Výroba vodní energie jako obnovitelný, neznečišťující a čistý zdroj energie si lidé již dlouho cení. V dnešní době jsou velké a střední vodní elektrárny široce využívány a technologie obnovitelných zdrojů energie jsou po celém světě relativně vyspělé. Například vodní elektrárna Tři soutěsky v Číně je největší vodní elektrárnou na světě. Velké a střední vodní elektrárny však mají mnoho negativních dopadů na životní prostředí, například přehrady blokující plynulý tok přírodních řek, blokující vypouštění sedimentů a měnící ekosystémové prostředí. Výstavba vodních elektráren také vyžaduje rozsáhlé zaplavování půdy, což vede k velkému počtu imigrantů.
Malé vodní elektrárny jako nový zdroj energie mají mnohem menší dopad na životní prostředí, a proto si je lidé stále více cení. Malé vodní elektrárny, stejně jako velké a střední vodní elektrárny, jsou vodní elektrárny. Běžně označovaný termín „malé vodní elektrárny“ označuje vodní elektrárny nebo vodní elektrárny a energetické systémy s velmi malým instalovaným výkonem, přičemž jejich instalovaný výkon se liší v závislosti na národních podmínkách každé země.
V Číně se „malé vodní elektrárny“ vztahují na vodní elektrárny a podpůrné místní energetické sítě s instalovaným výkonem 25 MW nebo méně, které jsou financovány a provozovány místními, kolektivními nebo individuálními subjekty. Malé vodní elektrárny patří k čisté energii bez uhlíku, která nemá problém s vyčerpáváním zdrojů a nezpůsobuje znečištění životního prostředí. Jsou nepostradatelnou součástí implementace strategie udržitelného rozvoje v Číně.
Rozvoj obnovitelných zdrojů energie, jako jsou malé vodní elektrárny, v souladu s místními podmínkami a transformace vodních zdrojů na vysoce kvalitní elektřinu hraje důležitou roli v zajištění národního hospodářského a sociálního rozvoje, zlepšování kvality života lidí, řešení problému spotřeby elektřiny v oblastech bez nedostatku elektřiny a energie, podpoře správy řek, zlepšování ekologické situace, ochraně životního prostředí a místním socioekonomickém rozvoji.
Čína má bohaté zásoby malých vodních elektráren s teoreticky odhadovanou rezervou 150 milionů kW a potenciálním instalovaným výkonem přes 70 000 MW pro rozvoj. Je nevyhnutelnou volbou energicky rozvíjet malé vodní elektrárny s cílem zlepšit energetickou strukturu v kontextu ochrany životního prostředí s nízkými emisemi uhlíku, úspor energie a snižování emisí a udržitelného rozvoje. Podle plánu Ministerstva vodních zdrojů Čína do roku 2020 postaví 10 provincií malých vodních elektráren s instalovaným výkonem přes 5 milionů kW, 100 velkých základen malých vodních elektráren s instalovaným výkonem přes 200 000 kW a 300 okresů malých vodních elektráren s instalovaným výkonem přes 100 000 kW. Do roku 2023, jak plánuje Ministerstvo vodních zdrojů, výroba energie z malých vodních elektráren nejen dosáhne cíle pro rok 2020, ale na tomto základě se také více rozvíjí.
Vodní elektrárna je systém výroby energie, který přeměňuje energii vody na elektřinu pomocí vodní turbíny a soustrojí vodní turbíny je základním zařízením pro dosažení přeměny energie v malých vodních elektrárnách. Proces přeměny energie ve soustrojí vodní turbíny je rozdělen do dvou fází.
První stupeň přeměňuje potenciální energii vody na mechanickou energii vodní turbíny. Proud vody má v různých nadmořských výškách a terénech různou potenciální energii. Když proud vody z vyšší polohy dopadne na turbínu v nižší poloze, potenciální energie generovaná změnou hladiny vody se přemění na mechanickou energii turbíny.
Ve druhé fázi se mechanická energie vodní turbíny nejprve přemění na elektrickou energii, která se poté přenáší do elektrických zařízení prostřednictvím přenosových vedení elektrické sítě. Po působení proudící vody vodní turbína pohání koaxiálně připojený generátor k otáčení. Rotující rotor generátoru pohání budicí magnetické pole k otáčení a statorové vinutí generátoru přerušuje siločáry budicího magnetického pole, čímž generuje indukovanou elektromotorickou sílu. Na jedné straně vydává elektrickou energii a na druhé straně generuje elektromagnetický brzdný moment v opačném směru otáčení na rotoru. Proud vody nepřetržitě působí na zařízení vodní turbíny a rotační moment získaný vodní turbínou z proudění vody překonává elektromagnetický brzdný moment generovaný v rotoru generátoru. Když oba dosáhnou rovnováhy, jednotka vodní turbíny pracuje konstantní rychlostí, stabilně generuje elektřinu a dokončuje přeměnu energie.
Vodní generátor je důležité zařízení pro přeměnu energie, které přeměňuje potenciální energii vody na elektrickou energii. Obvykle se skládá z vodní turbíny, generátoru, regulátoru otáček, budicího systému, chladicího systému a řídicího zařízení elektrárny. Stručný úvod do typů a funkcí hlavních zařízení v typickém vodním generátoru je následující:
1) Vodní turbína. Existují dva běžně používané typy vodních turbín: impulzní a reaktivní.
2) Generátor. Většina generátorů používá elektricky buzené synchronní generátory.
3) Budicí systém. Vzhledem k tomu, že generátory jsou obecně elektricky buzené synchronní generátory, je nutné řídit stejnosměrný budicí systém, aby se dosáhlo regulace napětí, regulace činného a jalového výkonu elektrické energie a zlepšila se kvalita výstupní elektrické energie.
4) Zařízení pro regulaci a řízení otáček (včetně regulátoru otáček a zařízení pro kontrolu tlaku oleje). Regulátor se používá k regulaci otáček vodní turbíny tak, aby frekvence výstupní elektrické energie splňovala požadavky na napájení.
5) Chladicí systém. Malé vodní generátory používají hlavně vzduchové chlazení, které pomocí ventilačního systému pomáhá odvádět teplo a ochlazovat povrch statoru, rotoru a železného jádra generátoru.
6) Brzdové zařízení. Hydraulické generátory s jmenovitým výkonem přesahujícím určitou hodnotu jsou vybaveny brzdovým zařízením.
7) Řídicí zařízení elektráren. Většina řídicích zařízení elektráren využívá počítačové digitální řízení k dosažení funkcí, jako je připojení k síti, regulace frekvence, regulace napětí, regulace účiníku, ochrana a komunikace výroby vodní energie.
Malé vodní elektrárny lze na základě metody koncentrovaného spádu rozdělit na derivační, přehradní a hybridní. Většina malých vodních elektráren v Číně jsou relativně ekonomické malé vodní elektrárny derivačního typu.
Charakteristickými znaky výroby energie z malých vodních elektráren jsou malý rozsah výstavby elektrárny, jednoduché inženýrství, snadné pořízení zařízení a v podstatě samospotřeba, bez nutnosti přenosu elektřiny do míst daleko od elektrárny. Malá vodní elektrárna má malou kapacitu a také malou kapacitu výroby energie. Odmítnutí malých vodních elektráren má silné lokální a masové charakteristiky.
Malé vodní elektrárny jakožto čistý zdroj energie přispěly k výstavbě socialistických nových energetických vesnic v Číně. Věříme, že kombinace malých vodních elektráren a technologie skladování energie učiní rozvoj malých vodních elektráren v budoucnu atraktivnějším!
Čas zveřejnění: 11. prosince 2023
