Մաքուր, վերականգնվող հիդրոէլեկտրաէներգիայի պատմությունը և բնութագրերը

Հիդրոէներգիան վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիա է, որն օգտագործում է ջրի կինետիկ էներգիան էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Այն լայնորեն օգտագործվող մաքուր էներգիայի աղբյուր է՝ բազմաթիվ առավելություններով, ինչպիսիք են վերականգնվողությունը, ցածր արտանետումները, կայունությունը և կառավարելիությունը: Հիդրոէներգիայի աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է պարզ հայեցակարգի վրա՝ ջրի հոսքի կինետիկ էներգիայի օգտագործումը տուրբինը շարժելու համար, որն էլ իր հերթին պտտեցնում է գեներատորը՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Հիդրոէներգիայի արտադրության քայլերն են՝ ջրի շեղումը ջրամբարից կամ գետից, որը պահանջում է ջրի աղբյուր, սովորաբար ջրամբար (արհեստական ​​ջրամբար) կամ բնական գետ, որը ապահովում է էներգիա. ջրի հոսքի ուղղորդումը, որտեղ ջրի հոսքը ուղղվում է տուրբինի թևերին շեղող ջրանցքի միջոցով: Շեղող ջրանցքը կարող է կառավարել ջրի հոսքը՝ էլեկտրաէներգիայի արտադրության հզորությունը կարգավորելու համար. տուրբինը աշխատում է, և ջրի հոսքը հարվածում է տուրբինի թևերին՝ ստիպելով այն պտտվել: Տուրբինը նման է քամու անիվին քամու էներգիայի արտադրության մեջ. գեներատորը արտադրում է էլեկտրաէներգիա, և տուրբինի աշխատանքը պտտեցնում է գեներատորը, որն արտադրում է էլեկտրաէներգիա էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքով. էլեկտրաէներգիայի փոխանցման ժամանակ ստացված էներգիան փոխանցվում է էլեկտրացանցին և մատակարարվում քաղաքներին, արդյունաբերություններին և տնային տնտեսություններին: Գոյություն ունեն հիդրոէլեկտրակայանների բազմաթիվ տեսակներ։ Ըստ տարբեր աշխատանքային սկզբունքների և կիրառման սցենարների՝ այն կարելի է բաժանել գետային էներգիայի արտադրության, ջրամբարային էներգիայի արտադրության, մակընթացային և օվկիանոսային էներգիայի արտադրության, ինչպես նաև փոքր հիդրոէլեկտրակայանների։ Հիդրոէներգիան ունի բազմաթիվ առավելություններ, բայց նաև որոշ թերություններ։ Առավելությունները հիմնականում հետևյալն են՝ հիդրոէներգիան վերականգնվող էներգիայի աղբյուր է։ Հիդրոէներգիան հիմնված է ջրի շրջանառության վրա, ուստի այն վերականգնվող է և չի սպառվի. այն մաքուր էներգիայի աղբյուր է։ Հիդրոէներգիան չի արտադրում ջերմոցային գազեր և օդի աղտոտիչներ և քիչ ազդեցություն ունի շրջակա միջավայրի վրա. այն կառավարելի է։ Հիդրոէլեկտրակայանները կարող են կարգավորվել պահանջարկին՝ հուսալի հիմնական բեռնվածության հզորություն ապահովելու համար։ Հիմնական թերություններն են՝ խոշորածավալ հիդրոէլեկտրակայանների նախագծերը կարող են վնաս հասցնել էկոհամակարգին, ինչպես նաև սոցիալական խնդիրներ, ինչպիսիք են բնակիչների միգրացիան և հողերի բռնագրավումը. հիդրոէներգիան սահմանափակվում է ջրային ռեսուրսների առկայությամբ, իսկ երաշտը կամ ջրի հոսքի նվազումը կարող են ազդել էլեկտրաէներգիայի արտադրության հզորության վրա։
Հիդրոէներգիան, որպես վերականգնվող էներգիայի ձև, երկար պատմություն ունի։ Վաղ ջրային տուրբիններ և ջրային անիվներ. դեռևս մ.թ.ա. 2-րդ դարում մարդիկ սկսեցին օգտագործել ջրային տուրբիններ և ջրային անիվներ՝ այնպիսի մեքենաներ, ինչպիսիք են ջրաղացները և սղոցարանները, շարժելու համար։ Այս մեքենաները օգտագործում են ջրի հոսքի կինետիկ էներգիան աշխատելու համար։ Էլեկտրաէներգիայի արտադրության ի հայտ գալը. 19-րդ դարի վերջին մարդիկ սկսեցին օգտագործել հիդրոէլեկտրակայաններ՝ ջրի էներգիան էլեկտրաէներգիայի վերածելու համար։ Աշխարհի առաջին առևտրային հիդրոէլեկտրակայանը կառուցվել է ԱՄՆ-ի Վիսկոնսին նահանգում 1882 թվականին։ Ամբարտակների և ջրամբարների կառուցում. 20-րդ դարի սկզբին հիդրոէլեկտրակայանների մասշտաբները մեծապես ընդլայնվեցին ամբարտակների և ջրամբարների կառուցմամբ։ Հայտնի ամբարտակների նախագծերից են Հուվերի ամբարտակը ԱՄՆ-ում և Երեք կիրճերի ամբարտակը Չինաստանում։ Տեխնոլոգիական առաջընթաց. Ժամանակի ընթացքում հիդրոէլեկտրակայանների տեխնոլոգիան անընդհատ կատարելագործվել է, ներառյալ տուրբինների, հիդրոգեներատորների և ինտելեկտուալ կառավարման համակարգերի ներդրումը, որոնք բարելավել են հիդրոէլեկտրակայանների արդյունավետությունն ու հուսալիությունը։
Հիդրոէներգիան մաքուր, վերականգնվող էներգիայի աղբյուր է, և դրա արդյունաբերական շղթան ներառում է մի քանի հիմնական օղակներ՝ ջրային ռեսուրսների կառավարումից մինչև էլեկտրաէներգիայի փոխանցում: Հիդրոէներգետիկ արդյունաբերության շղթայի առաջին օղակը ջրային ռեսուրսների կառավարումն է: Սա ներառում է ջրային հոսքերի ժամանակացույցը, պահեստավորումը և բաշխումը՝ ապահովելու համար, որ ջուրը կայուն կերպով մատակարարվի տուրբիններին՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Ջրային ռեսուրսների կառավարումը սովորաբար պահանջում է այնպիսի պարամետրերի մոնիթորինգ, ինչպիսիք են տեղումները, ջրի հոսքի արագությունը և ջրի մակարդակը՝ համապատասխան որոշումներ կայացնելու համար: Ժամանակակից ջրային ռեսուրսների կառավարումը նաև կենտրոնանում է կայունության վրա՝ ապահովելու համար, որ էլեկտրաէներգիայի արտադրության հզորությունը կարողանա պահպանվել նույնիսկ ծայրահեղ պայմաններում, ինչպիսին է երաշտը: Ամբարտակներն ու ջրամբարները հիդրոէներգետիկ արդյունաբերության շղթայի հիմնական կառույցներն են: Ամբարտակները սովորաբար օգտագործվում են ջրի մակարդակը բարձրացնելու և ճնշում ձևավորելու համար, դրանով իսկ մեծացնելով ջրի հոսքի կինետիկ էներգիան: Ջրամբարներն օգտագործվում են ջուրը կուտակելու համար՝ ապահովելու համար, որ գագաթնակետային պահանջարկի ժամանակ ապահովվի բավարար ջրի հոսք: Ամբարտակների նախագծման և կառուցման ժամանակ անհրաժեշտ է հաշվի առնել երկրաբանական պայմանները, ջրի հոսքի բնութագրերը և էկոլոգիական ազդեցությունները՝ անվտանգությունն ու կայունությունն ապահովելու համար: Տուրբինները հիդրոէներգետիկ արդյունաբերության շղթայի հիմնական բաղադրիչներն են: Երբ ջուրը հոսում է տուրբինի թևերի միջով, դրա կինետիկ էներգիան վերածվում է մեխանիկական էներգիայի, ինչը ստիպում է տուրբինը պտտվել: Տուրբինի դիզայնը և տեսակը կարող են ընտրվել ջրի հոսքի արագության, հոսքի արագության և բարձրության համաձայն՝ ամենաբարձր էներգաարդյունավետության հասնելու համար: Երբ տուրբինը պտտվում է, այն շարժման մեջ է դնում միացված գեներատորը՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Գեներատորը հիմնական սարք է, որը մեխանիկական էներգիան փոխակերպում է էլեկտրական էներգիայի: Ընդհանուր առմամբ, գեներատորի աշխատանքի սկզբունքը պտտվող մագնիսական դաշտի միջոցով հոսանք առաջացնելն է՝ փոփոխական հոսանք առաջացնելու համար: Գեներատորի դիզայնը և հզորությունը պետք է որոշվեն՝ համաձայն էներգիայի պահանջարկի և ջրի հոսքի բնութագրերի: Գեներատորի կողմից արտադրվող էներգիան փոփոխական հոսանք է, որը սովորաբար պետք է մշակվի ենթակայանի միջոցով: Ենթակայանի հիմնական գործառույթներն են՝ հզորության բարձրացումը (լարման բարձրացումը՝ էներգիայի կորուստը նվազեցնելու համար, երբ էներգիան փոխանցվում է) և հոսանքի տեսակի փոխակերպումը (AC-ի փոխակերպումը հաստատուն հոսանքի կամ հակառակը)՝ էլեկտրաէներգիայի փոխանցման համակարգի պահանջները բավարարելու համար: Վերջին օղակը էլեկտրաէներգիայի փոխանցումն է: Էլեկտրակայանի կողմից արտադրվող էներգիան փոխանցվում է քաղաքային, արդյունաբերական կամ գյուղական վայրերի էլեկտրաէներգիայի օգտագործողներին՝ փոխանցման գծերի միջոցով: Փոխանցման գծերը պետք է պլանավորվեն, նախագծվեն և պահպանվեն՝ ապահովելու համար, որ էներգիան անվտանգ և արդյունավետ կերպով փոխանցվի նշանակման վայր: Որոշ տարածքներում էլեկտրաէներգիան կարող է նաև անհրաժեշտ լինել կրկին վերամշակել ենթակայանի միջոցով՝ տարբեր լարումների և հաճախականությունների պահանջները բավարարելու համար։