Ինչպե՞ս կարելի է ջրի մեկ կաթիլը վերօգտագործել 19 անգամ։ Հոդվածը բացահայտում է հիդրոէլեկտրակայանների արտադրության գաղտնիքները։
Երկար ժամանակ հիդրոէլեկտրակայանների արտադրությունը էլեկտրաէներգիայի մատակարարման կարևոր միջոց է եղել։ Գետը հոսում է հազարավոր մղոններ՝ պարունակելով հսկայական էներգիա։ Բնական ջրային էներգիայի մշակումը և էլեկտրաէներգիայի վերածումը կոչվում է հիդրոէլեկտրակայանների արտադրություն։ Հիդրոէլեկտրակայանների արտադրության գործընթացը, ըստ էության, էներգիայի փոխակերպման գործընթաց է։
1. Ի՞նչ է պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանը։
Պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանները ներկայումս տեխնոլոգիապես ամենահասուն և կայուն բարձր հզորության էներգիայի կուտակման մեթոդն են: Գոյություն ունեցող երկու ջրամբարները կառուցելով կամ օգտագործելով՝ առաջանում է կաթիլ, և ցածր ծանրաբեռնվածության ժամանակահատվածներում էներգահամակարգից ավելցուկային էլեկտրաէներգիան մղվում է բարձր տեղեր՝ կուտակման համար: Գագաթնակետային ծանրաբեռնվածության ժամանակահատվածներում էլեկտրաէներգիա է արտադրվում ջրի արտանետմամբ, որը հայտնի է որպես «սուպեր էներգաբանկ»:
Հիդրոէլեկտրակայանները կառույցներ են, որոնք օգտագործում են ջրի հոսքի կինետիկ էներգիան՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Դրանք սովորաբար կառուցվում են գետերի բարձրադիր ջրվեժների մոտ՝ օգտագործելով ամբարտակներ՝ ջրի հոսքը կասեցնելու և ջրամբարներ ձևավորելու համար, որոնք այնուհետև ջրային էներգիան վերածում են էլեկտրաէներգիայի՝ ջրային տուրբինների և գեներատորների միջոցով:
Սակայն, մեկ հիդրոէլեկտրակայանի էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետությունը բարձր չէ, քանի որ ջրի հոսքից հետո դեռևս մնում է մեծ քանակությամբ կինետիկ էներգիա, որը չի օգտագործվում: Եթե մի քանի հիդրոէլեկտրակայաններ կարող են միացվել շարքով՝ կասկադային համակարգ ձևավորելու համար, ջրի կաթիլը կարող է բազմիցս ակտիվանալ տարբեր բարձրությունների վրա, այդպիսով բարելավելով էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետությունը:
Բացի էլեկտրաէներգիայի արտադրությունից, ի՞նչ առավելություններ ունեն հիդրոէլեկտրակայանները։ Փաստորեն, հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը նույնպես կարևոր ազդեցություն ունի տեղական տնտեսական և սոցիալական զարգացման վրա։
Մի կողմից, հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը կարող է խթանել տեղական ենթակառուցվածքների շինարարությունը և արդյունաբերական զարգացումը: Հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը պահանջում է մեծ քանակությամբ աշխատուժ, նյութական ռեսուրսներ և ֆինանսական ներդրումներ, ինչը ապահովում է տեղական զբաղվածության հնարավորություններ և շուկայական պահանջարկ, խթանում է հարակից արդյունաբերական շղթաների զարգացումը և մեծացնում տեղական հարկաբյուջետային եկամուտները: Օրինակ, Ուդոնգե հիդրոէլեկտրակայանի նախագծի ընդհանուր ներդրումը կազմում է մոտ 120 միլիարդ յուան, որը կարող է տարածաշրջանային ներդրումները 100-ից մինչև 125 միլիարդ յուան հասցնել: Շինարարության ընթացքում զբաղվածության միջին տարեկան աճը կազմում է մոտ 70000 մարդ, ինչը տեղական տնտեսական աճի նոր շարժիչ ուժ է հանդիսանում:
Մյուս կողմից, հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը կարող է բարելավել տեղական էկոլոգիական միջավայրը և մարդկանց բարեկեցությունը: Հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը պետք է ոչ միայն համապատասխանի խիստ բնապահպանական չափանիշներին, այլև իրականացնի էկոլոգիական վերականգնում և պաշտպանություն, բազմացնի և ազատ արձակի հազվագյուտ ձկներ, բարելավի գետային լանդշաֆտները և խթանի կենսաբազմազանությունը: Օրինակ, Ուդոնգե հիդրոէլեկտրակայանի ստեղծումից ի վեր ազատ է արձակվել ավելի քան 780000 հազվագյուտ ձկան մանրաձուկ, ինչպիսիք են՝ ճեղքված փորով ձուկը, սպիտակ կրիան, երկար բարակ լոչը և բաս կարպը: Բացի այդ, հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը պահանջում է նաև ներգաղթյալների վերաբնակեցում և վերաբնակեցում, ինչը ապահովում է ավելի լավ կենսապայմաններ և զարգացման հնարավորություններ տեղի բնակչության համար: Օրինակ, Ցյաոջիա շրջանը Բայհետան հիդրոէլեկտրակայանի տեղակայումն է, որը ենթադրում է 48563 մարդու վերաբնակեցում և վերաբնակեցում: Ցյաոջիա շրջանը վերաբնակեցման տարածքը վերածել է ժամանակակից քաղաքաշինական վերաբնակեցման տարածքի, բարելավել է ենթակառուցվածքները և հանրային ծառայությունների հարմարությունները, ինչպես նաև բարելավել ներգաղթյալ բնակչության կյանքի որակը և երջանկությունը:
Հիդրոէլեկտրակայանը ոչ միայն էլեկտրակայան է, այլև օգտակար կայան։ Այն ոչ միայն մաքուր էներգիա է մատակարարում երկրին, այլև կանաչ զարգացում է բերում տեղական տարածքին։ Սա փոխշահավետ իրավիճակ է, որը արժանի է մեր գնահատանքին և ուսուցմանը։
2. Հիդրոէլեկտրակայանների արտադրության հիմնական տեսակները
Կենտրոնացված կաթիլների լայնորեն կիրառվող մեթոդներից են ամբարտակի կառուցումը, ջրի շեղումը կամ երկուսի համադրությունը։
Կառուցեք ամբարտակ գետի մեծ անկում ունեցող հատվածում, ստեղծեք ջրամբար՝ ջուրը կուտակելու և ջրի մակարդակը բարձրացնելու համար, տեղադրեք ջրային տուրբին ամբարտակից դուրս, և ջրամբարից ջուրը հոսում է ջրատար խողովակով (շեղող խողովակ) դեպի ամբարտակի ստորին մասում գտնվող ջրային տուրբինը: Ջուրը մղում է տուրբինը՝ պտտելու և գեներատորը էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, ապա հոսում է դուրսբերման խողովակով դեպի գետը հոսող հոսանքը: Սա էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար ամբարտակ կառուցելու և ջրամբար կառուցելու եղանակն է:
Ջրամբարի ներսում գտնվող ջրամբարի ջրի մակերեսի և ամբարտակից դուրս գտնվող հիդրավլիկ տուրբինի ելքի մակերեսի միջև ջրի մակարդակի մեծ տարբերության պատճառով, ջրամբարում մեծ քանակությամբ ջուր կարող է օգտագործվել աշխատանքի համար՝ մեծ պոտենցիալ էներգիայի միջոցով, ինչը կարող է ապահովել ջրային ռեսուրսների բարձր օգտագործման մակարդակ: Ամբարտակի կառուցման կենտրոնացված անկման մեթոդով կառուցված հիդրոէլեկտրակայանը կոչվում է ամբարտակային տիպի հիդրոէլեկտրակայան, որը հիմնականում բաղկացած է ամբարտակային տիպի հիդրոէլեկտրակայաններից և գետահունային տիպի հիդրոէլեկտրակայաններից:
Գետի վերին հատվածներում ջուր կուտակելու և ջրի մակարդակը բարձրացնելու համար ջրամբարի ստեղծում, ստորին հատվածներում ջրային տուրբինի տեղադրում և վերին հոսանքի ջրամբարից ստորին ջրային տուրբինի ուղղորդում շեղող ջրանցքի միջոցով: Ջրի հոսքը մղում է տուրբինը պտտվելու և գեներատորը էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար աշխատեցնելու համար, ապա դուրսբերման ջրանցքով անցնում է գետի ստորին հատվածներ: Շեղող ջրանցքն ավելի երկար կլինի և կանցնի լեռան միջով, ինչը ջրի շեղման և էլեկտրաէներգիա արտադրելու միջոց է:
Ջրամբարի վերին և ստորին հոսանքների տուրբինի ելքի մակերեսների միջև ջրի մակարդակի մեծ տարբերության՝ H0-ի պատճառով, ջրամբարում մեծ քանակությամբ ջուր է հոսում մեծ պոտենցիալ էներգիայով, ինչը կարող է ապահովել ջրային ռեսուրսների օգտագործման բարձր արդյունավետություն: Ջրի կենտրոնացված գլխիկի շեղման մեթոդն օգտագործող հիդրոէլեկտրակայանները կոչվում են շեղման տիպի հիդրոէլեկտրակայաններ, որոնք հիմնականում ներառում են ճնշման շեղման տիպի հիդրոէլեկտրակայաններ և ոչ ճնշման շեղման տիպի հիդրոէլեկտրակայաններ:
3. Ինչպե՞ս կարելի է «19 անգամ վերօգտագործել ջրի մեկ կաթիլը»։
Հասկանալի է, որ Նանշանի հիդրոէլեկտրակայանը պաշտոնապես ավարտվել և շահագործման է հանձնվել 2019 թվականի հոկտեմբերի 30-ին, որը գտնվում է Սիչուան նահանգի Լյանշան Յի ինքնավար մարզի Յանյուան և Բուտուո շրջանների հատման կետում: Հիդրոէլեկտրակայանի ընդհանուր տեղադրված հզորությունը 102000 մեգավատ է, որը հիդրոէլեկտրակայանի նախագիծ է, որը համապարփակ կերպով օգտագործում է բնական ջրային ռեսուրսները, քամու էներգիան և արևային էներգիան: Եվ ամենաուշագրավն այն է, որ այս հիդրոէլեկտրակայանը ոչ միայն էլեկտրաէներգիա է արտադրում, այլև տեխնոլոգիական միջոցների միջոցով հասնում է ջրային ռեսուրսների առավելագույն արդյունավետության: Այն բազմիցս օգտագործում է ջրի մեկ կաթիլը 19 անգամ՝ ստեղծելով լրացուցիչ 34.1 միլիարդ կիլովատտ ժամ էլեկտրաէներգիա՝ ստեղծելով բազմաթիվ հրաշքներ հիդրոէլեկտրակայանի արտադրության ոլորտում:
Նախ, Նանշանի հիդրոէլեկտրակայանը կիրառում է աշխարհի առաջատար հիբրիդային հիդրոէլեկտրակայանի արտադրության տեխնոլոգիան, որը համապարփակ կերպով օգտագործում է բնական ջրային ռեսուրսները, քամու էներգիան և արևային էներգիան, և տեխնոլոգիական միջոցների միջոցով հասնում է համակարգված օպտիմալացման և համագործակցության՝ այդպիսով հասնելով կայուն զարգացման։
Երկրորդ, հիդրոէլեկտրակայանը ներդնում է առաջատար տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են մեծ տվյալների վերլուծությունը, արհեստական բանականությունը և «իրերի ինտերնետը», որոնք թույլ են տալիս մանրակրկիտ կառավարել տարբեր ասպեկտներ, ինչպիսիք են բլոկի պարամետրերը, ջրի մակարդակը, գլխային ճնշումը և ջրի հոսքը՝ հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման արդյունավետությունը բարելավելու համար: Օրինակ, ստեղծելով գլխային ճնշման ավտոմատ հետևման և կարգավորման տեխնոլոգիա, ջրային տուրբին-գեներատորային բլոկը առավելագույնի է հասցնում ջրային ռեսուրսների օգտագործումը՝ միաժամանակ ապահովելով անվտանգ շահագործում, հասնելով գլխային ճնշման օպտիմալացման միջոցով էլեկտրաէներգիայի արտադրության օպտիմալացման և ավելացման նպատակին: Միևնույն ժամանակ, երբ ջրամբարի ջրի մակարդակը ցածր է, հիդրոէլեկտրակայանները ստեղծում են ջրամբարի դինամիկ կառավարման համակարգ՝ ջրի մակարդակի անկման տեմպը դանդաղեցնելու, վերամշակման արդյունավետությունը բարելավելու և էլեկտրաէներգիայի արտադրության հզորությունը արդյունավետորեն մեծացնելու համար:
Բացի այդ, Նանշան ՀԷԿ-ի գերազանց դիզայնը նույնպես անփոխարինելի է։ Այն օգտագործում է PM ջրային տուրբին (Պելտոն Միշելի տուրբին), որը բնութագրվում է նրանով, որ երբ ջուրը ցողվում է թևիկի վրա, ծորակի լայնական հատույթը և թևիկի ուղղությամբ հոսքի արագությունը կարող են կարգավորվել պտտման միջոցով, որպեսզի ջրի ցողման ուղղությունը և արագությունը համապատասխանեն թևիկի պտտման ուղղությանը և արագությանը, առավելագույնի հասցնելով էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետությունը։ Բացի այդ, ներդրվել են առաջադեմ տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են բազմակետային ջրցողման տեխնոլոգիան և պտտվող հատվածների ավելացումը, որոնք զգալիորեն բարելավել են էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետությունը։
Վերջապես, Նանշանի հիդրոէլեկտրակայանը նույնպես կիրառում է էներգիայի կուտակման բացառիկ տեխնոլոգիա: Ջրի կուտակման տարածքում ավելացվել են արտակարգ իրավիճակներում ջրի մակարդակի ջրահեռացման մի շարք կառույցներ: Ջրի կուտակման ջրամբարի միջոցով ջրային ռեսուրսները կարող են բաժանվել տարբեր ժամանակահատվածների՝ իրականացնելով բազմաթիվ գործառույթներ, ինչպիսիք են ջրի արտադրությունը և էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը, ինչպես նաև ապահովելով ջրային ռեսուրսների տնտեսական և անվտանգ օգտագործումը:
Ընդհանուր առմամբ, Նանշան ՀԷԿ-ի «ջրի կաթիլի 19 անգամ վերօգտագործման» նպատակին հասնելու պատճառը տարբեր գործոններն են, այդ թվում՝ աշխարհի առաջատար հիբրիդային հիդրոէլեկտրակայանի արտադրության տեխնոլոգիան, առաջադեմ տեխնոլոգիաների կիրառումը, արդյունավետ կառավարման մեխանիզմները, գերազանց դիզայնը և էներգիայի կուտակման եզակի տեխնոլոգիան: Սա ոչ միայն նոր գաղափարներ և մոդելներ է բերում հիդրոէլեկտրակայանի զարգացման համար, այլև օգտակար ցուցադրություններ և ոգեշնչման աղբյուրներ է ապահովում Չինաստանի էներգետիկ արդյունաբերության կայուն զարգացման համար:
Հրապարակման ժամանակը. Օգոստոսի 14-2023
