A vízerőművek, mint megújuló, szennyezésmentes és tiszta energiaforrás, régóta nagyra értékelik az emberek. Napjainkban a nagy és közepes méretű vízerőművek széles körben elterjedtek és viszonylag fejlett megújuló energiatechnológiák világszerte. Például a kínai Három-szurdok vízerőmű a világ legnagyobb vízerőműve. A nagy és közepes méretű vízerőműveknek azonban számos negatív hatása van a környezetre, például a gátak elzárják a természetes folyók zavartalan áramlását, megakadályozzák az üledék kiáramlását és megváltoztatják az ökoszisztéma környezetét; A vízerőművek építése a földterületek jelentős elárasztását is igényli, ami nagyszámú bevándorlót eredményez.
Új energiaforrásként a kis vízerőművek sokkal kisebb hatással vannak az ökológiai környezetre, ezért az emberek egyre inkább értékelik őket. A kis vízerőművek, akárcsak a nagy és közepes méretű vízerőművek, egyaránt vízerőművek. Az általánosan emlegetett „kis vízerőmű” kifejezés nagyon kis beépített kapacitású vízerőművekre vagy vízerőművekre és energiarendszerekre utal, amelyek beépített kapacitása az egyes országok nemzeti körülményeitől függően változik.
Kínában a „kis vízerőművek” a legfeljebb 25 MW beépített kapacitású vízerőművekre és a helyi villamosenergia-hálózatokra utalnak, amelyeket helyi, kollektív vagy egyéni szervezetek finanszíroznak és üzemeltetnek. A kis vízerőművek a nem szén-dioxid-kibocsátású, tiszta energiához tartoznak, amelyek nem okoznak erőforrás-kimerülési problémát, és nem okoznak környezetszennyezést. Kína fenntartható fejlődési stratégiájának végrehajtásának nélkülözhetetlen eleme.
A megújuló energiaforrások, például a kis vízerőművek helyi adottságoknak megfelelő fejlesztése és a vízerőművek kiváló minőségű villamos energiává alakítása fontos szerepet játszott a nemzeti gazdasági és társadalmi fejlődés biztosításában, az emberek életminőségének javításában, az áramellátás nélküli területeken az áramfogyasztás és az energiahiány problémájának megoldásában, a folyógazdálkodás előmozdításában, az ökológiai állapot javításában, a környezetvédelemben és a helyi társadalmi-gazdasági fejlődésben.
Kína bőséges kis vízerőmű-készletekkel rendelkezik, elméletileg becsült tartaléka 150 millió kW, a potenciális beépített kapacitása pedig meghaladja a 70 000 MW-ot, fejlesztésre vár. Elkerülhetetlen a kis vízerőművek erőteljes fejlesztése az energiastruktúra javítása érdekében az alacsony szén-dioxid-kibocsátású környezetvédelem, az energiatakarékosság és a kibocsátáscsökkentés, valamint a fenntartható fejlődés kontextusában. A Vízügyi Minisztérium terve szerint Kína 2020-ra 10 kis vízerőmű-tartományt épít, amelyek beépített kapacitása meghaladja az 5 millió kW-ot, 100 nagy kis vízerőmű-bázist, amelyek beépített kapacitása meghaladja a 200 000 kW-ot, és 300 kis vízerőmű-megyét, amelyek beépített kapacitása meghaladja a 100 000 kW-ot. 2023-ra, a Vízügyi Minisztérium tervei szerint, a kis vízerőművek nemcsak elérik a 2020-as célt, hanem ezen az alapon nagyobb fejlesztéseket is végrehajtanak.
A vízerőmű egy olyan energiatermelő rendszer, amely a vízenergiát egy vízturbina segítségével villamos energiává alakítja, és a vízturbina-generátor a kis vízerőművekben az energiaátalakítás elérésének központi eszköze. A vízerőmű-generátor energiaátalakítási folyamata két szakaszra oszlik.
Az első szakasz a víz helyzeti energiáját alakítja át a vízturbina mechanikai energiájává. A víz áramlásának eltérő a helyzeti energiája a különböző magasságokban és terepviszonyok között. Amikor a magasabb pozícióból érkező víz áramlása az alacsonyabb pozícióban lévő turbinába ütközik, a vízszint-változás által generált helyzeti energia a turbina mechanikai energiájává alakul.
A második szakaszban a vízturbina mechanikai energiáját először elektromos energiává alakítják, amelyet aztán a villamos hálózat távvezetékein keresztül továbbítanak az elektromos berendezésekhez. Miután a víz áramlása eléri, a vízturbina forgatni kezdi a koaxiálisan csatlakoztatott generátort. A forgó generátorrotor megforgatja a gerjesztő mágneses mezőt, és a generátor állórésze elvágja a gerjesztő mágneses mező vonalait, indukált elektromotoros erőt generálva. Egyrészt elektromos energiát ad le, másrészt elektromágneses fékezőnyomatékot generál a rotoron a forgással ellentétes irányban. A víz áramlása folyamatosan hat a vízturbina berendezésre, és a vízturbina által a víz áramlásából nyert forgási nyomaték legyőzi a generátor rotorjában keletkező elektromágneses fékezőnyomatékot. Amikor a kettő eléri az egyensúlyi állapotot, a vízturbina egység állandó sebességgel fog működni, hogy stabilan termeljen villamos energiát és teljes energiaátalakítást végezzen.
A vízerőmű-generátor egy fontos energiaátalakító eszköz, amely a víz helyzeti energiáját elektromos energiává alakítja. Általában vízturbinából, generátorból, sebességszabályozóból, gerjesztőrendszerből, hűtőrendszerből és erőművi vezérlőberendezésből áll. A tipikus vízerőmű-generátor fő berendezéseinek típusainak és funkcióinak rövid bemutatása a következő:
1) Vízturbina. Kétféle vízturbina létezik: az impulzus- és a reaktív vízturbina.
2) Generátor. A legtöbb generátor elektromos gerjesztésű szinkrongenerátorokat használ.
3) Gerjesztőrendszer. Mivel a generátorok általában elektromos gerjesztésű szinkrongenerátorok, a DC gerjesztőrendszer vezérlésére van szükség a feszültségszabályozás, az elektromos energia aktív és reaktív teljesítményének szabályozása érdekében, hogy javítsák a kimenő elektromos energia minőségét.
4) Sebességszabályozó és -vezérlő eszköz (beleértve a sebességszabályozót és az olajnyomás-szabályozót). A szabályozó a vízturbina sebességét szabályozza, hogy a kimeneti elektromos energia frekvenciája megfeleljen a tápegység követelményeinek.
5) Hűtőrendszer. A kis vízerőművek főként léghűtést alkalmaznak, egy szellőztetőrendszer segítségével elvezetik a hőt, és hűtik a generátor állórészének, rotorának és vasmagjának felületét.
6) Fékberendezés. Az egy bizonyos értéket meghaladó névleges teljesítményű hidraulikus generátorokat fékberendezésekkel szerelik fel.
7) Erőművi vezérlőberendezések. A legtöbb erőművi vezérlőberendezés számítógépes digitális vezérlést alkalmaz olyan funkciók eléréséhez, mint a hálózati csatlakozás, a frekvenciaszabályozás, a feszültségszabályozás, a teljesítménytényező szabályozása, a védelem és a vízerőművi energiatermelés kommunikációja.
A kis vízerőművek a koncentrált vízszint módszere alapján elterelési, gát- és hibrid típusokra oszthatók. Kínában a legtöbb kis vízerőmű viszonylag gazdaságos elterelési típusú kis vízerőmű.
A kis vízerőművek jellemzői a kis állomásépítési lépték, az egyszerű mérnöki tervezés, a berendezések könnyű beszerzése és alapvetően az önfelhasználás, anélkül, hogy az áramot az állomástól távoli helyekre kellene továbbítani; A kis vízerőmű-hálózat kis kapacitással rendelkezik, és az energiatermelő kapacitás is kicsi. A kis vízerőművek elutasítása erős helyi és tömeges jellemzőkkel bír.
Tiszta energiaforrásként a kis vízerőművek hozzájárultak a szocialista újenergia-falvak építéséhez Kínában. Úgy véljük, hogy a kis vízerőművek és az energiatárolási technológia kombinációja a jövőben még vonzóbbá teszi a kis vízerőművek fejlesztését!
Közzététel ideje: 2023. dec. 11.
