potenciální energií, což může dosáhnout vysoké účinnosti využití vodních zdrojů. Vodní elektrárny, které využívají metodu koncentrovaného odvádění vody, se nazývají distribuční vodní elektrárny, a to zejména mezi distribuční vodní elektrárny tlakového typu a distribuční vodní elektrárny beztlakového typu.
3. Jak dosáhnout „19násobného opětovného použití kapky vody“?
Vodní elektrárna Nanshan byla oficiálně dokončena a uvedena do provozu 30. října 2019 a nachází se na křižovatce okresů Yanyuan a Butuo v autonomní prefektuře Liangshan Yi v provincii S'-čchuan. Celkový instalovaný výkon vodní elektrárny je 102 000 megawattů. Jedná se o projekt vodní elektrárny, který komplexně využívá přírodní vodní zdroje, větrnou energii a solární energii. Nejzajímavější je, že tato vodní elektrárna nejen vyrábí elektřinu, ale také dosahuje maximální účinnosti vodních zdrojů pomocí technologických prostředků. Kapku vody opakovaně využívá 19krát, čímž vytvoří dalších 34,1 miliardy kilowatthodin elektřiny a vytváří tak mnohonásobné zázraky v oblasti výroby vodní energie.
Za prvé, vodní elektrárna Nanshan využívá přední světovou hybridní technologii výroby vodní energie, která komplexně využívá přírodní vodní zdroje, větrnou energii a solární energii a dosahuje systematické optimalizace a spolupráce prostřednictvím technologických prostředků, čímž dosahuje udržitelného rozvoje.
Za druhé, vodní elektrárna zavádí špičkové technologie, jako je analýza velkých dat, umělá inteligence a internet věcí, pro přesné řízení různých aspektů, jako jsou parametry jednotky, hladina vody, spád a průtok vody, s cílem zlepšit provozní efektivitu vodní elektrárny. Například zavedením technologie automatického sledování a regulace konstantního tlaku vody maximalizuje jednotka vodní turbíny využití vodních zdrojů a zároveň zajišťuje bezpečný provoz, čímž dosahuje cíle optimalizace a zvýšení výroby energie prostřednictvím optimalizace spádu. Zároveň, když je hladina vody v nádrži nízká, vodní elektrárny zavádějí dynamický systém řízení nádrže, aby zpomalily tempo poklesu hladiny vody, zlepšily účinnost recyklace a efektivně zvýšily kapacitu výroby energie.
Kromě toho je nezbytná i vynikající konstrukce vodní elektrárny Nanshan. Je vybavena vodní turbínou PM (Pelton-Michelova turbína), která se vyznačuje tím, že když je voda stříkána na oběžné kolo, lze otáčením upravovat plochu průřezu trysky a průtok směrem k oběžnému kolu tak, aby směr a rychlost vodního paprsku odpovídaly směru a rychlosti otáčení oběžného kola, a maximalizovaly tak účinnost výroby energie. Kromě toho byly použity pokročilé technologie, jako je technologie vícebodového stříkání vody a přidání rotujících sekcí, což výrazně zlepšuje účinnost výroby energie.
Vodní elektrárna Nanshan také využívá exkluzivní technologii skladování energie. V oblasti akumulace vody byla přidána sada nouzových odvodňovacích zařízení. Prostřednictvím nádrže na vodu lze vodní zdroje rozdělit do různých časových období, čímž se dosahuje více funkcí, jako je výroba vody a přenos energie, a zajišťuje se ekonomické a bezpečné využívání vodních zdrojů.
Celkově vzato, důvod, proč vodní elektrárna Nanshan dosáhla cíle „znovu využít 19krát kapku vody“, je způsoben různými faktory, včetně přední světové hybridní technologie výroby vodní energie, aplikace nejmodernějších technologií, efektivních mechanismů řízení, vynikajícího designu a unikátní technologie skladování energie. To nejen přináší nové nápady a modely pro rozvoj vodní energie, ale také poskytuje prospěšné demonstrace a inspiraci pro udržitelný rozvoj čínského energetického průmyslu.
Čas zveřejnění: 14. srpna 2023
