Bagaimana setetes air dapat digunakan kembali sebanyak 19 kali? Sebuah artikel mengungkap misteri pembangkit listrik tenaga air.
Sejak lama, pembangkit listrik tenaga air telah menjadi sarana penting penyediaan listrik. Sungai mengalir ribuan mil, mengandung energi yang sangat besar. Pengembangan dan pemanfaatan energi air alami menjadi listrik disebut pembangkit listrik tenaga air. Proses pembangkit listrik tenaga air sebenarnya adalah proses konversi energi.
1. Apa itu pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan pompa?
Pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan terpompa saat ini merupakan metode penyimpanan energi berkapasitas tinggi yang paling matang secara teknologi dan stabil. Dengan membangun atau menggunakan dua waduk yang sudah ada, sebuah penurunan ketinggian terbentuk, dan kelebihan listrik dari sistem tenaga listrik selama periode beban rendah dipompa ke tempat yang lebih tinggi untuk disimpan. Selama periode beban puncak, listrik dihasilkan dengan melepaskan air, yang dikenal sebagai "bank daya super".
Pembangkit listrik tenaga air adalah fasilitas yang menggunakan energi kinetik aliran air untuk menghasilkan listrik. Pembangkit ini biasanya dibangun di tempat-tempat dengan air terjun tinggi di sungai, menggunakan bendungan untuk mencegat aliran air dan membentuk waduk, yang kemudian mengubah energi air menjadi listrik melalui turbin air dan generator.
Namun, efisiensi pembangkitan listrik dari satu pembangkit listrik tenaga air tidak tinggi karena setelah air mengalir melalui pembangkit listrik tenaga air, masih banyak energi kinetik yang tersisa dan tidak dimanfaatkan. Jika beberapa pembangkit listrik tenaga air dapat dihubungkan secara seri untuk membentuk sistem kaskade, setetes air dapat diaktifkan beberapa kali pada ketinggian yang berbeda, sehingga meningkatkan efisiensi pembangkitan listrik.
Selain pembangkitan listrik, apa saja manfaat pembangkit listrik tenaga air? Sebenarnya, pembangunan pembangkit listrik tenaga air juga memiliki dampak penting terhadap pembangunan ekonomi dan sosial setempat.
Di satu sisi, pembangunan pembangkit listrik tenaga air dapat mendorong pembangunan infrastruktur lokal dan pengembangan industri. Pembangunan pembangkit listrik tenaga air membutuhkan banyak tenaga kerja, sumber daya material, dan investasi keuangan, yang menyediakan lapangan kerja lokal dan permintaan pasar, mendorong pengembangan rantai industri terkait, dan meningkatkan pendapatan fiskal daerah. Misalnya, total investasi proyek Pembangkit Listrik Tenaga Air Wudongde sekitar 120 miliar yuan, yang dapat mendorong investasi terkait di wilayah tersebut sebesar 100 miliar yuan hingga 125 miliar yuan. Selama periode konstruksi, peningkatan lapangan kerja rata-rata tahunan sekitar 70.000 orang, membentuk kekuatan pendorong baru untuk pertumbuhan ekonomi lokal.
Di sisi lain, pembangunan pembangkit listrik tenaga air dapat meningkatkan lingkungan ekologi lokal dan kesejahteraan masyarakat. Pembangunan pembangkit listrik tenaga air tidak hanya harus mengikuti standar lingkungan yang ketat, tetapi juga melakukan restorasi dan perlindungan ekologi, membudidayakan dan melepaskan ikan langka, memperbaiki lanskap sungai, dan mendorong keanekaragaman hayati. Misalnya, sejak berdirinya Pembangkit Listrik Tenaga Air Wudongde, lebih dari 780.000 benih ikan langka seperti ikan perut belah, penyu putih, ikan loach panjang tipis, dan ikan karper telah dilepaskan. Selain itu, pembangunan pembangkit listrik tenaga air juga membutuhkan relokasi dan pemukiman kembali para imigran, yang memberikan kondisi hidup yang lebih baik dan peluang pembangunan bagi masyarakat setempat. Misalnya, Kabupaten Qiaojia adalah lokasi Pembangkit Listrik Tenaga Air Baihetan, yang melibatkan relokasi dan pemukiman kembali 48.563 orang. Kabupaten Qiaojia telah mengubah area pemukiman kembali menjadi area pemukiman kembali urbanisasi modern, meningkatkan infrastruktur dan fasilitas layanan publik, serta meningkatkan kualitas hidup dan kebahagiaan penduduk imigran.
Pembangkit listrik tenaga air bukan hanya pembangkit listrik, tetapi juga pembangkit yang bermanfaat. Pembangkit ini tidak hanya menyediakan energi bersih bagi negara, tetapi juga membawa pembangunan hijau bagi daerah setempat. Ini adalah situasi saling menguntungkan yang patut kita apresiasi dan pelajari.
2. Jenis-jenis dasar pembangkit listrik tenaga air
Metode umum yang digunakan untuk mengurangi curah hujan terkonsentrasi meliputi pembangunan bendungan, pengalihan air, atau kombinasi keduanya.
Bangun bendungan di bagian sungai yang memiliki penurunan ketinggian yang besar, buat waduk untuk menyimpan air dan menaikkan permukaan air, pasang turbin air di luar bendungan, dan air dari waduk mengalir melalui saluran pengaliran air (saluran pengalihan) ke turbin air di bagian bawah bendungan. Air tersebut menggerakkan turbin untuk berputar dan menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik, kemudian mengalir melalui saluran pembuangan ke sungai hilir. Inilah cara membangun bendungan dan waduk untuk pembangkit listrik.
Karena perbedaan ketinggian air yang besar antara permukaan air waduk di dalam bendungan dan permukaan keluaran turbin hidrolik di luar bendungan, sejumlah besar air di waduk dapat digunakan untuk bekerja melalui energi potensial yang besar, yang dapat mencapai tingkat pemanfaatan sumber daya air yang tinggi. Pembangkit listrik tenaga air yang dibangun dengan menggunakan metode penurunan terkonsentrasi dalam konstruksi bendungan disebut pembangkit listrik tenaga air tipe bendungan, yang terutama terdiri dari pembangkit listrik tenaga air tipe bendungan dan pembangkit listrik tenaga air tipe dasar sungai.
Membangun waduk untuk menyimpan air dan menaikkan permukaan air di hulu sungai, memasang turbin air di hilir, dan mengalihkan air dari waduk hulu ke turbin air hilir melalui saluran pengalihan. Aliran air menggerakkan turbin untuk berputar dan menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik, kemudian melewati saluran pembuangan ke hilir sungai. Saluran pengalihan akan lebih panjang dan melewati pegunungan, yang merupakan cara pengalihan air dan pembangkitan listrik.
Karena perbedaan muka air H0 yang besar antara permukaan waduk hulu dan permukaan keluaran turbin hilir, sejumlah besar air di waduk bekerja melalui energi potensial yang besar, yang dapat mencapai efisiensi pemanfaatan sumber daya air yang tinggi. Pembangkit listrik tenaga air yang menggunakan metode pengalihan muka air terkonsentrasi disebut pembangkit listrik tenaga air tipe pengalihan, terutama meliputi pembangkit listrik tenaga air tipe pengalihan tekanan dan pembangkit listrik tenaga air tipe non-pengalihan tekanan.
3. Bagaimana cara mencapai “penggunaan kembali setetes air sebanyak 19 kali”?
Diketahui bahwa Pembangkit Listrik Tenaga Air Nanshan secara resmi selesai dibangun dan mulai beroperasi pada tanggal 30 Oktober 2019, berlokasi di persimpangan Kabupaten Yanyuan dan Kabupaten Butuo di Prefektur Otonomi Liangshan Yi, Provinsi Sichuan. Kapasitas terpasang total pembangkit listrik tenaga air ini adalah 102.000 megawatt, yang merupakan proyek pembangkit listrik tenaga air yang secara komprehensif memanfaatkan sumber daya air alami, energi angin, dan energi matahari. Dan yang paling menarik perhatian adalah pembangkit listrik tenaga air ini tidak hanya menghasilkan listrik, tetapi juga mencapai efisiensi sumber daya air yang maksimal melalui teknologi. Pembangkit ini menggunakan setetes air sebanyak 19 kali, menghasilkan tambahan 34,1 miliar kilowatt jam listrik, menciptakan keajaiban di bidang pembangkit listrik tenaga air.
Pertama, Pembangkit Listrik Tenaga Air Nanshan mengadopsi teknologi pembangkit listrik tenaga air hibrida terkemuka di dunia, yang secara komprehensif memanfaatkan sumber daya air alami, energi angin, dan energi matahari, serta mencapai optimalisasi dan kolaborasi sistematis melalui sarana teknologi, sehingga mewujudkan pembangunan berkelanjutan.
Kedua, pembangkit listrik tenaga air ini memperkenalkan teknologi mutakhir seperti analisis big data, kecerdasan buatan, dan Internet of Things untuk mengelola berbagai aspek seperti parameter unit, ketinggian air, head, dan aliran air secara detail, guna meningkatkan efisiensi operasional pembangkit listrik tenaga air. Misalnya, dengan menerapkan teknologi pelacakan dan pengaturan tekanan head otomatis yang konstan, unit generator turbin air memaksimalkan pemanfaatan sumber daya air sekaligus memastikan pengoperasian yang aman, mencapai tujuan optimalisasi dan peningkatan pembangkitan listrik melalui optimasi head. Pada saat yang sama, ketika ketinggian air waduk rendah, pembangkit listrik tenaga air menerapkan sistem manajemen dinamis untuk waduk guna memperlambat laju penurunan ketinggian air, meningkatkan efisiensi daur ulang, dan secara efektif meningkatkan kapasitas pembangkitan listrik.
Selain itu, desain Pembangkit Listrik Tenaga Air Nanshan yang sangat baik juga sangat penting. Pembangkit ini menggunakan turbin air PM (turbin Pelton Michel), yang dicirikan oleh fakta bahwa ketika air disemprotkan ke impeler, luas penampang nosel dan laju aliran menuju impeler dapat disesuaikan dengan rotasi, sehingga arah dan kecepatan semprotan air sesuai dengan arah dan kecepatan rotasi impeler, memaksimalkan efisiensi pembangkitan listrik. Selain itu, teknologi canggih seperti teknologi penyemprotan air multi-titik dan penambahan bagian berputar telah diadopsi, yang sangat meningkatkan efisiensi pembangkitan listrik.
Terakhir, Pembangkit Listrik Tenaga Air Nanshan juga mengadopsi teknologi penyimpanan energi eksklusif. Sejumlah fasilitas drainase darurat telah ditambahkan di area penampungan air. Melalui waduk penyimpanan air, sumber daya air dapat dibagi menjadi beberapa periode waktu yang berbeda, sehingga dapat mencapai berbagai fungsi seperti produksi air dan transmisi listrik, serta memastikan pemanfaatan sumber daya air yang ekonomis dan aman.
Secara keseluruhan, alasan mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Air Nanshan telah mencapai tujuan "mendaur ulang 19 kali setetes air" adalah karena berbagai faktor, termasuk teknologi pembangkit listrik tenaga air hibrida terkemuka di dunia, penerapan teknologi mutakhir, mekanisme manajemen yang efisien, desain yang unggul, dan teknologi penyimpanan energi yang unik. Hal ini tidak hanya membawa ide dan model baru untuk pengembangan industri tenaga air, tetapi juga memberikan demonstrasi dan inspirasi yang bermanfaat bagi pembangunan berkelanjutan industri energi Tiongkok.
Waktu posting: 14 Agustus 2023
