Conocimientos básicos sobre pequeñas centrales hidroeléctricas

¿Cómo se clasifican las centrales eléctricas grandes, medianas y pequeñas? Según las normas actuales, las centrales con una capacidad instalada inferior a 25 000 kW se clasifican en pequeñas; las centrales medianas, con una capacidad instalada de entre 25 000 y 250 000 kW; y las centrales de gran escala, con una capacidad instalada superior a 250 000 kW.
¿Cuál es el principio básico de la generación de energía hidroeléctrica?
La generación de energía hidroeléctrica consiste en el uso de energía hidráulica (con una carga hidráulica) para impulsar la rotación de maquinaria hidráulica (turbina hidráulica), convirtiendo la energía hídrica en energía mecánica. Si se conecta otro tipo de maquinaria (generador) a la turbina hidráulica para generar electricidad mientras gira, la energía mecánica se convierte en energía eléctrica. La generación de energía hidroeléctrica, en cierto sentido, es el proceso de convertir la energía potencial del agua en energía mecánica y, posteriormente, en energía eléctrica.
¿Cuáles son los métodos de desarrollo de los recursos hidráulicos y los tipos básicos de centrales hidroeléctricas?
Los métodos de explotación de los recursos hidráulicos se seleccionan en función de la caída de agua concentrada, y existen básicamente tres métodos: presa, derivación y mixto. Sin embargo, estos tres métodos de explotación también deben ser aplicables a las condiciones naturales específicas del tramo fluvial. Las centrales hidroeléctricas construidas según diferentes métodos de explotación tienen diseños de núcleo y composiciones de edificación completamente diferentes, por lo que también se dividen en tres tipos básicos: presa, derivación y mixto.
¿Qué normas se utilizan para clasificar los proyectos de conservación de agua y de centros de energía hidroeléctrica y los edificios agrícolas, industriales y residenciales correspondientes?
Se deben seguir estrictamente las normas de clasificación y diseño para proyectos de conservación de agua y centros de energía hidroeléctrica emitidas por el antiguo Ministerio de Recursos Hídricos y Energía Eléctrica, SDJ12-78, y la clasificación debe basarse en el tamaño del proyecto (volumen total del embalse, capacidad instalada de la central eléctrica).
5. ¿Qué son el caudal, la escorrentía total y el caudal medio anual?
El caudal se refiere al volumen de agua que pasa por un río (o estructura hidráulica) en una unidad de tiempo, expresado en metros cúbicos por segundo; la escorrentía total se refiere a la suma del caudal total de agua a través de la sección del río dentro de un año hidrológico, expresado como 104m3 o 108m3; el caudal medio anual se refiere al caudal medio anual de una sección transversal de un río calculado con base en series hidrológicas existentes.
6. ¿Cuáles son los principales componentes de los proyectos de centros hidroeléctricos de pequeña escala?
Se compone principalmente de cuatro partes principales: estructuras de retención de agua (presas), estructuras de descarga de inundaciones (aliviaderos o compuertas), estructuras de desviación de agua (canales o túneles de desviación de agua, incluidos pozos de compensación) y edificios de centrales eléctricas (incluidos canales de aguas residuales y estaciones de refuerzo).
7. ¿Qué es una central hidroeléctrica de escorrentía? ¿Cuáles son sus características?
Una central hidroeléctrica sin embalse regulador se denomina central hidroeléctrica de escorrentía. Este tipo de central se selecciona por su capacidad instalada en función del caudal medio anual del río y la posible carga hidroeléctrica obtenida. Al no poder operar a plena capacidad durante todo el año con una tasa de garantía del 80%, generalmente solo alcanza su funcionamiento normal durante unos 180 días. Durante la estación seca, la generación de energía disminuye drásticamente a menos del 50%, a veces incluso sin generar electricidad. Se ve limitada por el caudal natural del río, y se acumula una gran cantidad de agua durante la temporada de inundaciones.

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8. ¿Qué es la producción? ¿Cómo estimar la producción de una central hidroeléctrica y calcular su generación de energía?
En una central hidroeléctrica, la energía eléctrica generada por un grupo electrógeno se denomina potencia, mientras que la potencia de un tramo de caudal de un río representa los recursos hidroeléctricos de dicho tramo. La potencia del caudal es la energía hídrica por unidad de tiempo.
N=9,81 QH
En la fórmula, Q es el caudal (m3/S); H es la altura de agua (m); N es la salida de la central hidroeléctrica (W); el coeficiente de eficiencia de un generador hidroeléctrico.
La fórmula aproximada para la producción de pequeñas centrales hidroeléctricas es
N=(6,0~8,0)QH
La fórmula para la generación anual de energía es
E=N·F
En la fórmula, N es la producción promedio; T son las horas de utilización anuales.
9. ¿Qué es la producción garantizada? ¿Cuál es su propósito?
La producción promedio que una central hidroeléctrica puede generar durante un largo período de operación, correspondiente a la tasa de garantía de diseño, se denomina producción garantizada de la central. Esta producción garantizada de las centrales hidroeléctricas es un indicador importante y una base fundamental para determinar su capacidad instalada en la etapa de planificación y diseño.
10. ¿Cuáles son las horas anuales de utilización de la capacidad instalada?
El tiempo promedio de funcionamiento a plena carga de un grupo electrógeno hidroeléctrico en un año. Es un indicador importante para medir los beneficios económicos de las centrales hidroeléctricas, y se requiere que las horas de utilización anual de las pequeñas centrales hidroeléctricas superen las 3000 horas.
11. ¿Qué son la regulación diaria, la regulación semanal, la regulación anual y la regulación plurianual?
La regulación diaria se refiere a la redistribución de la escorrentía dentro de un día y una noche, con un ciclo de regulación de 24 horas. Regulación semanal: El ciclo de regulación es de una semana (7 días). Regulación anual: La redistribución de la escorrentía dentro de un año. Cuando el agua se abandona durante la temporada de inundaciones, solo una parte del exceso de agua almacenada durante la temporada de inundaciones puede regularse, lo que se llama regulación anual incompleta (o regulación estacional); La regulación de la escorrentía que puede redistribuir completamente el agua entrante dentro del año de acuerdo con los requisitos de uso del agua sin la necesidad de abandono de agua se llama regulación anual. Regulación plurianual: Cuando el volumen del embalse es lo suficientemente grande, el exceso de agua puede almacenarse en el embalse durante muchos años, y luego el agua excedente puede usarse para compensar el déficit. La regulación anual, que solo se utiliza en varios años secos, se llama regulación plurianual.
12. ¿Cuál es la caída y pendiente de un río?
La diferencia de elevación entre las superficies de agua de las dos secciones transversales del tramo fluvial utilizado se denomina desnivel; la diferencia de elevación entre las superficies de agua de las dos secciones transversales del nacimiento y el estuario se denomina desnivel total. El desnivel por unidad de longitud se denomina pendiente.
13. ¿Cuál es la precipitación, duración de la precipitación, intensidad de la precipitación, área de precipitación, centro de la tormenta?
La precipitación es la cantidad total de agua que cae sobre un punto o área determinada durante un período de tiempo determinado, expresada en milímetros. La duración de la precipitación se refiere a su duración. La intensidad de la precipitación se refiere a la cantidad de precipitación por unidad de área, expresada en milímetros por hora. El área de precipitación se refiere al área horizontal cubierta por la precipitación, expresada en km². El centro de la tormenta se refiere a una pequeña área local donde se concentra la lluvia.
14. ¿Cuál es la tasa de garantía de diseño para centrales hidroeléctricas? ¿Tasa de garantía anual?
La tasa de garantía de diseño de una central hidroeléctrica se refiere al porcentaje del número de horas de funcionamiento normal durante muchos años de funcionamiento en comparación con el total de horas de funcionamiento; la tasa de garantía anual se refiere al porcentaje de años de trabajo normal de generación de energía sobre el número total de años de funcionamiento.
¿Cuál es el propósito de preparar un libro de tareas de diseño?
El propósito de elaborar un libro de tareas de diseño para pequeñas centrales hidroeléctricas es determinar el proyecto básico de construcción y servir de base para la elaboración de los documentos preliminares de diseño. Es uno de los procedimientos básicos de construcción y también uno de los medios que utilizan las autoridades competentes para implementar la regulación macroeconómica.
¿Cuál es el contenido principal del libro de tareas de diseño?
El contenido principal del libro de tareas de diseño incluye ocho aspectos:
Debe incluir todo el contenido del informe de planificación de cuencas hidrográficas y del estudio de factibilidad. Es coherente con el diseño preliminar, con diferencias únicamente en la profundidad del problema de investigación.
Al analizar y describir las condiciones geológicas e hidrogeológicas de ingeniería de las áreas de construcción dentro de la cuenca hidrográfica, se puede obtener una cartografía de 1/500000 (1/200000 o 1/100000) con una pequeña cantidad de trabajo de exploración geológica. Se deben aclarar las condiciones geológicas, la profundidad disponible del lecho rocoso, la profundidad de la capa de cobertura del lecho fluvial y los principales problemas geológicos en el área designada para el diseño.
Recopilar datos hidrológicos, analizarlos y calcularlos, y seleccionar los principales parámetros hidrológicos.
Trabajo de medición. Recopilar mapas topográficos a escala 1/50000 y 1/10000 del área de construcción; mapas topográficos a escala 1/1000 a 1/500 del área de la fábrica en la obra.
Realización de cálculos hidrológicos y de regulación de escorrentía. Selección y cálculo de diversos niveles y alturas de agua; cálculos de balance eléctrico y energético a corto y largo plazo; selección preliminar de la capacidad instalada, el modelo de la unidad y el cableado eléctrico principal.
Comparar y seleccionar los tipos de estructuras hidráulicas y diseños de ejes, y realizar cálculos hidráulicos, estructurales y de estabilidad, así como cálculos de cantidades de ingeniería.
Análisis de evaluación económica, demostración de la necesidad y racionalidad económica de la evaluación de la construcción de ingeniería.
Evaluación de impacto ambiental, estimación de inversión de ingeniería y plan de implementación de ingeniería del proyecto.
17. ¿Qué es una estimación de inversión en ingeniería? ¿Estimación de inversión en ingeniería y pronóstico de ingeniería?
El presupuesto de ingeniería es un documento técnico y económico que prepara todos los fondos de construcción necesarios para un proyecto en forma monetaria. El presupuesto general del anteproyecto es un componente importante del documento de anteproyecto y la base principal para evaluar la racionalidad económica. El presupuesto total aprobado es reconocido por el estado como un indicador importante de la inversión básica en construcción y también sirve de base para la elaboración de los planos básicos de construcción y los diseños de licitación. La estimación de la inversión en ingeniería es el monto de la inversión realizada durante la etapa de estudio de factibilidad. El presupuesto de ingeniería es el monto de la inversión realizada durante la fase de construcción.
¿Por qué necesitamos preparar un diseño de organización de la construcción?
El diseño de la organización de la construcción es uno de los pilares fundamentales para la elaboración de presupuestos de ingeniería. La tarea más básica consiste en calcular los precios unitarios en función de diversas condiciones, como el método de construcción, la distancia de transporte y el plan de construcción, y en elaborar una tabla de presupuestos de ingeniería unitarios.
19. ¿Cuál es el contenido principal del diseño de la organización de la construcción?
El contenido principal del diseño de la organización de la construcción es el diseño general de la construcción, el progreso de la construcción, el desvío de la construcción, el plan de intercepción, el transporte externo, las fuentes de materiales de construcción, el plan de construcción y los métodos de construcción, etc.
¿Cuántas etapas de diseño hay en los actuales proyectos de construcción básica de conservación de agua y energía hidroeléctrica?
De acuerdo con los requisitos del Ministerio de Recursos Hídricos, debe haber una planificación de cuencas hidrográficas, una propuesta de proyecto, un estudio de viabilidad, un diseño preliminar, un diseño de licitación y seis etapas, incluido el diseño de planos de construcción.
21. ¿Cuáles son los principales indicadores económicos de las centrales hidroeléctricas?
La inversión unitaria en kilovatios es la inversión requerida por kilovatio de capacidad instalada.
La inversión unitaria en electricidad se refiere a la inversión requerida por kilovatio hora de electricidad.
El costo de la electricidad es la tarifa que se paga por kilovatio hora de electricidad.
Las horas de utilización anual de la capacidad instalada son una medida del grado de utilización de los equipos de las centrales hidroeléctricas.
El precio de la electricidad es el precio por kilovatio hora de electricidad vendido a la red.
¿Cómo calcular los principales indicadores económicos de las centrales hidroeléctricas?
Los principales indicadores económicos de las centrales hidroeléctricas se calculan mediante la siguiente fórmula:
Inversión unitaria en kilovatios = inversión total en la construcción de una central hidroeléctrica/capacidad total instalada de la central hidroeléctrica
Inversión unitaria en electricidad = inversión total en la construcción de centrales hidroeléctricas/generación promedio anual de energía de las centrales hidroeléctricas
Horas de utilización anual de la capacidad instalada = generación de energía anual promedio/capacidad instalada total


Hora de publicación: 24 de junio de 2024

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