Ξεπλύνετε τον υδροστρόβιλο με δυναμική ενέργεια ή κινητική ενέργεια και ο υδροστρόβιλος αρχίζει να περιστρέφεται. Εάν συνδέσουμε τη γεννήτρια στον υδροστρόβιλο, η γεννήτρια μπορεί να αρχίσει να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Εάν αυξήσουμε τη στάθμη του νερού για να ξεπλύνουμε τον υδροστρόβιλο, η ταχύτητα του στροβίλου θα αυξηθεί. Επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά στάθμης νερού, τόσο μεγαλύτερη είναι η κινητική ενέργεια που λαμβάνεται από τον στρόβιλο και τόσο υψηλότερη είναι η μετατρέψιμη ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή είναι η βασική αρχή της υδροηλεκτρικής ενέργειας.
Η διαδικασία μετατροπής ενέργειας είναι η εξής: η βαρυτική δυναμική ενέργεια του νερού ανάντη μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια της ροής του νερού. Όταν το νερό ρέει μέσα από τον στρόβιλο, η κινητική ενέργεια μεταφέρεται στον στρόβιλο και ο στρόβιλος κινεί τη γεννήτρια για να μετατρέψει την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Επομένως, πρόκειται για τη διαδικασία μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.
Λόγω των διαφορετικών φυσικών συνθηκών των υδροηλεκτρικών σταθμών, η χωρητικότητα και η ταχύτητα των υδροηλεκτρικών μονάδων ποικίλλουν σημαντικά. Γενικά, οι μικρές υδροηλεκτρικές γεννήτριες και οι υδροηλεκτρικές γεννήτριες υψηλής ταχύτητας που κινούνται από παλμικούς στροβίλους υιοθετούν ως επί το πλείστον οριζόντιες δομές, ενώ οι γεννήτριες μεγάλης και μεσαίας ταχύτητας υιοθετούν ως επί το πλείστον κάθετες δομές. Δεδομένου ότι οι περισσότεροι υδροηλεκτρικοί σταθμοί βρίσκονται μακριά από τις πόλεις, συνήθως χρειάζεται να τροφοδοτούν τα φορτία μέσω μεγάλων γραμμών μεταφοράς, επομένως, το σύστημα ισχύος θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για τη σταθερότητα λειτουργίας των υδροηλεκτρικών γεννητριών: οι παράμετροι του κινητήρα πρέπει να επιλέγονται προσεκτικά. Οι απαιτήσεις για τη ροπή αδράνειας του ρότορα είναι μεγάλες. Επομένως, η εμφάνιση της υδροηλεκτρικής γεννήτριας διαφέρει από αυτή της γεννήτριας ατμοστρόβιλου. Η διάμετρος του ρότορα της είναι μεγάλη και το μήκος της είναι μικρό. Ο χρόνος που απαιτείται για την εκκίνηση και τη σύνδεση των υδροηλεκτρικών μονάδων στο δίκτυο είναι σχετικά σύντομος και η λειτουργία είναι ευέλικτη. Εκτός από τη γενική παραγωγή ενέργειας, είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για μονάδες αιχμής και μονάδες έκτακτης ανάγκης. Η μέγιστη χωρητικότητα των μονάδων υδροστροβίλων έχει φτάσει τα 700.000 κιλοβάτ.
Όσον αφορά την αρχή της γεννήτριας, η φυσική του γυμνασίου είναι πολύ σαφής και η αρχή λειτουργίας της βασίζεται στον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής και στον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Επομένως, η γενική αρχή της κατασκευής της είναι η χρήση κατάλληλης μαγνητικής αγωγιμότητας και αγώγιμων υλικών για τον σχηματισμό ενός μαγνητικού κυκλώματος και ενός κυκλώματος αμοιβαίας ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για την παραγωγή ηλεκτρομαγνητικής ισχύος και την επίτευξη του σκοπού της μετατροπής ενέργειας.
Η γεννήτρια υδροστροβίλου κινείται από τον υδροστρόβιλο. Ο ρότορας της είναι κοντός και παχύς, ο χρόνος που απαιτείται για την εκκίνηση της μονάδας και τη σύνδεση στο δίκτυο είναι σύντομος και η λειτουργία είναι ευέλικτη. Εκτός από τη γενική παραγωγή ενέργειας, είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για μονάδες αιχμής και μονάδες έκτακτης ανάγκης. Η μέγιστη χωρητικότητα των μονάδων υδροστροβίλου έχει φτάσει τα 800.000 κιλοβάτ.
Η γεννήτρια ντίζελ κινείται από κινητήρα εσωτερικής καύσης. Είναι γρήγορη στην εκκίνηση και εύκολη στη λειτουργία, αλλά το κόστος παραγωγής ενέργειας είναι υψηλό. Χρησιμοποιείται κυρίως ως εφεδρική ισχύς έκτακτης ανάγκης ή σε περιοχές όπου το μεγάλο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας δεν φτάνει και σε κινητούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας. Η χωρητικότητα κυμαίνεται από αρκετά κιλοβάτ έως αρκετά κιλοβάτ. Η ροπή εξόδου στον άξονα του κινητήρα ντίζελ υπόκειται σε περιοδικούς παλμούς, επομένως πρέπει να αποτρέπονται ατυχήματα συντονισμού και θραύσης άξονα.
Η ταχύτητα της υδρογεννήτριας θα καθορίσει τη συχνότητα του παραγόμενου εναλλασσόμενου ρεύματος. Για να διασφαλιστεί η σταθερότητα αυτής της συχνότητας, η ταχύτητα του ρότορα πρέπει να σταθεροποιηθεί. Για να σταθεροποιηθεί η ταχύτητα, η ταχύτητα του κύριου κινητήρα (υδροστρόβιλος) μπορεί να ελεγχθεί σε λειτουργία κλειστού βρόχου. Το σήμα συχνότητας της εναλλασσόμενης ισχύος που πρόκειται να αποσταλεί δειγματοληπτείται και ανατροφοδοτείται στο σύστημα ελέγχου που ελέγχει τη γωνία ανοίγματος και κλεισίματος του οδηγού πτερυγίου του υδροστροβίλου για να ελέγξει την ισχύ εξόδου του υδροστροβίλου. Μέσω της αρχής ελέγχου ανάδρασης, η ταχύτητα της γεννήτριας μπορεί να σταθεροποιηθεί.
Ώρα δημοσίευσης: 08 Οκτωβρίου 2022
