Proizvodnja hidroelektrana, kao obnovljivi, čist i nezagađujući izvor energije, odavno je cijenjena od strane ljudi. Danas se velike i srednje hidroelektrane široko koriste i relativno su zrele tehnologije obnovljivih izvora energije diljem svijeta. Na primjer, hidroelektrana Tri klanca u Kini najveća je hidroelektrana na svijetu. Međutim, velike i srednje hidroelektrane imaju mnogo negativnih utjecaja na okoliš, poput brana koje blokiraju nesmetan tok prirodnih rijeka, blokiraju ispuštanje sedimenta i mijenjaju ekosustav; Izgradnja hidroelektrana također zahtijeva opsežno poplavljivanje zemljišta, što rezultira velikim brojem imigranata.
Kao novi izvor energije, male hidroelektrane imaju mnogo manji utjecaj na ekološki okoliš i stoga ih ljudi sve više cijene. Male hidroelektrane, poput velikih i srednjih hidroelektrana, ujedno su i hidroelektrane. Uobičajeni naziv „male hidroelektrane“ odnosi se na hidroelektrane ili hidroelektrane i elektroenergetske sustave s vrlo malim instaliranim kapacitetom, a njihov instalirani kapacitet varira ovisno o nacionalnim uvjetima svake zemlje.
U Kini se „male hidroelektrane“ odnose na hidroelektrane i potporne lokalne elektroenergetske mreže s instaliranim kapacitetom od 25 MW ili manje, koje financiraju i njima upravljaju lokalni, kolektivni ili pojedinačni subjekti. Male hidroelektrane pripadaju čistoj energiji bez ugljika, koja nema problem iscrpljivanja resursa i ne uzrokuje onečišćenje okoliša. Neizostavna je komponenta kineske provedbe strategije održivog razvoja.
Razvoj obnovljivih izvora energije poput malih hidroelektrana u skladu s lokalnim uvjetima i transformacija hidroenergetskih resursa u visokokvalitetnu električnu energiju odigrao je važnu ulogu u osiguravanju nacionalnog gospodarskog i društvenog razvoja, poboljšanju kvalitete života ljudi, rješavanju problema potrošnje električne energije u područjima bez nestašice električne energije i energije, promicanju upravljanja rijekama, ekološkom poboljšanju, zaštiti okoliša i lokalnom socioekonomskom razvoju.
Kina ima obilne rezerve malih hidroelektrana, s teoretskom procijenjenom rezervom od 150 milijuna kW i potencijalnim instaliranim kapacitetom od preko 70 000 MW za razvoj. Neizbježan je izbor snažno razvijati male hidroelektrane kako bi se poboljšala energetska struktura u kontekstu zaštite okoliša s niskim udjelom ugljika, uštede energije i smanjenja emisija te održivog razvoja. Prema planu Ministarstva vodnih resursa, do 2020. godine Kina će izgraditi 10 provincija malih hidroelektrana s instaliranim kapacitetom od preko 5 milijuna kW, 100 velikih baza malih hidroelektrana s instaliranim kapacitetom od preko 200 000 kW i 300 okruga malih hidroelektrana s instaliranim kapacitetom od preko 100 000 kW. Do 2023. godine, prema planu Ministarstva vodnih resursa, proizvodnja energije iz malih hidroelektrana ne samo da će postići cilj za 2020. godinu, već će se na toj osnovi i bolje razviti.
Hidroelektrana je sustav za proizvodnju energije koji pretvara energiju vode u električnu energiju putem vodne turbine, a generatorski set vodne turbine je ključni uređaj za postizanje pretvorbe energije u malim hidroelektranama. Proces pretvorbe energije hidroelektrane podijeljen je u dvije faze.
Prva faza pretvara potencijalnu energiju vode u mehaničku energiju vodne turbine. Protok vode ima različitu potencijalnu energiju na različitim nadmorskim visinama i terenima. Kada protok vode s više pozicije udari u turbinu na nižoj poziciji, potencijalna energija generirana promjenom razine vode pretvara se u mehaničku energiju turbine.
U drugoj fazi, mehanička energija vodne turbine prvo se pretvara u električnu energiju, koja se zatim prenosi na električnu opremu putem dalekovoda električne mreže. Nakon što je izložena utjecaju protoka vode, vodna turbina pokreće koaksijalni generator u rotaciju. Rotirajući rotor generatora pokreće pobudno magnetsko polje u rotaciju, a statorski namot generatora presijeca linije pobudnog magnetskog polja kako bi stvorio induciranu elektromotornu silu. S jedne strane, proizvodi električnu energiju, a s druge strane generira elektromagnetski kočni moment u suprotnom smjeru vrtnje na rotoru. Protok vode kontinuirano utječe na uređaj vodne turbine, a rotacijski moment koji vodna turbina dobiva iz protoka vode svladava elektromagnetski kočni moment generiran u rotoru generatora. Kada ta dva faktora dosegnu ravnotežu, jedinica vodne turbine radit će konstantnom brzinom kako bi stabilno generirala električnu energiju i dovršila pretvorbu energije.
Hidroelektranski generator je važan uređaj za pretvorbu energije koji potencijalnu energiju vode pretvara u električnu energiju. Općenito se sastoji od vodne turbine, generatora, regulatora brzine, sustava pobude, sustava hlađenja i opreme za upravljanje elektranom. Kratak uvod u vrste i funkcije glavne opreme u tipičnom hidroelektranskom generatoru je sljedeći:
1) Vodna turbina. Postoje dvije uobičajeno korištene vrste vodnih turbina: impulsne i reaktivne.
2) Generator. Većina generatora koristi električno pobuđene sinkrone generatore.
3) Sustav uzbude. Zbog činjenice da su generatori općenito električno uzbuđeni sinkroni generatori, potrebno je upravljati istosmjernim sustavom uzbude kako bi se postigla regulacija napona, regulacija aktivne i reaktivne snage električne energije, a s ciljem poboljšanja kvalitete izlazne električne energije.
4) Uređaj za regulaciju i upravljanje brzinom (uključujući regulator brzine i uređaj za tlak ulja). Regulator se koristi za regulaciju brzine vodene turbine, tako da frekvencija izlazne električne energije zadovoljava zahtjeve napajanja.
5) Sustav hlađenja. Mali hidrogeneratori uglavnom koriste hlađenje zrakom, koristeći ventilacijski sustav koji pomaže u odvođenju topline i hlađenju površine statora, rotora i željezne jezgre generatora.
6) Uređaj za kočenje. Hidraulički generatori s nazivnim kapacitetom koji prelazi određenu vrijednost opremljeni su uređajima za kočenje.
7) Oprema za upravljanje elektranama. Većina opreme za upravljanje elektranama koristi računalno digitalno upravljanje za postizanje funkcija kao što su priključak na mrežu, regulacija frekvencije, regulacija napona, regulacija faktora snage, zaštita i komunikacija proizvodnje hidroelektrične energije.
Male hidroelektrane mogu se podijeliti na derivacijske, branske i hibridne na temelju metode koncentriranog pada. Većina malih hidroelektrana u Kini su relativno ekonomične male hidroelektrane derivacijskog tipa.
Karakteristike proizvodnje električne energije u malim hidroelektranama su mali opseg izgradnje elektrane, jednostavno inženjerstvo, jednostavna nabava opreme i u osnovi samostalna upotreba, bez prijenosa električne energije na mjesta daleko od elektrane; Mreža malih hidroelektrana ima mali kapacitet, a i kapacitet proizvodnje električne energije je mali. Odbacivanje malih hidroelektrana ima snažne lokalne i masovne karakteristike.
Kao čisti izvor energije, male hidroelektrane doprinijele su izgradnji socijalističkih novih energetskih sela u Kini. Vjerujemo da će kombinacija malih hidroelektrana i tehnologije skladištenja energije učiniti razvoj malih hidroelektrana privlačnijim u budućnosti!
Vrijeme objave: 11. prosinca 2023.
