Hüdroelektrienergia tootmine kui taastuv, saastevaba ja puhas energiaallikas on inimeste seas juba ammu hinnatud. Tänapäeval on suured ja keskmise suurusega hüdroelektrijaamad laialdaselt kasutusel ja suhteliselt küpsed taastuvenergia tehnoloogiad kogu maailmas. Näiteks Hiinas asuv Kolme Kuru hüdroelektrijaam on maailma suurim hüdroelektrijaam. Suurtel ja keskmise suurusega hüdroelektrijaamadel on aga palju negatiivset mõju keskkonnale, näiteks tammid, mis takistavad looduslike jõgede sujuvat voolu, blokeerivad sette väljavoolu ja muudavad ökosüsteemi keskkonda; Hüdroelektrijaamade ehitamine nõuab ka ulatuslikku maa-ala üleujutamist, mille tulemuseks on suur hulk immigrante.
Uue energiaallikana on väikehüdroenergial ökoloogilisele keskkonnale palju väiksem mõju ja seetõttu hindavad inimesed seda üha enam. Väikehüdroelektrijaamad on nagu suured ja keskmise suurusega hüdroelektrijaamad ka hüdroelektrijaamad. Tavaliselt nimetatakse „väikehüdroenergiaks” hüdroelektrijaamu või hüdroelektrijaamu ja elektrisüsteeme, millel on väga väike installeeritud võimsus ning mille installeeritud võimsus varieerub sõltuvalt iga riigi oludest.
Hiinas viitab „väikehüdroenergia” hüdroelektrijaamadele ja neid toetavatele kohalikele elektrivõrkudele, mille paigaldatud võimsus on kuni 25 MW ning mida rahastavad ja käitavad kohalikud, kollektiivsed või individuaalsed üksused. Väikehüdroenergia kuulub süsinikuvaba puhta energia hulka, millel puudub ressursside ammendumise probleem ja mis ei põhjusta keskkonnareostust. See on Hiina säästva arengu strateegia rakendamise lahutamatu osa.
Taastuvenergia, näiteks väikehüdroenergia arendamine vastavalt kohalikele oludele ja hüdroenergia ressursside muundamine kvaliteetseks elektriks on mänginud olulist rolli riigi majandusliku ja sotsiaalse arengu tagamisel, inimeste elukvaliteedi parandamisel, elektrienergia tarbimise probleemi lahendamisel elektrita piirkondades ja elektripuuduse korral, jõgede haldamise edendamisel, ökoloogilise seisundi parandamisel, keskkonnakaitsel ja kohalikul sotsiaalmajanduslikul arengul.
Hiinal on rikkalikud väikehüdroenergia ressursivarud, mille teoreetiline hinnanguline reserv on 150 miljonit kW ja potentsiaalne installeeritud võimsus üle 70 000 MW arendamiseks. Väikehüdroenergia jõuline arendamine on vältimatu valik, et parandada energiastruktuuri vähese süsinikuheitega keskkonnakaitse, energia säästmise ja heitkoguste vähendamise ning säästva arengu kontekstis. Veevarude Ministeeriumi plaani kohaselt ehitab Hiina 2020. aastaks 10 väikehüdroenergia provintsi installeeritud võimsusega üle 5 miljoni kW, 100 suurt väikehüdroenergia baasi installeeritud võimsusega üle 200 000 kW ja 300 väikehüdroenergia maakonda installeeritud võimsusega üle 100 000 kW. Veevarude Ministeeriumi plaanide kohaselt saavutab väikehüdroenergia tootmine 2023. aastaks mitte ainult 2020. aasta eesmärgi, vaid ka suurema arengu.
Hüdroelektrijaam on energiatootmissüsteem, mis muundab veeenergiat veeturbiini abil elektriks ja veeturbiingeneraatori komplekt on väikeste hüdroenergiasüsteemide energiamuundamise põhiseade. Hüdroelektrigeneraatori komplekti energiamuundamise protsess jaguneb kahte etappi.
Esimene etapp muundab vee potentsiaalse energia veeturbiini mehaaniliseks energiaks. Veevoolul on erinevatel kõrgustel ja maastikul erinev potentsiaalne energia. Kui kõrgemalt tulev veevool põrkab kokku madalamal asuva turbiiniga, muundatakse veetaseme muutusest tekkiv potentsiaalne energia turbiini mehaaniliseks energiaks.
Teises etapis muundatakse veeturbiini mehaaniline energia esmalt elektrienergiaks, mis seejärel edastatakse elektrivõrgu ülekandeliinide kaudu elektriseadmetele. Pärast veevoolu mõju paneb veeturbiin pöörlema koaksiaalselt ühendatud generaatori. Pöörlev generaatori rootor paneb pöörlema ergastusmagnetvälja ja generaatori staatori mähis katkestab ergastusmagnetvälja jõujooned, tekitades indutseeritud elektromotoorjõu. Ühelt poolt väljastab see elektrienergiat ja teiselt poolt tekitab rootorile pöörlemissuunas vastassuunas elektromagnetilise pidurdusmomendi. Veevool mõjutab pidevalt veeturbiini seadet ja veeturbiini poolt veevoolust saadav pöörlemismoment ületab generaatori rootoris tekitatud elektromagnetilise pidurdusmomendi. Kui need kaks saavutavad tasakaalu, töötab veeturbiiniüksus konstantsel kiirusel, et stabiilselt toota elektrit ja viia lõpule energia muundamine.
Hüdroelektrigeneraatori agregaat on oluline energiamuundamise seade, mis muundab vee potentsiaalse energia elektrienergiaks. See koosneb üldiselt veeturbiinist, generaatorist, kiiruse regulaatorist, ergutussüsteemist, jahutussüsteemist ja elektrijaama juhtimisseadmetest. Tüüpilise hüdroelektrigeneraatori agregaadi põhiseadmete tüüpide ja funktsioonide lühiülevaade on järgmine:
1) Veeturbiin. Veeturbiine on kahte tüüpi: impulss- ja reaktiivturbiine.
2) Generaator. Enamik generaatoreid kasutab elektriliselt ergutatavaid sünkroongeneraatoreid.
3) Ergastussüsteem. Kuna generaatorid on üldiselt elektriliselt ergastatavad sünkroongeneraatorid, on vaja juhtida alalisvoolu ergastussüsteemi, et saavutada pinge reguleerimine, elektrienergia aktiiv- ja reaktiivvõimsuse reguleerimine ning parandada väljundelektrienergia kvaliteeti.
4) Kiiruse reguleerimise ja juhtimise seade (sh kiiruse regulaator ja õlirõhu seade). Regulaatorit kasutatakse veeturbiini kiiruse reguleerimiseks nii, et väljundelektrienergia sagedus vastaks toiteallika nõuetele.
5) Jahutussüsteem. Väikesed hüdrogeneraatorid kasutavad peamiselt õhkjahutust, kasutades ventilatsioonisüsteemi soojuse hajutamiseks ja generaatori staatori, rootori ning rauast südamiku pinna jahutamiseks.
6) Piduriseade. Hüdraulilised generaatorid, mille nimivõimsus ületab teatud väärtuse, on varustatud piduriseadmetega.
7) Elektrijaama juhtimisseadmed. Enamik elektrijaamade juhtimisseadmeid kasutab arvutipõhist digitaalset juhtimist selliste funktsioonide saavutamiseks nagu võrguühendus, sageduse reguleerimine, pinge reguleerimine, võimsusteguri reguleerimine, kaitse ja hüdroelektrijaamade side.
Väikehüdroenergiat saab kontsentreeritud rõhu meetodi põhjal jagada ümbersuunamis-, tammi- ja hübriidtüüpi. Enamik Hiina väikehüdroelektrijaamu on suhteliselt ökonoomsed ümbersuunamistüüpi väikehüdroelektrijaamad.
Väikehüdroelektrijaamade iseloomulikeks tunnusteks on väike jaama ehitusmaht, lihtne inseneritöö, seadmete lihtne hankimine ja põhimõtteliselt isetarbimine, ilma elektrienergia edastamiseta jaamast kaugel asuvatesse kohtadesse; Väikehüdroelektrijaamade võrgul on väike võimsus ja ka elektritootmisvõimsus on väike. Väikehüdroelektrijaamade tootmisel on tugevad lokaalsed ja massilised omadused.
Puhta energiaallikana on väikehüdroenergia aidanud kaasa sotsialistlike uue energia külade ehitamisele Hiinas. Usume, et väikehüdroenergia ja energia salvestamise tehnoloogia kombinatsioon muudab väikehüdroenergia arendamise tulevikus pilkupüüdvamaks!
Postituse aeg: 11. detsember 2023
