Hvordan kan en dråbe vand genbruges 19 gange? En artikel afslører mysterierne bag vandkraftproduktion
I lang tid har vandkraftproduktion været et vigtigt middel til elforsyning. Floden flyder tusindvis af kilometer og indeholder enorm energi. Udviklingen og udnyttelsen af naturlig vandenergi til elektricitet kaldes vandkraftproduktion. Processen med vandkraftproduktion er faktisk en energiomdannelsesproces.
1. Hvad er et pumpekraftværk?
Pumpekraftværker er i øjeblikket den teknologisk mest modne og stabile højkapacitets energilagringsmetode. Ved at konstruere eller bruge de eksisterende to reservoirer dannes et dråbe, og overskydende elektricitet fra elsystemet i perioder med lav belastning pumpes til høje steder til lagring. I perioder med spidsbelastning genereres elektricitet ved at frigive vand, kendt som "superkraftbanken".
Vandkraftværker er anlæg, der bruger den kinetiske energi fra vandstrømmen til at generere elektricitet. De bygges normalt ved høje vandfald i floder og bruger dæmninger til at opfange vandstrømmen og danne reservoirer, som derefter omdanner vandenergi til elektricitet gennem vandturbiner og generatorer.
Imidlertid er elproduktionseffektiviteten for et enkelt vandkraftværk ikke høj, fordi der efter vandet strømmer gennem et vandkraftværk stadig er en masse tilbageværende kinetisk energi, som ikke udnyttes. Hvis flere vandkraftværker kan serieforbindes for at danne et kaskadesystem, kan en dråbe vanddråbe aktiveres flere gange i forskellige højder, hvorved elproduktionseffektiviteten forbedres.
Hvad er fordelene ved vandkraftværker udover elproduktion? Faktisk har opførelsen af vandkraftværker også en vigtig indflydelse på den lokale økonomiske og sociale udvikling.
På den ene side kan opførelsen af vandkraftværker drive lokal infrastruktur og industriel udvikling. Opførelsen af vandkraftværker kræver en stor mængde arbejdskraft, materielle ressourcer og finansielle investeringer, hvilket skaber lokale beskæftigelsesmuligheder og markedsefterspørgsel, driver udviklingen af relaterede industrikæder og øger de lokale skatteindtægter. For eksempel er den samlede investering i Wudongde vandkraftværksprojektet omkring 120 milliarder yuan, hvilket kan drive regionale investeringer på 100 milliarder yuan til 125 milliarder yuan. I løbet af byggeperioden er den gennemsnitlige årlige stigning i beskæftigelsen omkring 70.000 mennesker, hvilket danner en ny drivkraft for lokal økonomisk vækst.
På den anden side kan opførelsen af vandkraftværker forbedre det lokale økologiske miljø og folks velbefindende. Opførelsen af vandkraftværker bør ikke blot følge strenge miljøstandarder, men også udføre økologisk restaurering og beskyttelse, opdrætte og genudsætte sjældne fisk, forbedre flodlandskaber og fremme biodiversiteten. For eksempel er der siden etableringen af Wudongde vandkraftværk blevet genudsat mere end 780.000 sjældne fiskeyngel såsom spaltet bugfisk, hvid skildpadde, lang tynd sandsand og havbars. Derudover kræver opførelsen af vandkraftværker også flytning og genbosættelse af immigranter, hvilket giver bedre levevilkår og udviklingsmuligheder for lokalbefolkningen. For eksempel er Qiaojia County hjemsted for Baihetan vandkraftværk, hvilket involverer flytning og genbosættelse af 48.563 personer. Qiaojia County har omdannet genbosættelsesområdet til et moderne urbaniseringsområde, forbedret infrastruktur og offentlige servicefaciliteter og forbedret livskvaliteten og lykken for immigrantbefolkningen.
Et vandkraftværk er ikke kun et kraftværk, men også et gavnligt anlæg. Det leverer ikke kun ren energi til landet, men bringer også grøn udvikling til lokalområdet. Dette er en win-win-situation, som fortjener vores påskønnelse og læring.
2. Grundlæggende typer af vandkraftproduktion
De almindeligt anvendte metoder til koncentreret nedfald omfatter dæmningskonstruktion, vandomledning eller en kombination af begge.
Byg en dæmning i en del af floden med et stort fald, etabler et reservoir til at opbevare vand og hæve vandstanden, installer en vandturbine uden for dæmningen, og vandet fra reservoiret strømmer gennem vandtransportkanalen (omledningskanalen) til vandturbinen i den nederste del af dæmningen. Vandet driver turbinen til at rotere og driver generatoren til at generere elektricitet, og strømmer derefter gennem udløbskanalen til floden nedstrøms. Dette er måden at bygge en dæmning og et reservoir til elproduktion.
På grund af den store vandstandsforskel mellem vandoverfladen af reservoiret inde i dæmningen og udløbsfladen af den hydrauliske turbine uden for dæmningen, kan en stor mængde vand i reservoiret anvendes til arbejde gennem en stor potentiel energi, hvilket kan opnå en høj udnyttelsesgrad af vandressourcerne. Vandkraftværker, der er etableret ved hjælp af metoden med koncentreret falddæmning, kaldes et dæmningslignende vandkraftværk og består hovedsageligt af dæmningslignende vandkraftværker og flodlejelignende vandkraftværker.
Etablering af et reservoir til at opbevare vand og hæve vandstanden i flodens øvre løb, installation af en vandturbine i de nedre løb og omledning af vandet fra det opstrøms reservoir til den nedre vandturbine gennem en omledningskanal. Vandstrømmen driver turbinen til at rotere og driver generatoren til at generere elektricitet, og passerer derefter gennem udløbskanalen til flodens nedre løb. Omledningskanalen vil være længere og passere gennem bjerget, hvilket er en måde at omlede vand på og generere el.
På grund af den store vandstandsforskel H0 mellem reservoirets opstrøms overflade og turbineudløbsoverfladen nedstrøms, virker en stor mængde vand i reservoiret gennem en stor potentiel energi, hvilket kan opnå en høj effektivitet i udnyttelsen af vandressourcerne. Vandkraftværker, der bruger en koncentreret vandtryksafledningsmetode, kaldes afledningstype vandkraftværker, primært trykafledningstype vandkraftværker og ikke-trykafledningstype vandkraftværker.
3. Hvordan opnår man "19 gange genbrug af en dråbe vand"?
Det forstås, at Nanshan vandkraftværk officielt blev færdiggjort og taget i brug den 30. oktober 2019, beliggende ved krydset mellem Yanyuan County og Butuo County i Liangshan Yi autonome præfektur, Sichuan-provinsen. Vandkraftværkets samlede installerede kapacitet er 102.000 megawatt, hvilket er et vandkraftprojekt, der udnytter naturlige vandressourcer, vindenergi og solenergi fuldt ud. Og det mest iøjnefaldende er, at dette vandkraftværk ikke kun genererer elektricitet, men også opnår den ultimative effektivitet af vandressourcerne gennem teknologiske midler. Det bruger en dråbe vand 19 gange, hvilket skaber yderligere 34,1 milliarder kilowatt-timer elektricitet, hvilket skaber adskillige mirakler inden for vandkraftproduktion.
For det første anvender Nanshan vandkraftværk verdens førende hybride vandkraftproduktionsteknologi, som omfattende udnytter naturlige vandressourcer, vindenergi og solenergi og opnår systematisk optimering og samarbejde gennem teknologiske midler og dermed opnår bæredygtig udvikling.
For det andet introducerer vandkraftværket banebrydende teknologier såsom big data-analyse, kunstig intelligens og Internet of Things til finstyring af forskellige aspekter såsom enhedsparametre, vandstand, løftehøjde og vandgennemstrømning for at forbedre vandkraftværkets driftseffektivitet. For eksempel maksimerer vandturbinegeneratorenheden udnyttelsen af vandressourcer ved at etablere en konstant løftehøjdetryks- og automatisk sporings- og reguleringsteknologi, samtidig med at sikker drift sikres, hvilket opnår målet om at optimere og øge elproduktionen gennem løftehøjdeoptimering. Samtidig etablerer vandkraftværker et dynamisk styringssystem for reservoiret, når vandstanden i reservoiret er lav, for at bremse hastigheden af vandstandsfaldet, forbedre genbrugseffektiviteten og effektivt øge elproduktionskapaciteten.
Derudover er Nanshan Vandkraftværks fremragende design også uundværligt. Det anvender en PM-vandturbine (Pelton Michel-turbine), som er kendetegnet ved, at når vand sprøjtes på impelleren, kan dysens tværsnitsareal og strømningshastigheden mod impelleren justeres ved rotation, så vandsprøjtens retning og hastighed matches med impellerens rotationsretning og hastighed, hvilket maksimerer effektiviteten af elproduktionen. Derudover er avancerede teknologier som flerpunkts vandsprøjtningsteknologi og tilføjelse af roterende sektioner blevet anvendt, hvilket forbedrer energiproduktionens effektivitet betydeligt.
Endelig anvender Nanshan vandkraftværk også eksklusiv energilagringsteknologi. Et sæt nødafvandingsanlæg er blevet tilføjet i vandaflejringsområdet. Gennem vandlagringsreservoiret kan vandressourcerne opdeles i forskellige tidsperioder, hvilket opnår flere funktioner såsom vandproduktion og kraftoverførsel og sikrer økonomisk og sikker udnyttelse af vandressourcerne.
Samlet set skyldes Nanshan Vandkraftværks mål om at "genbruge 19 gange en dråbe vand" forskellige faktorer, herunder verdens førende hybride vandkraftproduktionsteknologi, anvendelse af banebrydende teknologi, effektive styringsmekanismer, fremragende design og unik energilagringsteknologi. Dette bringer ikke kun nye ideer og modeller til udvikling af vandkraftindustrien, men giver også gavnlige demonstrationer og inspirationer til bæredygtig udvikling af Kinas energiindustri.
Opslagstidspunkt: 14. august 2023
