Akvoenergio estas konverti la akvan energion de naturaj riveroj en elektron por uzo de homoj. Ekzistas diversaj energifontoj uzataj en elektroproduktado, kiel ekzemple suna energio, akvoenergio en riveroj, kaj venta energio generita per aerfluo. La kosto de akvoenergioproduktado per akvoenergio estas malalta, kaj la konstruado de akvoenergiaj centraloj ankaŭ povas esti kombinita kun aliaj akvoŝparaj projektoj. Nia lando estas tre riĉa je akvoenergiaj resursoj kaj la kondiĉoj ankaŭ estas tre bonaj. Akvoenergio ludas gravan rolon en la konstruado de la nacia ekonomio.
La akvonivelo suprenflua de rivero estas pli alta ol ĝia akvonivelo malsuprenflua. Pro la diferenco en la akvonivelo de la rivero, akva energio generiĝas. Ĉi tiu energio nomiĝas potenciala energio aŭ potenciala energio. La diferenco inter la alteco de la riverakvo nomiĝas falo, ankaŭ nomata akvonivela diferenco aŭ akvokapo. Ĉi tiu falo estas baza kondiĉo por la formado de hidraŭlika potenco. Krome, la grandeco de la hidraŭlika potenco ankaŭ dependas de la grandeco de la akvofluo en la rivero, kio estas alia baza kondiĉo same grava kiel la falo. Kaj la falo kaj la fluo rekte influas la hidraŭlikan potencon; ju pli granda estas la akvovolumeno de la falo, des pli granda estas la hidraŭlika potenco; se la falo kaj la akvovolumeno estas relative malgrandaj, la produktado de la akvoenergia centralo estos pli malgranda.
La falo estas ĝenerale esprimata en metroj. Gradiento estas la rilatumo inter la falo kaj la distanco, kiu povas indiki la gradon de la koncentriĝo de la gutoj. La guto estas pli koncentrita, kaj la uzo de hidraŭlika energio estas pli oportuna. La falo uzata de akvoenergia stacio estas la diferenco inter la kontraŭflua akvosurfaco de la akvoenergia stacio kaj la laŭflua akvosurfaco post pasado tra la turbino.
Fluo estas la kvanto da akvo fluanta en rivero po unuo de tempo, kaj ĝi esprimiĝas en kubaj metroj en unu sekundo. Unu kuba metro da akvo estas unu tuno. La fluo de rivero ŝanĝiĝas en ajna momento, do kiam ni parolas pri la fluo, ni devas klarigi la tempon de la specifa loko, kie ĝi fluas. La fluo ŝanĝiĝas tre signife laŭlonge de la tempo. La riveroj en nia lando ĝenerale havas grandan fluon dum la pluvsezono somere kaj aŭtune, kaj relative malgrandan vintre kaj printempe. Ĝenerale, la fluo de la rivero estas relative malgranda en la kontraŭflua parto; ĉar la alfluantoj kuniĝas, la kontraŭflua fluo iom post iom pliiĝas. Tial, kvankam la kontraŭflua falo estas koncentrita, la fluo estas malgranda; la kontraŭflua fluo estas granda, sed la falo estas relative disa. Tial, ofte estas plej ekonomie uzi hidraŭlikan energion en la mezaj partoj de la rivero.
Sciante la falon kaj fluon uzatajn de akvoenergia centralo, ĝia eligo povas esti kalkulita per la jena formulo:
N= GQH
En la formulo, N–eligo, en kilovatoj, ankaŭ povas esti nomata potenco;
Q–fluo, en kubaj metroj je sekundo;
H – falo, en metroj;
G = 9,8, estas la akcelo de gravito, unuo: Neŭtono/kg
Laŭ la supra formulo, la teoria potenco estas kalkulata sen subtrahi iujn ajn perdojn. Fakte, en la procezo de akvoenergia generado, turbinoj, transmisia ekipaĵo, generatoroj, ktp. ĉiuj havas neeviteblajn potencoperdojn. Tial, la teoria potenco devus esti rabatita, tio estas, la efektiva potenco, kiun ni povas uzi, devus esti multiplikita per la efikeckoeficiento (simbolo: K).
La projektita povumo de la generatoro en la akvoenergia stacio nomiĝas la nominala povumo, kaj la efektiva povumo nomiĝas la efektiva povumo. Dum la procezo de energi-transformo, estas neeviteble perdi parton de la energio. Dum la procezo de akvoenergia generado, okazas ĉefe perdoj de turbinoj kaj generatoroj (ankaŭ okazas perdoj en duktoj). La diversaj perdoj en la kampara mikro-akvoenergia stacio konsistigas ĉirkaŭ 40-50% de la tuta teoria povumo, do la eligo de la akvoenergia stacio povas fakte uzi nur 50-60% de la teoria povumo, tio estas, la efikeco estas ĉirkaŭ 0,5-0,60 (el kiu la turbina efikeco estas 0,70-0,85, la efikeco de generatoroj estas 0,85 ĝis 0,90, kaj la efikeco de duktoj kaj transmisia ekipaĵo estas 0,80 ĝis 0,85). Tial, la efektiva povumo (eligo) de la akvoenergia stacio povas esti kalkulita jene:
K–la efikeco de la akvoenergia stacio, (0,5～0,6) estas uzata en la malglata kalkulo de la mikro-akvoenergia stacio; ĉi tiu valoro povas esti simpligita jene:
N=(0,5～0,6)QHG Fakta potenco=efikeco×fluo×falo×9,8
La uzo de akvoenergio estas uzi akvoenergion por peli maŝinon, kiu nomiĝas akvoturbino. Ekzemple, la antikva akvorado en nia lando estas tre simpla akvoturbino. La diversaj hidraŭlikaj turbinoj nuntempe uzataj estas adaptitaj al diversaj specifaj hidraŭlikaj kondiĉoj, tiel ke ili povas rotacii pli efike kaj konverti akvan energion en mekanikan energion. Alia speco de maŝino, generatoro, estas konektita al la turbino, tiel ke la rotoro de la generatoro rotacias kun la turbino por generi elektron. La generatoro povas esti dividita en du partojn: la parto kiu rotacias kun la turbino kaj la fiksa parto de la generatoro. La parto kiu estas konektita al la turbino kaj rotacias nomiĝas la rotoro de la generatoro, kaj estas multaj magnetaj polusoj ĉirkaŭ la rotoro; cirklo ĉirkaŭ la rotoro estas la fiksa parto de la generatoro, nomata la statoro de la generatoro, kaj la statoro estas ĉirkaŭvolvita per multaj kupraj bobenoj. Kiam multaj magnetaj polusoj de la rotoro rotacias meze de la kupraj bobenoj de la statoro, kurento estas generita sur la kupraj dratoj, kaj la generatoro konvertas mekanikan energion en elektran energion.
La elektra energio generita de la elektrocentralo transformiĝas en mekanikan energion (elektromotoro aŭ motoro), lumenergion (elektra lampo), varmenergion (elektra forno) kaj tiel plu per diversaj elektraj ekipaĵoj.
la konsisto de la akvoenergia centralo
La konsisto de akvoenergia centralo inkluzivas: hidraŭlikajn strukturojn, mekanikan ekipaĵon kaj elektran ekipaĵon.
(1) Hidraŭlikaj strukturoj
Ĝi havas digojn, ensuĉajn pordegojn, kanalojn (aŭ tunelojn), premajn antaŭtankojn (aŭ reguligajn tankojn), premtubojn, centralojn kaj defluajn kanalojn, ktp.
Digo estas konstruita en la rivero por bloki la riverakvon kaj levi la akvosurfacon por formi rezervujon. Tiamaniere, koncentrita falo formiĝas inter la akvosurfaco de la rezervujo sur la digo kaj la akvosurfaco de la rivero sub la digo, kaj poste la akvo estas enkondukita en la hidroelektran centralon per akvotuboj aŭ tuneloj. En relative krutaj riveroj, ankaŭ la uzo de deturnaj kanaloj povas formi falon. Ekzemple: Ĝenerale, la falo po kilometro de natura rivero estas 10 metroj. Se kanalo estas malfermita ĉe la supra fino de ĉi tiu sekcio de la rivero por enkonduki riverakvon, la kanalo estos elfosita laŭlonge de la rivero, kaj la deklivo de la kanalo estos pli plata. Se la falo en la kanalo estas farita po kilometro, ĝi falis nur 1 metron, do la akvo fluis 5 kilometrojn en la kanalo, kaj la akvosurfaco falis nur 5 metrojn, dum la akvo falis 50 metrojn post veturado de 5 kilometroj en la natura kanalo. Tiam, la akvo el la kanalo estas kondukata reen al la elektrocentralo per la rivero per akvotubo aŭ tunelo, kaj tie estas koncentrita falo de 45 metroj, kiu povas esti uzata por generi elektron. Figuro 2
La uzo de deturnkanaloj, tuneloj aŭ akvotuboj (kiel plastaj tuboj, ŝtalaj tuboj, betonaj tuboj, ktp.) por formi akvoenergian centralon kun densa guto nomiĝas deturnkanala akvoenergia centralo, kio estas tipa aranĝo de akvoenergiaj centraloj.
(2) Mekanika kaj elektra ekipaĵo
Aldone al la supre menciitaj hidraŭlikaj verkoj (digoj, kanaloj, antaŭkortoj, premaj tuboj, laborejoj), la akvoenergia centralo ankaŭ bezonas la jenan ekipaĵon:
(1) Mekanika ekipaĵo
Ekzistas turbinoj, reguligiloj, pordegvalvoj, transmisia ekipaĵo kaj ne-generanta ekipaĵo.
(2) Elektra ekipaĵo
Estas generatoroj, distribuaj kontrolpaneloj, transformiloj kaj transmisilinioj.
Sed ne ĉiuj malgrandaj akvoenergiaj centraloj havas la supre menciitajn hidraŭlikajn strukturojn kaj mekanikajn kaj elektrajn ekipaĵojn. Se la akvokolono estas malpli ol 6 metroj en la malalt-kolona akvoenergia centralo, la akvogvida kanalo kaj la malferma kanala akvokanalo estas ĝenerale uzataj, kaj ne ekzistas prema antaŭbaseno kaj prema akvotubo. Por centraloj kun malgranda potenca proviza atingo kaj mallonga transmisia distanco, rekta potencotransdono estas uzata kaj neniu transformilo estas bezonata. Akvoenergiaj centraloj kun rezervujoj ne bezonas konstrui digojn. La uzo de profundaj ensuĉtuboj, digaj internaj tuboj (aŭ tuneloj) kaj defluoj forigas la bezonon de hidraŭlikaj strukturoj kiel digoj, ensuĉpordegoj, kanaloj kaj premaj antaŭbasenoj.
Por konstrui akvoenergian centralon, unue necesas zorgema enketado kaj projektado. En la projektado estas tri projektaj etapoj: antaŭprojektado, teknika projektado kaj konstrudetaloj. Por bone fari la projektadon, unue necesas fari detalan enketadon, tio estas, plene kompreni la lokajn naturajn kaj ekonomiajn kondiĉojn - ekzemple topografion, geologion, hidrologion, kapitalon ktp. La ĝusteco kaj fidindeco de la projektado povas esti garantiitaj nur post majstrado de ĉi tiuj situacioj kaj ilia analizo.
La komponantoj de malgrandaj akvoenergiaj centraloj havas diversajn formojn depende de la tipo de akvoenergia stacio.
3. Topografia Enketo
La kvalito de la topografia enketlaboro havas grandan influon sur la inĝeniera aranĝo kaj la takso de la inĝeniera kvanto.
Geologia esplorado (kompreno de geologiaj kondiĉoj) krom ĝenerala kompreno kaj esplorado pri la geologio de la akvokolekta areo kaj laŭlonge de la rivero, necesas ankaŭ kompreni ĉu la fundamento de la maŝinejo estas solida, kio rekte influas la sekurecon de la elektrocentralo mem. Post kiam la baraĵo kun certa rezervujo-volumeno estas detruita, ĝi ne nur difektos la elektrocentralon mem, sed ankaŭ kaŭzos grandegan perdon de vivoj kaj posedaĵoj laŭflue.
4. Hidrologia testo
Por akvoenergiaj centraloj, la plej gravaj hidrologiaj datumoj estas registroj pri riverakvonivelo, fluo, sedimentenhavo, glacikondiĉoj, meteologiaj datumoj kaj inundmezuraj datumoj. La grandeco de la riverfluo influas la aranĝon de la defluo de la akvoenergia centralo. Subtaksi la severecon de la inundo kaŭzos difekton de la digo; la sedimento portata de la rivero povas rapide plenigi la rezervujon en la plej malbona kazo. Ekzemple, la enflua kanalo kaŭzos ŝlimiĝon de la kanalo, kaj la krudgrajna sedimento pasos tra la turbino kaj kaŭzos eluziĝon de la turbino. Tial, la konstruado de akvoenergiaj centraloj devas havi sufiĉajn hidrologiajn datumojn.
Tial, antaŭ ol decidi konstrui akvoenergian centralon, ni devas unue esplori la direkton de ekonomia disvolviĝo en la elektroproviza regiono kaj la estontan postulon pri elektro. Samtempe, taksi la situacion de aliaj energifontoj en la disvolviĝa regiono. Nur post esplorado kaj analizo de la supre menciita situacio ni povas decidi ĉu la akvoenergia centralo bezonas esti konstruita kaj kiom granda ĝi devus esti.
Ĝenerale, la celo de akvoenergiaj enketoj estas provizi precizajn kaj fidindajn bazajn informojn necesajn por la projektado kaj konstruado de akvoenergiaj centraloj.
5. Ĝeneralaj kondiĉoj por elekto de loko
La ĝeneralaj kondiĉoj por elekti lokon povas esti klarigitaj el la jenaj kvar aspektoj:
(1) La elektita loko devus povi utiligi akvoenergion laŭ la plej ekonomia maniero kaj observi la principon de kostŝparo, tio estas, post kiam la elektrocentralo estas kompletigita, la malplej da mono estas elspezata kaj la plej multe da elektro estas generita. Kutime oni povas mezuri tion per takso de la jara enspezo de elektroproduktado kaj la investo en la konstruado de la stacio por vidi kiom da tempo la investita kapitalo povas esti reakirita. Tamen, la hidrologiaj kaj topografiaj kondiĉoj estas malsamaj en malsamaj lokoj, kaj la elektrobezonoj ankaŭ estas malsamaj, do la konstrukosto kaj investo ne devus esti limigitaj per certaj valoroj.
(2) La topografiaj, geologiaj kaj hidrologiaj kondiĉoj de la elektita loko estu relative pli bonaj, kaj ekzistu eblecoj en projektado kaj konstruado. Ĉe la konstruado de malgrandaj akvoenergiaj centraloj, la uzo de konstrumaterialoj estu laŭ la principo de "lokaj materialoj" kiel eble plej multe.
(3) La elektita loko devas esti kiel eble plej proksime al la elektroprovizo kaj prilabora areo por redukti la investon en potenctransmisia ekipaĵo kaj la potencperdon.
(4) Dum elektado de la loko, la ekzistantaj hidraŭlikaj strukturoj estu uzataj kiel eble plej multe. Ekzemple, la akvoguto povas esti uzata por konstrui akvoenergian centralon en irigacia kanalo, aŭ akvoenergia centralo povas esti konstruita apud irigacia rezervujo por generi elektron el la irigacia fluo, kaj tiel plu. Ĉar ĉi tiuj akvoenergiaj centraloj povas plenumi la principon de generado de elektro kiam estas akvo, ilia ekonomia signifo estas pli evidenta.
Afiŝtempo: 19-a de majo 2022
