Pwrpas ynni dŵr yw trosi ynni dŵr afonydd naturiol yn drydan i bobl ei ddefnyddio. Mae amrywiol ffynonellau ynni a ddefnyddir wrth gynhyrchu pŵer, megis ynni'r haul, pŵer dŵr mewn afonydd, a phŵer gwynt a gynhyrchir gan lif aer. Mae cost cynhyrchu ynni dŵr gan ddefnyddio ynni dŵr yn rhad, a gellir cyfuno adeiladu gorsafoedd ynni dŵr â phrosiectau cadwraeth dŵr eraill hefyd. Mae ein gwlad yn gyfoethog iawn o ran adnoddau ynni dŵr ac mae'r amodau hefyd yn dda iawn. Mae ynni dŵr yn chwarae rhan bwysig yn y gwaith o adeiladu'r economi genedlaethol.
Mae lefel dŵr i fyny'r afon yn uwch na'i lefel dŵr i lawr yr afon. Oherwydd y gwahaniaeth yn lefel dŵr yr afon, cynhyrchir ynni dŵr. Gelwir yr ynni hwn yn ynni potensial neu ynni potensial. Gelwir y gwahaniaeth rhwng uchder dŵr yr afon yn y gostyngiad, a elwir hefyd yn wahaniaeth lefel dŵr neu ben dŵr. Mae'r gostyngiad hwn yn amod sylfaenol ar gyfer ffurfio pŵer hydrolig. Yn ogystal, mae maint y pŵer hydrolig hefyd yn dibynnu ar faint llif y dŵr yn yr afon, sef amod sylfaenol arall sydd yr un mor bwysig â'r gostyngiad. Mae'r gostyngiad a'r llif yn effeithio'n uniongyrchol ar y pŵer hydrolig; po fwyaf yw cyfaint dŵr y gostyngiad, y mwyaf yw'r pŵer hydrolig; os yw'r gostyngiad a chyfaint y dŵr yn gymharol fach, bydd allbwn yr orsaf ynni dŵr yn llai.
Yn gyffredinol, mynegir y gostyngiad mewn metrau. Graddiant yw cymhareb y gostyngiad a'r pellter, a all ddangos graddfa crynodiad y gostyngiad. Mae'r gostyngiad yn fwy crynodedig, ac mae defnyddio pŵer hydrolig yn fwy cyfleus. Y gostyngiad a ddefnyddir gan orsaf ynni dŵr yw'r gwahaniaeth rhwng wyneb dŵr i fyny'r afon o'r orsaf ynni dŵr ac wyneb dŵr i lawr yr afon ar ôl pasio trwy'r tyrbin.
Llif yw faint o ddŵr sy'n llifo mewn afon fesul uned o amser, a chaiff ei fynegi mewn metrau ciwbig mewn un eiliad. Mae un metr ciwbig o ddŵr yn un dunnell. Mae llif afon yn newid ar unrhyw adeg, felly pan fyddwn yn siarad am y llif, rhaid inni egluro amser y lle penodol y mae'n llifo ynddo. Mae'r llif yn newid yn sylweddol iawn mewn amser. Yn gyffredinol, mae gan afonydd ein gwlad lif mawr yn y tymor glawog yn yr haf a'r hydref, ac yn gymharol fach yn y gaeaf a'r gwanwyn. Yn gyffredinol, mae llif yr afon yn gymharol fach yn yr afon; oherwydd bod yr isafonydd yn uno, mae'r llif i lawr yr afon yn cynyddu'n raddol. Felly, er bod y gostyngiad i fyny'r afon wedi'i grynhoi, mae'r llif yn fach; mae'r llif i lawr yr afon yn fawr, ond mae'r gostyngiad yn gymharol wasgaredig. Felly, yn aml mae'n fwyaf economaidd defnyddio pŵer hydrolig yng nghanol rhannau'r afon.
Gan wybod y gostyngiad a'r llif a ddefnyddir gan orsaf ynni dŵr, gellir cyfrifo ei hallbwn gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol:
N= GQH
Yn y fformiwla, gellir galw allbwn N, mewn cilowatiau, yn bŵer hefyd;
Q–llif, mewn metrau ciwbig yr eiliad;
H – gostyngiad, mewn metrau;
G = 9.8, yw cyflymiad disgyrchiant, uned: Newton/kg
Yn ôl y fformiwla uchod, cyfrifir y pŵer damcaniaethol heb ddidynnu unrhyw golledion. Mewn gwirionedd, yn y broses o gynhyrchu ynni dŵr, mae gan dyrbinau, offer trosglwyddo, generaduron, ac ati i gyd golledion pŵer anochel. Felly, dylid diystyru'r pŵer damcaniaethol, hynny yw, dylid lluosi'r pŵer gwirioneddol y gallwn ei ddefnyddio â'r cyfernod effeithlonrwydd (symbol: K).
Gelwir pŵer dyluniedig y generadur yn yr orsaf ynni dŵr yn bŵer graddedig, a gelwir y pŵer gwirioneddol yn bŵer gwirioneddol. Yn y broses o drawsnewid ynni, mae'n anochel colli rhan o'r ynni. Yn y broses o gynhyrchu ynni dŵr, mae colledion tyrbinau a generaduron yn bennaf (mae colledion mewn piblinellau hefyd). Mae'r gwahanol golledion yn yr orsaf micro-bŵer dŵr wledig yn cyfrif am tua 40-50% o gyfanswm y pŵer damcaniaethol, felly dim ond 50-60% o'r pŵer damcaniaethol y gall allbwn yr orsaf ynni dŵr ei ddefnyddio mewn gwirionedd, hynny yw, mae'r effeithlonrwydd tua 0.5-0.60 (y mae effeithlonrwydd y tyrbin yn 0.70-0.85, effeithlonrwydd generaduron yw 0.85 i 0.90, ac effeithlonrwydd piblinellau ac offer trosglwyddo yw 0.80 i 0.85). Felly, gellir cyfrifo pŵer gwirioneddol (allbwn) yr orsaf ynni dŵr fel a ganlyn:
Defnyddir K – effeithlonrwydd yr orsaf ynni dŵr, (0.5～0.6) yn y cyfrifiad bras o'r orsaf micro-bŵer dŵr; gellir symleiddio'r gwerth hwn fel:
N=(0.5～0.6)QHG Pŵer gwirioneddol=effeithlonrwydd×llif×gostyngiad×9.8
Defnydd pŵer dŵr yw defnyddio pŵer dŵr i yrru peiriant, a elwir yn dyrbin dŵr. Er enghraifft, mae'r olwyn ddŵr hynafol yn ein gwlad yn dyrbin dŵr syml iawn. Mae'r gwahanol dyrbinau hydrolig a ddefnyddir ar hyn o bryd wedi'u haddasu i wahanol amodau hydrolig penodol, fel y gallant gylchdroi'n fwy effeithlon a throsi ynni dŵr yn ynni mecanyddol. Mae math arall o beiriannau, generadur, wedi'i gysylltu â'r tyrbin, fel bod rotor y generadur yn cylchdroi gyda'r tyrbin i gynhyrchu trydan. Gellir rhannu'r generadur yn ddwy ran: y rhan sy'n cylchdroi gyda'r tyrbin a rhan sefydlog y generadur. Gelwir y rhan sydd wedi'i chysylltu â'r tyrbin ac yn cylchdroi yn rotor y generadur, ac mae llawer o bolion magnetig o amgylch y rotor; cylch o amgylch y rotor yw rhan sefydlog y generadur, a elwir yn stator y generadur, ac mae'r stator wedi'i lapio â llawer o goiliau copr. Pan fydd llawer o bolion magnetig y rotor yn cylchdroi yng nghanol coiliau copr y stator, cynhyrchir cerrynt ar y gwifrau copr, ac mae'r generadur yn trosi ynni mecanyddol yn ynni trydanol.
Mae'r ynni trydan a gynhyrchir gan yr orsaf bŵer yn cael ei drawsnewid yn ynni mecanyddol (modur trydan neu fodur), ynni golau (lamp trydan), ynni thermol (ffwrnais drydan) ac yn y blaen gan amrywiol offer trydanol.
cyfansoddiad yr orsaf ynni dŵr
Mae cyfansoddiad gorsaf ynni dŵr yn cynnwys: strwythurau hydrolig, offer mecanyddol ac offer trydanol.
(1) Strwythurau hydrolig
Mae ganddo goredau (argaeau), gatiau cymeriant, sianeli (neu dwneli), tanciau blaen pwysau (neu danciau rheoleiddio), pibellau pwysau, tai pŵer a ffynhonnau isaf, ac ati.
Mae morglawdd (argae) yn cael ei hadeiladu yn yr afon i rwystro dŵr yr afon a chodi wyneb y dŵr i ffurfio cronfa ddŵr. Yn y modd hwn, mae diferyn crynodedig yn cael ei ffurfio rhwng wyneb dŵr y gronfa ddŵr ar y morglawdd (argae) ac wyneb dŵr yr afon islaw'r argae, ac yna mae'r dŵr yn cael ei gyflwyno i'r orsaf bŵer trydan dŵr trwy ddefnyddio pibellau dŵr neu dwneli. Mewn afonydd cymharol serth, gall defnyddio sianeli dargyfeirio hefyd ffurfio diferyn. Er enghraifft: Yn gyffredinol, mae'r diferyn fesul cilomedr o afon naturiol yn 10 metr. Os agorir sianel ym mhen uchaf y rhan hon o'r afon i gyflwyno dŵr yr afon, bydd y sianel yn cael ei chloddio ar hyd yr afon, a bydd llethr y sianel yn fwy gwastad. Os gwneir y diferyn yn y sianel fesul cilomedr, dim ond 1 metr y mae'n disgyn, fel bod y dŵr yn llifo 5 cilomedr yn y sianel, a dim ond 5 metr y syrthiodd wyneb y dŵr, tra bod y dŵr yn disgyn 50 metr ar ôl teithio 5 cilomedr yn y sianel naturiol. Ar yr adeg hon, mae'r dŵr o'r sianel yn cael ei arwain yn ôl i'r orsaf bŵer gan yr afon gyda phibell ddŵr neu dwnnel, ac mae yna ddiferyn crynodedig o 45 metr y gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu trydan. Ffigur 2
Gelwir y defnydd o sianeli dargyfeirio, twneli neu bibellau dŵr (megis pibellau plastig, pibellau dur, pibellau concrit, ac ati) i ffurfio gorsaf ynni dŵr gyda diferyn crynodedig yn orsaf ynni dŵr sianel dargyfeirio, sy'n gynllun nodweddiadol o orsafoedd ynni dŵr.
(2) Offer mecanyddol a thrydanol
Yn ogystal â'r gwaith hydrolig a grybwyllwyd uchod (coredau, sianeli, cyrtiau blaen, pibellau pwysau, gweithdai), mae angen yr offer canlynol ar yr orsaf ynni dŵr hefyd:
(1) Offer mecanyddol
Mae yna dyrbinau, llywodraethwyr, falfiau giât, offer trosglwyddo ac offer nad yw'n cynhyrchu.
(2) Offer trydanol
Mae generaduron, paneli rheoli dosbarthu, trawsnewidyddion a llinellau trosglwyddo.
Ond nid oes gan bob gorsaf ynni dŵr fach y strwythurau hydrolig a'r offer mecanyddol a thrydanol a grybwyllir uchod. Os yw'r pen dŵr yn llai na 6 metr yn yr orsaf ynni dŵr pen isel, defnyddir y sianel canllaw dŵr a'r sianel ddŵr sianel agored yn gyffredinol, ac nid oes pwll blaen pwysau na phibell ddŵr pwysau. Ar gyfer gorsafoedd pŵer gydag ystod cyflenwad pŵer fach a phellter trosglwyddo byr, mabwysiadir trosglwyddo pŵer uniongyrchol ac nid oes angen trawsnewidydd. Nid oes angen i orsafoedd ynni dŵr gyda chronfeydd dŵr adeiladu argaeau. Mae defnyddio mewnlifiadau dwfn, pibellau mewnol argae (neu dwneli) a gorliffannau yn dileu'r angen am strwythurau hydrolig fel coredau, gatiau mewnlif, sianeli a phyllau blaen pwysau.
I adeiladu gorsaf ynni dŵr, yn gyntaf oll, rhaid cynnal gwaith arolygu a dylunio gofalus. Yn y gwaith dylunio, mae tri cham dylunio: dylunio rhagarweiniol, dylunio technegol a manylion adeiladu. Er mwyn gwneud gwaith da yn y gwaith dylunio, mae'n angenrheidiol yn gyntaf cynnal gwaith arolygu trylwyr, hynny yw, deall yr amodau naturiol ac economaidd lleol yn llawn - h.y. topograffeg, daeareg, hydroleg, cyfalaf ac yn y blaen. Dim ond ar ôl meistroli'r sefyllfaoedd hyn a'u dadansoddi y gellir gwarantu cywirdeb a dibynadwyedd y dyluniad.
Mae gan gydrannau gorsafoedd ynni dŵr bach wahanol ffurfiau yn dibynnu ar y math o orsaf ynni dŵr.
3. Arolwg Topograffig
Mae ansawdd y gwaith arolwg topograffig yn dylanwadu'n fawr ar y cynllun peirianneg ac amcangyfrif maint y peirianneg.
Archwilio daearegol (dealltwriaeth o amodau daearegol) yn ogystal â dealltwriaeth gyffredinol ac ymchwil ar ddaeareg y dalgylch ac ar hyd yr afon, mae hefyd angen deall a yw sylfaen yr ystafell beiriannau yn gadarn, sy'n effeithio'n uniongyrchol ar ddiogelwch yr orsaf bŵer ei hun. Unwaith y bydd y morglawdd gyda chyfaint cronfa ddŵr benodol yn cael ei ddinistrio, bydd nid yn unig yn niweidio'r orsaf bŵer ei hun, ond hefyd yn achosi colled enfawr o fywyd ac eiddo i lawr yr afon.
4. Prawf hydrolegol
Ar gyfer gorsafoedd ynni dŵr, y data hydrolegol pwysicaf yw cofnodion lefel dŵr yr afon, llif, cynnwys gwaddod, amodau rhew, data meteorolegol a data arolwg llifogydd. Mae maint llif yr afon yn effeithio ar gynllun gorlif yr orsaf ynni dŵr. Bydd tanamcangyfrif difrifoldeb y llifogydd yn achosi difrod i'r argae; gall y gwaddod a gludir gan yr afon lenwi'r gronfa ddŵr yn gyflym yn yr achos gwaethaf. Er enghraifft, bydd y sianel fewnlif yn achosi i'r sianel lenwi â silt, a bydd y gwaddod bras yn mynd trwy'r tyrbin ac yn achosi traul ar y tyrbin. Felly, rhaid i adeiladu gorsafoedd ynni dŵr gael digon o ddata hydrolegol.
Felly, cyn penderfynu adeiladu gorsaf ynni dŵr, rhaid inni ymchwilio i gyfeiriad datblygiad economaidd yn ardal y cyflenwad pŵer a'r galw am drydan yn y dyfodol yn gyntaf. Ar yr un pryd, amcangyfrifwch sefyllfa ffynonellau pŵer eraill yn ardal y datblygiad. Dim ond ar ôl ymchwilio a dadansoddi'r sefyllfa uchod y gallwn benderfynu a oes angen adeiladu'r orsaf ynni dŵr a pha mor fawr y dylai'r raddfa fod.
Yn gyffredinol, pwrpas gwaith arolygu ynni dŵr yw darparu gwybodaeth sylfaenol gywir a dibynadwy sy'n angenrheidiol ar gyfer dylunio ac adeiladu gorsafoedd ynni dŵr.
5. Amodau cyffredinol ar gyfer dewis safle
Gellir esbonio'r amodau cyffredinol ar gyfer dewis safle o'r pedwar agwedd ganlynol:
(1) Dylai'r safle a ddewisir allu defnyddio ynni dŵr yn y ffordd fwyaf economaidd a chydymffurfio ag egwyddor arbed costau, hynny yw, ar ôl i'r orsaf bŵer gael ei chwblhau, y lleiafswm o arian sy'n cael ei wario a'r mwyaf o drydan sy'n cael ei gynhyrchu. Fel arfer gellir ei fesur trwy amcangyfrif y refeniw cynhyrchu pŵer blynyddol a'r buddsoddiad yn adeiladu'r orsaf i weld faint o amser y gellir adennill y cyfalaf a fuddsoddwyd. Fodd bynnag, mae'r amodau hydrolegol a thopograffig yn wahanol mewn gwahanol leoedd, ac mae'r anghenion trydan hefyd yn wahanol, felly ni ddylai cost a buddsoddiad yr adeiladu gael eu cyfyngu gan werthoedd penodol.
(2) Dylai amodau topograffig, daearegol a hydrolegol y safle a ddewisir fod yn gymharol well, a dylai fod posibiliadau o ran dylunio ac adeiladu. Wrth adeiladu gorsafoedd ynni dŵr bach, dylai'r defnydd o ddeunyddiau adeiladu fod yn unol ag egwyddor "deunyddiau lleol" cymaint â phosibl.
(3) Mae'n ofynnol i'r safle a ddewisir fod mor agos â phosibl at y cyflenwad pŵer a'r ardal brosesu er mwyn lleihau'r buddsoddiad mewn offer trosglwyddo pŵer a'r golled pŵer.
(4) Wrth ddewis y safle, dylid defnyddio'r strwythurau hydrolig presennol gymaint â phosibl. Er enghraifft, gellir defnyddio'r diferyn dŵr i adeiladu gorsaf ynni dŵr mewn sianel ddyfrhau, neu gellir adeiladu gorsaf ynni dŵr wrth ymyl cronfa ddŵr ddyfrhau i gynhyrchu trydan o'r llif dyfrhau, ac yn y blaen. Gan y gall y gweithfeydd ynni dŵr hyn fodloni'r egwyddor o gynhyrchu trydan pan fo dŵr, mae eu harwyddocâd economaidd yn fwy amlwg.
Amser postio: Mai-19-2022
