Hogyan lehet egy csepp vizet 19-szer újra felhasználni? Egy cikk feltárja a vízenergia-termelés rejtelmeit.
A vízerőművek hosszú időn át fontos szerepet játszottak az áramellátásban. A folyó több ezer kilométer hosszan folyik, hatalmas energiát tárolva. A természetes vízenergia villamos energiává alakítását és hasznosítását vízerőművekben végezzük. A vízerőművekben történő energiatermelés valójában egy energiaátalakítási folyamat.
1. Mi az a szivattyús-tározós erőmű?
A szivattyús energiatározós erőművek jelenleg a technológiailag legfejlettebb és legstabilabb nagy kapacitású energiatárolási módszert jelentik. A meglévő két tározó megépítésével vagy használatával egy csepp keletkezik, és az alacsony terhelésű időszakokban az energiarendszerből származó felesleges villamos energiát magasabb helyekre pumpálják tárolás céljából. Csúcsterhelés alatt a villamos energiát víz felszabadításával, az úgynevezett „szuperenergia-bankkal” állítják elő.
A vízerőművek olyan létesítmények, amelyek a víz áramlásának mozgási energiáját használják fel villamos energia előállítására. Általában a folyók nagy vízesésénél építik őket, gátakat használva a víz áramlásának felfogására és víztározók kialakítására, amelyek aztán vízturbinák és generátorok segítségével a víz energiáját villamos energiává alakítják.
Azonban egyetlen vízerőmű energiatermelési hatásfoka nem magas, mivel miután a víz átfolyik az erőművön, még mindig sok fennmaradó mozgási energia marad, amelyet nem hasznosítanak. Ha több vízerőművet sorba lehet kötni egy kaszkádrendszer létrehozásához, egy vízcsepp többször aktiválható különböző magasságokban, ezáltal javítva az energiatermelés hatékonyságát.
Milyen előnyei vannak a vízerőműveknek az energiatermelésen kívül? Valójában a vízerőművek építése fontos hatással van a helyi gazdasági és társadalmi fejlődésre is.
Egyrészt a vízerőművek építése fellendítheti a helyi infrastruktúra-építést és az ipari fejlődést. A vízerőművek építése nagy mennyiségű munkaerőt, anyagi erőforrást és pénzügyi befektetést igényel, ami helyi foglalkoztatási lehetőségeket és piaci keresletet teremt, ösztönzi a kapcsolódó ipari láncok fejlődését, és növeli a helyi költségvetési bevételeket. Például a Wudongde Vízerőmű projekt teljes beruházása körülbelül 120 milliárd jüan, ami 100-125 milliárd jüan közötti regionális kapcsolódó beruházásokat eredményezhet. Az építési időszak alatt az átlagos éves foglalkoztatási növekedés körülbelül 70 000 fő, ami új hajtóerőt jelent a helyi gazdasági növekedés számára.
Másrészt a vízerőművek építése javíthatja a helyi ökológiai környezetet és az emberek jólétét. A vízerőművek építésének nemcsak szigorú környezetvédelmi előírásokat kell követnie, hanem ökológiai helyreállítást és védelmet is kell végeznie, ritka halakat kell tenyésztenie és szabadon engednie, javítania kell a folyók tájait, és elő kell mozdítania a biológiai sokféleséget. Például a Wudongde Vízerőmű létesítése óta több mint 780 000 ritka halivadékot, például hasított hasú halat, fehér teknőst, hosszú vékony csíkot és sügér pontyot engedtek szabadon. Ezenkívül a vízerőművek építése a bevándorlók áttelepítését is megköveteli, ami jobb életkörülményeket és fejlődési lehetőségeket biztosít a helyi lakosság számára. Például Qiaojia megyében található a Baihetan Vízerőmű, amely 48 563 ember áttelepítését és letelepítését foglalja magában. Qiaojia megye modern urbanizációs áttelepítési területté alakította a letelepedési területet, fejlesztette az infrastruktúrát és a közszolgáltatási létesítményeket, valamint javította a bevándorló lakosság életminőségét és boldogságát.
Egy vízerőmű nemcsak erőmű, hanem hasznos is. Nemcsak tiszta energiát biztosít az ország számára, hanem zöld fejlesztéseket is hoz a helyi térségbe. Ez egy mindenki számára előnyös helyzet, amely megérdemli az elismerésünket és a tanulságainkat.
2. A vízerőművek alapvető energiatermelési típusai
A koncentrált cseppek előállításának általánosan használt módszerei közé tartozik a gátépítés, a vízelvezetés, vagy ezek kombinációja.
Építsünk gátat a folyó egy nagy esésű szakaszán, hozzunk létre egy víztározót a víz tárolására és a vízszint emelésére, telepítsünk egy vízturbinát a gáton kívül, és a víztározóból származó víz a vízszállító csatornán (elterelő csatornán) keresztül a gát alsó részén található vízturbinába folyik. A víz megforgatja a turbinát és meghajtja a generátort, amely áramot termel, majd az alvízcsatornán keresztül a folyó alsó folyásába folyik. Így kell gátat építeni és víztározót építeni az energiatermeléshez.
A gát belsejében lévő tározó vízfelülete és a gát külső részén lévő hidraulikus turbina kifolyófelülete közötti nagy vízszintkülönbség miatt a tározóban lévő nagy mennyiségű víz nagy potenciális energiájának köszönhetően munkavégzésre használható, ami magas vízkészlet-kihasználási arányt eredményezhet. A koncentrált csepp gátépítési módszerrel létesített vízerőművet gát típusú vízerőműnek nevezik, amely főként gát típusú vízerőművekből és folyómeder típusú vízerőművekből áll.
Egy víztározó létrehozása a víz tárolására és a folyó felső szakaszának vízszintjének emelésére, egy vízturbina telepítése az alsó szakaszon, és a víz elterelése a felső tározóból az alsó vízturbinába az elterelő csatornán keresztül. A víz áramlása megforgatja a turbinát és meghajtja a generátort, amely áramot termel, majd az alvízcsatornán keresztül a folyó alsó szakaszára jut. Az elterelő csatorna hosszabb lesz, és áthalad a hegyen, ami a vízelterelés és az energiatermelés egyik módja.
A tározó felszíne és a turbina alsó kimeneti felülete közötti nagy H0 vízszintkülönbség miatt a tározóban lévő nagy mennyiségű víz nagy potenciális energiát fejt ki, ami magas vízkészlet-kihasználási hatékonyságot eredményez. Azokat a vízerőműveket, amelyek koncentrált vízelterelési módszert alkalmaznak, elterelő típusú vízerőműveknek nevezik, amelyek főként nyomáselterelő típusú vízerőműveket és nem nyomáselterelő típusú vízerőműveket tartalmaznak.
3. Hogyan érhető el, hogy „egy csepp vizet 19-szer újra felhasználjunk”?
Úgy tudni, hogy a Nanshan Vízerőmű hivatalosan 2019. október 30-án készült el és helyezték üzembe, és a Liangshan Yi Autonóm Prefektúrában, Szecsuán tartományban, Yanyuan megye és Butuo megye találkozásánál található. A vízerőmű teljes beépített kapacitása 102 000 megawatt, ami egy olyan vízerőmű-projekt, amely átfogóan hasznosítja a természetes vízkészleteket, a szélenergiát és a napenergiát. A legszembetűnőbb pedig az, hogy ez a vízerőmű nemcsak villamos energiát termel, hanem technológiai eszközökkel a vízkészletek maximális hatékonyságát is eléri. Egy csepp vizet 19-szer ismételten felhasznál, így további 34,1 milliárd kilowattóra villamos energiát termel, számos csodát hozva létre a vízenergia-termelés területén.
Először is, a Nanshan Vízerőmű a világ vezető hibrid vízenergia-termelési technológiáját alkalmazza, amely átfogóan hasznosítja a természetes vízkészleteket, a szélenergiát és a napenergiát, és technológiai eszközökkel szisztematikus optimalizálást és együttműködést valósít meg, ezáltal fenntartható fejlődést érve el.
Másodszor, a vízerőmű olyan élvonalbeli technológiákat vezet be, mint a big data elemzés, a mesterséges intelligencia és a dolgok internete, hogy finoman kezelje a különböző aspektusokat, például az egységparamétereket, a vízszintet, a szállítómagasságot és a vízhozamot, a vízerőmű működési hatékonyságának javítása érdekében. Például egy állandó szállítómagasság-követő és -szabályozó technológia bevezetésével a vízturbina-generátor egység maximalizálja a vízkészletek kihasználását, miközben biztosítja a biztonságos üzemeltetést, elérve az energiatermelés optimalizálásának és növelésének célját a szállítómagasság optimalizálásával. Ugyanakkor, amikor a tározó vízszintje alacsony, a vízerőművek dinamikus tárológazdálkodási rendszert hoznak létre a vízszint csökkenésének ütemének lassítása, az újrahasznosítási hatékonyság javítása és az energiatermelési kapacitás hatékony növelése érdekében.
Emellett a Nanshan Vízerőmű kiváló kialakítása is nélkülözhetetlen. PM vízturbinát (Pelton Michel turbina) alkalmaz, amelynek jellemzője, hogy amikor vizet permeteznek a járókerékre, a fúvóka keresztmetszeti területe és a járókerék felé irányuló áramlási sebesség forgatással állítható, így a vízpermet iránya és sebessége illeszkedik a járókerék forgási irányához és sebességéhez, maximalizálva az energiatermelés hatékonyságát. Ezenkívül olyan fejlett technológiákat is alkalmaztak, mint a többpontos vízpermetezési technológia és a forgó szakaszok hozzáadása, amelyek jelentősen javítják az energiatermelés hatékonyságát.
Végül a Nanshan Vízerőmű exkluzív energiatárolási technológiát is alkalmaz. A vízlerakó területen vészhelyzeti vízelvezető létesítményeket építettek be. A víztározón keresztül a vízkészletek különböző időszakokra oszthatók, több funkciót is ellátva, mint például a víztermelés és az energiaszállítás, valamint biztosítva a vízkészletek gazdaságos és biztonságos felhasználását.
Összességében a Nanshan Vízerőmű elérte a „vízcsepp 19-szeres újrafelhasználásának” célját, melynek oka számos tényező, beleértve a világelső hibrid vízerőmű-technológiát, a legmodernebb technológia alkalmazását, a hatékony irányítási mechanizmusokat, a kiváló tervezést és az egyedi energiatárolási technológiát. Ez nemcsak új ötleteket és modelleket hoz a vízerőmű-ipar fejlesztéséhez, hanem hasznos bemutatókat és inspirációkat is nyújt Kína energiaiparának fenntartható fejlődéséhez.
Közzététel ideje: 2023. augusztus 14.
