He ʻike holoʻokoʻa o ka hana mana hydroelectric

ʻO ka mana wai ka hoʻololi ʻana i ka ikehu wai o nā muliwai kūlohelohe i uila no ka poʻe e hoʻohana ai. Aia nā kumu ikehu like ʻole i hoʻohana ʻia i ka hana mana, e like me ka ikehu lā, ka mana wai ma nā muliwai, a me ka mana makani i hana ʻia e ke kahe ʻana o ka ea. He haʻahaʻa ke kumukūʻai o ka hana mana wai me ka hoʻohana ʻana i ka mana wai, a hiki ke hoʻohui pū ʻia ke kūkulu ʻana i nā kikowaena mana wai me nā papahana mālama wai ʻē aʻe. He waiwai nui ko mākou ʻāina i nā kumuwaiwai mana wai a maikaʻi loa hoʻi nā kūlana. He kuleana koʻikoʻi ko ka mana wai i ke kūkulu ʻana i ka hoʻokele waiwai o ka ʻāina.
ʻOi aku ke kiʻekiʻe o ka wai o uka o ka muliwai ma mua o kona wai ma lalo. Ma muli o ka ʻokoʻa o ka wai o ka muliwai, hoʻopuka ʻia ka ikehu wai. Ua kapa ʻia kēia ikehu he ikehu hiki ke hoʻololi a i ʻole ka ikehu hiki ke hoʻololi. ʻO ka ʻokoʻa ma waena o ke kiʻekiʻe o ka wai o ka muliwai ua kapa ʻia ʻo ka kulu, i kapa ʻia hoʻi ʻo ka ʻokoʻa o ka wai a i ʻole ke poʻo wai. ʻO kēia kulu kahi kūlana kumu no ka hoʻokumu ʻana o ka mana hydraulic. Eia kekahi, ʻo ka nui o ka mana hydraulic e pili pū ana i ka nui o ke kahe ʻana o ka wai i loko o ka muliwai, ʻo ia kekahi kūlana kumu nui e like me ka kulu. Hoʻopilikia pololei ka kulu a me ke kahe i ka mana hydraulic; ʻo ka nui o ka wai o ka kulu, ʻo ka nui o ka mana hydraulic; inā liʻiliʻi ka kulu a me ka nui o ka wai, e liʻiliʻi ka puka o ke kahua hydropower.
ʻO ka maʻamau, ua hōʻike ʻia ka hāʻule ʻana ma nā mika. ʻO ke gradient ka lakio o ka hāʻule ʻana a me ka mamao, hiki ke hōʻike i ke kiʻekiʻe o ka nui o ka hāʻule ʻana. ʻOi aku ka nui o ka hāʻule ʻana, a ʻoi aku ka maʻalahi o ka hoʻohana ʻana i ka mana hydraulic. ʻO ka hāʻule i hoʻohana ʻia e kahi kikowaena hydropower ʻo ia ka ʻokoʻa ma waena o ka ʻili wai o uka o ke kahua hydropower a me ka ʻili wai o lalo ma hope o ka hala ʻana ma o ka turbine.

ʻO ke kahe ka nui o ka wai e kahe ana i loko o kahi muliwai no kēlā me kēia anakahi manawa, a ua hōʻike ʻia ma nā mika cubic i hoʻokahi kekona. Hoʻokahi mika cubic o ka wai hoʻokahi tona. Hoʻololi ke kahe o kahi muliwai i kēlā me kēia manawa, no laila ke kamaʻilio mākou e pili ana i ke kahe, pono mākou e wehewehe i ka manawa o kahi kikoʻī e kahe ai. Hoʻololi nui ke kahe i ka manawa. ʻO nā muliwai ma ko mākou ʻāina he nui ke kahe i ke kau ua i ke kauwela a me ka hāʻule, a liʻiliʻi iki i ka hoʻoilo a me ka pūnāwai. Ma keʻano laulā, liʻiliʻi ke kahe o ka muliwai ma uka; no ka mea, hui pū nā kahawai, piʻi mālie ke kahe ma lalo. No laila, ʻoiai ua paʻa ka hāʻule ʻana ma luna, ua liʻiliʻi ke kahe; nui ke kahe ma lalo, akā ua hoʻopuehu ʻia ka hāʻule ʻana. No laila, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hoʻohana ʻana i ka mana hydraulic ma nā wahi waena o ka muliwai.
Ma ka ʻike ʻana i ka hāʻule a me ke kahe i hoʻohana ʻia e kahi kikowaena hydropower, hiki ke helu ʻia kāna hopena me ka hoʻohana ʻana i kēia ʻano hana:
N= GQH
I loko o ke ʻano haʻilula, hiki ke kapa ʻia ʻo N–output, ma kilowatts, he mana;
Q–kahe, ma nā mika cubic i kekona;
H - hāʻule, ma nā mika;
ʻO G = 9.8, ʻo ia ka wikiwiki o ka umekaumaha, anakahi: Newton/kg
Wahi a ke ʻano hana i luna, ua helu ʻia ka mana kumumanaʻo me ka ʻole o ka unuhi ʻana i kekahi pohō. ʻO ka ʻoiaʻiʻo, i ke kaʻina hana o ka hana hydropower, nā turbine, nā lako hoʻoili, nā mīkini hana, a me nā mea ʻē aʻe, loaʻa iā lākou āpau nā pohō mana hiki ʻole ke pale ʻia. No laila, pono e hoʻēmi ʻia ka mana kumumanaʻo, ʻo ia hoʻi, pono e hoʻonui ʻia ka mana maoli hiki iā mākou ke hoʻohana me ke koina pono (hōʻailona: K).
ʻO ka mana i hoʻolālā ʻia o ka mīkini hana ma ke kahua hydropower ua kapa ʻia ʻo ka mana i helu ʻia, a ʻo ka mana maoli ua kapa ʻia ʻo ka mana maoli. I ke kaʻina hana o ka hoʻololi ʻana i ka ikehu, he mea hiki ʻole ke pale ʻia ka nalowale ʻana o kahi hapa o ka ikehu. I ke kaʻina hana o ka hana hydropower, aia ka hapa nui o nā pohō o nā turbine a me nā mīkini hana (aia kekahi mau pohō i loko o nā pipelines). ʻO nā pohō like ʻole ma ke kahua micro-hydropower kuaʻāina e pili ana i kahi 40-50% o ka mana kumumanaʻo holoʻokoʻa, no laila hiki i ka hoʻopuka ʻana o ke kahua hydropower ke hoʻohana wale i 50-60% o ka mana kumumanaʻo, ʻo ia hoʻi, ʻo ka pono ma kahi o 0.5-0.60 (ʻo ia hoʻi ka pono o ka turbine he 0.70-0.85, ʻo ka pono o nā mīkini hana he 0.85 a 0.90, a ʻo ka pono o nā pipelines a me nā lako hoʻoili he 0.80 a 0.85). No laila, hiki ke helu ʻia ka mana maoli (ka hoʻopuka) o ke kahua hydropower penei:
K–hoʻohana ʻia ka pono o ke kahua hydropower, (0.5～0.6) i ka helu ʻana o ke kahua micro-hydropower; hiki ke hoʻomaʻalahi ʻia kēia waiwai penei:
N=(0.5～0.6)QHG Mana maoli=ka pono × kahe × hāʻule × 9.8
ʻO ka hoʻohana ʻana i ka mana wai, ʻo ia ka hoʻohana ʻana i ka mana wai e hoʻokele i kahi mīkini, i kapa ʻia he turbine wai. No ka laʻana, ʻo ka huila wai kahiko ma ko mākou ʻāina he turbine wai maʻalahi loa. Hoʻololi ʻia nā turbine hydraulic like ʻole i hoʻohana ʻia i kēia manawa i nā kūlana hydraulic kikoʻī like ʻole, i hiki iā lākou ke wili me ka maikaʻi a hoʻololi i ka ikehu wai i ikehu mechanical. ʻO kekahi ʻano mīkini, he mīkini hana, ua pili ʻia i ka turbine, i hiki ai i ka rotor o ka mīkini hana ke wili me ka turbine e hana i ka uila. Hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka mīkini hana i ʻelua ʻāpana: ka ʻāpana e wili me ka turbine a me ka ʻāpana paʻa o ka mīkini hana. ʻO ka ʻāpana i hoʻopili ʻia i ka turbine a wili ʻia ua kapa ʻia ʻo ka rotor o ka mīkini hana, a he nui nā pou magnetic a puni ka rotor; ʻo kahi pōʻai a puni ka rotor ka ʻāpana paʻa o ka mīkini hana, i kapa ʻia ʻo ka stator o ka mīkini hana, a ua ʻōwili ʻia ka stator me nā wili keleawe he nui. Ke wili nā pou magnetic he nui o ka rotor ma waenakonu o nā wili keleawe o ka stator, hana ʻia kahi au ma nā uea keleawe, a hoʻololi ka mīkini hana i ka ikehu mechanical i ikehu uila.
Hoʻololi ʻia ka ikehu uila i hana ʻia e ke kahua mana i ikehu mechanical (motika uila a motika paha), ikehu mālamalama (kukui uila), ikehu wela (umahu uila) a pēlā aku e nā lako uila like ʻole.
ke ʻano o ke kahua hydropower
ʻO ka hoʻonohonoho ʻana o kahi kikowaena hydropower: nā ʻano hydraulic, nā lako mīkini, a me nā lako uila.
(1) Nā ʻōnaehana hydraulic
Loaʻa iā ia nā pā wai (nā pā wai), nā ʻīpuka komo, nā kahawai (a i ʻole nā ​​​​tunnels), nā pahu hoʻokele mua (a i ʻole nā ​​​​pahu hoʻoponopono), nā paipu kaomi, nā hale mana a me nā tailraces, a pēlā aku.
Ua kūkulu ʻia kahi pā wai (dam) ma ka muliwai e ālai i ka wai o ka muliwai a hoʻokiʻekiʻe i ka ʻili wai e hana i kahi waihona wai. Ma kēia ʻano, ua hoʻokumu ʻia kahi kulu i hoʻopaʻa ʻia ma waena o ka ʻili wai o ka waihona wai ma ka pā wai (dam) a me ka ʻili wai o ka muliwai ma lalo o ka pā wai, a laila hoʻokomo ʻia ka wai i loko o ke kahua mana hydroelectric ma o ka hoʻohana ʻana i nā paipu wai a i ʻole nā ​​tunnels. Ma nā muliwai piʻi, hiki i ka hoʻohana ʻana i nā kahawai hoʻohuli ke hana i kahi kulu. No ka laʻana: Ma ke ʻano laulā, ʻo ka kulu no kēlā me kēia kilomita o kahi muliwai kūlohelohe he 10 mika. Inā wehe ʻia kahi kahawai ma ka ʻaoʻao o luna o kēia ʻāpana o ka muliwai e hoʻokomo i ka wai o ka muliwai, e ʻeli ʻia ke kahawai ma ka muliwai, a e pālahalaha ka pali o ke kahawai. Inā hana ʻia ka kulu ma ke kahawai no kēlā me kēia kilomita, ua hāʻule wale ia he 1 mika, no laila ua kahe ka wai he 5 kilomita ma ke kahawai, a ua hāʻule wale ka ʻili wai he 5 mika, ʻoiai ua hāʻule ka wai he 50 mika ma hope o ka hele ʻana he 5 kilomita ma ke kahawai kūlohelohe. I kēia manawa, ua alakaʻi ʻia ka wai mai ke kahawai i ka hale hana mana e ka muliwai me kahi paipu wai a i ʻole kahi tunnel, a aia kahi hāʻule paʻa o 45 mika e hiki ke hoʻohana ʻia e hana i ka uila. Kiʻi 2

ʻO ka hoʻohana ʻana i nā kahawai hoʻohuli, nā tunnels a i ʻole nā ​​​​paipu wai (e like me nā paipu plastik, nā paipu kila, nā paipu sima, a me nā mea ʻē aʻe) e hana i kahi kikowaena hydropower me kahi hāʻule i hoʻopaʻa ʻia ua kapa ʻia ʻo ia he kikowaena hydropower channel hoʻohuli, ʻo ia kahi hoʻonohonoho maʻamau o nā kikowaena hydropower.
(2) Nā lako mīkini a me nā lako uila
Ma waho aʻe o nā hana hydraulic i ʻōlelo ʻia ma luna (nā ʻauwaha, nā kahawai, nā kahua mua, nā paipu kaomi, nā hale hana), pono pū ke kahua hydropower i nā lako hana penei:
(1) Nā lako mīkini
Aia nā turbine, nā kiaʻāina, nā kiwikā puka, nā lako hoʻoili a me nā lako hana ʻole.
(2) Nā lako uila
Aia nā mīkini hana uila, nā papa hoʻokele hoʻokaʻawale, nā mea hoʻololi uila a me nā laina hoʻoili.
Akā, ʻaʻole nā ​​kikowaena hydropower liʻiliʻi a pau i loaʻa nā ʻano hydraulic i ʻōlelo ʻia ma luna a me nā lako mechanical a me nā uila. Inā emi ke poʻo wai ma mua o 6 mika ma ke kikowaena hydropower poʻo haʻahaʻa, hoʻohana pinepine ʻia ke kahawai alakaʻi wai a me ke kahawai wai kahawai hāmama, a ʻaʻohe forepool kaomi a me ka paipu wai kaomi. No nā kikowaena mana me ka laulā lako mana liʻiliʻi a me ka mamao hoʻoili pōkole, lawe ʻia ka hoʻoili mana pololei a ʻaʻohe mea hoʻololi. ʻAʻole pono nā kikowaena hydropower me nā waihona wai e kūkulu i nā pā. ʻO ka hoʻohana ʻana i nā intake hohonu, nā paipu o loko o ka pā (a i ʻole nā ​​tunnels) a me nā ala wai e hoʻopau ai i ka pono no nā ʻano hydraulic e like me nā weirs, nā puka intake, nā kahawai a me nā fore-pools kaomi.
No ke kūkulu ʻana i kahi kahua hydropower, ʻo ka mea mua, pono e hana ʻia ka hana ana a me ka hoʻolālā akahele. I ka hana hoʻolālā, aia ʻekolu mau pae hoʻolālā: ka hoʻolālā mua, ka hoʻolālā loea a me nā kikoʻī kūkulu. I mea e hana maikaʻi ai i ka hana hoʻolālā, pono mua e hana i ka hana ana piha, ʻo ia hoʻi, e hoʻomaopopo piha i nā kūlana kūlohelohe a me ka hoʻokele waiwai kūloko - ʻo ia hoʻi ka topography, geology, hydrology, kapikala a pēlā aku. Hiki ke hōʻoia ʻia ka pololei a me ka hilinaʻi o ka hoʻolālā ma hope o ka hoʻomaopopo ʻana i kēia mau kūlana a me ka nānā ʻana iā lākou.
He ʻokoʻa nā ʻano o nā kikowaena hydropower liʻiliʻi ma muli o ke ʻano o ke kikowaena hydropower.
3. Ana Hoʻolālā ʻĀina
He mana koʻikoʻi ko ka maikaʻi o ke ana ʻāina topographic i ka hoʻolālā ʻenekinia a me ka helu ʻana i ka nui o ka ʻenekinia.
ʻO ka ʻimi ʻana i ka ʻāina honua (ka hoʻomaopopo ʻana i nā kūlana honua) ma waho aʻe o ka hoʻomaopopo laulā a me ka noiʻi ʻana i ka ʻāina honua o ka ʻāina wai a ma ke kahawai, pono nō hoʻi e hoʻomaopopo inā paʻa ke kahua o ka lumi mīkini, kahi e pili pono ana i ka palekana o ke kahua mana ponoʻī. Ke luku ʻia ka barrage me kahi nui o ka waihona wai, ʻaʻole ia e hōʻino wale i ke kahua hydropower ponoʻī, akā e hoʻolilo pū i ka pohō nui o ke ola a me ka waiwai ma lalo.
4. Hoʻāʻo wai
No nā kikowaena hydropower, ʻo ka ʻikepili hydrological koʻikoʻi loa nā moʻolelo o ka pae wai o ka muliwai, ke kahe ʻana, ka nui o ka sediment, nā kūlana hau, ka ʻikepili meteorological a me ka ʻikepili anamanaʻo waikahe. Hoʻopilikia ka nui o ke kahe o ka muliwai i ka hoʻonohonoho ʻana o ke ala wai o ke kahua hydropower. ʻO ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ke koʻikoʻi o ke kahe e hōʻino ai i ka pā; hiki i ka sediment i lawe ʻia e ka muliwai ke hoʻopiha koke i ka waihona i ka hihia ʻino loa. No ka laʻana, ʻo ke kahawai kahe e hoʻoulu ai i ke kahawai e hoʻopaʻa i ka lepo, a e hele ka sediment coarse-grained ma o ka turbine a hoʻoulu i ka ʻaʻahu o ka turbine. No laila, pono i ke kūkulu ʻana i nā kikowaena hydropower ka ʻikepili hydrological lawa.
No laila, ma mua o ka hoʻoholo ʻana e kūkulu i kahi kahua hydropower, pono mākou e noiʻi mua i ke kuhikuhi o ka hoʻomohala waiwai ma ka ʻāpana lako mana a me ke koi uila i ka wā e hiki mai ana. I ka manawa like, e kuhi i ke kūlana o nā kumu mana ʻē aʻe ma ka ʻāpana hoʻomohala. Ma hope o ka noiʻi a me ka nānā ʻana i ke kūlana i luna nei hiki iā mākou ke hoʻoholo inā pono e kūkulu ʻia ke kahua hydropower a pehea ka nui o ka unahi.
Ma keʻano laulā, ʻo ke kumu o ka hana anamanaʻo hydropower ka hāʻawi ʻana i ka ʻike kumu pololei a hilinaʻi hoʻi e pono ai no ka hoʻolālā a me ke kūkulu ʻana i nā kikowaena hydropower.
5. Nā kūlana laulā no ke koho ʻana i kahi
Hiki ke wehewehe ʻia nā kūlana maʻamau no ke koho ʻana i kahi kahua mai nā ʻano ʻehā aʻe:
(1) Pono ke kahua i koho ʻia e hoʻohana i ka ikehu wai ma ke ala hoʻokele waiwai loa a kūlike me ke kumumanaʻo o ka mālama kālā, ʻo ia hoʻi, ma hope o ka pau ʻana o ke kahua mana, ʻo ka liʻiliʻi loa o ke kālā e hoʻolilo ʻia a ʻo ka nui o ka uila e hana ʻia. Hiki ke ana ʻia ma ka helu ʻana i ka loaʻa kālā makahiki o ka hana mana a me ka hoʻopukapuka kālā i ke kūkulu ʻana o ke kahua e ʻike i ka nui o ka manawa e hiki ai ke hoʻihoʻi ʻia ke kapikala i hoʻopukapuka ʻia. Eia nō naʻe, ʻokoʻa nā kūlana hydrological a me topographical ma nā wahi like ʻole, a ʻokoʻa hoʻi nā pono uila, no laila ʻaʻole pono e kaupalena ʻia ke kumukūʻai kūkulu a me ka hoʻopukapuka kālā e kekahi mau waiwai.
(2) Pono e ʻoi aku ka maikaʻi o ke ʻano o ka ʻāina, ka honua, a me ka wai o ke kahua i koho ʻia, a pono e loaʻa nā mea hiki ke hana ʻia ma ka hoʻolālā a me ke kūkulu ʻana. I ke kūkulu ʻana i nā kikowaena hydropower liʻiliʻi, pono e hoʻohana ʻia nā mea hana hale e like me ke kumumanaʻo o "nā mea kūloko" i ka hiki.
(3) Pono ke kahua i koho ʻia e kokoke i ka lako mana a me ka wahi hana e like me ka hiki ke hōʻemi i ka hoʻopukapuka kālā o nā lako hoʻoili mana a me ka nalowale o ka mana.
(4) I ke koho ʻana i ke kahua, pono e hoʻohana ʻia nā hale hydraulic e kū nei i ka nui o ka hiki. No ka laʻana, hiki ke hoʻohana ʻia ka kulu wai e kūkulu i kahi kahua hydropower ma kahi kahawai irrigation, a i ʻole hiki ke kūkulu ʻia kahi kahua hydropower ma ka ʻaoʻao o kahi waihona irrigation e hana i ka uila mai ke kahe irrigation, a pēlā aku. No ka mea hiki i kēia mau hale hana hydropower ke hoʻokō i ke kumumanaʻo o ka hana ʻana i ka uila ke loaʻa ka wai, ʻoi aku ka maopopo o ko lākou koʻikoʻi waiwai.