ידע בסיסי באנרגיית אנרגיה הידרואלקטרית קטנה

כיצד מחולקים תחנות כוח גדולות, בינוניות וקטנות? על פי התקנים הנוכחיים, אלו עם כושר הספק מותקן של פחות מ-25000 קילוואט מסווגות כקטנות; בינוניות עם כושר הספק מותקן של 25000 עד 250000 קילוואט; גדולות עם כושר הספק מותקן של יותר מ-250000 קילוואט.
מהו העיקרון הבסיסי של ייצור אנרגיה הידרואלקטרית?
ייצור חשמל הידרואלקטרי הוא שימוש בכוח הידראולי (עם ראש מים) כדי להניע את סיבוב המכונות ההידראוליות (טורבינת מים), ולהמיר אנרגיית מים לאנרגיה מכנית. אם סוג אחר של מכונות (גנרטור) מחובר לטורבינת המים כדי לייצר חשמל בזמן שהיא מסתובבת, אז אנרגיה מכנית מומרת לאנרגיה חשמלית. ייצור חשמל הידרואלקטרי, במובן מסוים, הוא תהליך של המרת האנרגיה הפוטנציאלית של מים לאנרגיה מכנית ולאחר מכן לאנרגיה חשמלית.
מהן שיטות הפיתוח של משאבים הידראוליים והסוגים הבסיסיים של תחנות כוח הידרואלקטריות?
שיטות הפיתוח של משאבים הידראוליים נבחרות על סמך מפל מרוכז, וישנן בערך שלוש שיטות בסיסיות: סוג סכר, סוג הסחה וסוג מעורב. אך שלוש שיטות פיתוח אלו צריכות להיות ישימות גם לתנאים טבעיים מסוימים של קטע הנהר. תחנות הידרואלקטריות שנבנו לפי שיטות פיתוח שונות בעלות פריסות מרכזיות והרכבי בנייה שונים לחלוטין, ולכן הן מחולקות גם לשלושה סוגים בסיסיים: סוג סכר, סוג הסחה וסוג מעורב.
אילו סטנדרטים משמשים לסיווג פרויקטים של שימור מים ומרכזי אנרגיה הידרואלקטרית, ומבני חקלאות, תעשייה ומגורים תואמים?
יש להקפיד בקפדנות על תקני הסיווג והתכנון לפרויקטים של שימור מים ומרכזי אנרגיה הידרואלקטרית שהוציא משרד משאבי המים והחשמל לשעבר, SDJ12-78, והסיווג צריך להתבסס על גודל הפרויקט (נפח המאגר הכולל, קיבולת מותקנת של תחנת הכוח).
5. מהם זרימה, נגר כולל וזרימה שנתית ממוצעת?
זרימה מתייחסת לנפח המים העוברים דרך נהר (או מבנה הידראולי) ביחידת זמן, מבוטא במטרים מעוקבים לשנייה; נגר כולל מתייחס לסכום זרימת המים הכוללת דרך קטע הנהר במהלך שנה הידרולוגית, מבוטא כ-104 מ"ק או 108 מ"ק; זרימה שנתית ממוצעת מתייחסת לזרימה השנתית הממוצעת של חתך נהר המחושבת על סמך סדרות הידרולוגיות קיימות.
6. מהם המרכיבים העיקריים של פרויקטים של מרכז אנרגיה הידרואלקטרית בקנה מידה קטן?
הוא מורכב בעיקר מארבעה חלקים עיקריים: מבני אחסון מים (סכרים), מבני פריקת שיטפונות (שקעים או סכרים), מבני הטיית מים (תעלות או מנהרות הטיית מים, כולל פירי נחשול), ומבני תחנות כוח (כולל תעלות זנב ותחנות הגברה).
7. מהי תחנת כוח הידרואלקטרית לנגר? מהם מאפייניה?
תחנת כוח ללא מאגר ויסות נקראת תחנת כוח הידרואלקטרית מסוג נגר. סוג זה של תחנת כוח הידרואלקטרית נבחר עבור כושר הייצור המותקן שלה על סמך קצב הזרימה השנתי הממוצע של הנהר וגובה המים האפשרי המתקבל. היא אינה מסוגלת לפעול במלוא כושר הייצור לאורך כל השנה עם שיעור מובטח של 80%. בדרך כלל, היא מגיעה לפעילות רגילה רק כ-180 ימים; במהלך העונה היבשה, ייצור החשמל יורד בחדות לפחות מ-50%, ולפעמים אף אינו מסוגל לייצר חשמל. היא מוגבלת על ידי הזרימה הטבעית של הנהר, ויש כמות גדולה של מים נטושים במהלך עונת השיטפונות.

8. מהי תפוקה? כיצד ניתן להעריך את תפוקת תחנת כוח הידרואלקטרית ולחשב את ייצור החשמל שלה?
בתחנת כוח הידרואלקטרית, החשמל המופק על ידי סט גנרטור הידרואלקטרי נקרא תפוקה, בעוד שהתפוקה של מקטע מסוים של זרימת מים בנהר מייצגת את המשאבים ההידרואלקטריים של אותו מקטע. תפוקת זרימת המים היא אנרגיית המים ליחידת זמן.
N=9.81 QH
בנוסחה, Q הוא קצב הזרימה (m3/S); H הוא ראש המים (m); N הוא תפוקת תחנת הכוח ההידרואלקטרית (W); מקדם היעילות של גנרטור הידרואלקטרי.
הנוסחה המשוערת לתפוקה של תחנות כוח הידרואלקטריות קטנות היא
N=(6.0～8.0)QH
הנוסחה לייצור חשמל שנתי היא
E=N·F
בנוסחה, N הוא התפוקה הממוצעת; T הוא שעות השימוש השנתיות.
9. מהי תפוקה מובטחת? מהי מטרתה?
התפוקה הממוצעת שתחנת כוח הידרואלקטרית יכולה לייצר במהלך תקופת פעולה ארוכה, התואמת את שיעור ערבות התכנון, נקראת התפוקה המובטחת של תחנת הכוח הידרואלקטרית. התפוקה המובטחת של תחנות כוח הידרואלקטריות היא מדד חשוב, והיא בסיס חשוב לקביעת ההספק המותקן של תחנות כוח הידרואלקטריות בשלב התכנון והתכנון.
10. מהן שעות הניצול השנתיות של הקיבולת המותקנת?
זמן הפעולה הממוצע בעומס מלא של סט גנרטור הידרואלקטרי בתוך שנה. זהו מדד חשוב למדידת התועלת הכלכלית של תחנות כוח הידרואלקטריות, ושעות השימוש השנתיות של תחנות כוח הידרואלקטריות קטנות נדרשות להגיע ליותר מ-3000 שעות.
11. מהן תקנה יומית, תקנה שבועית, תקנה שנתית ותקנה רב שנתית?
ויסות יומי מתייחס לפיזור מחדש של נגר במהלך יום ולילה, עם מחזור ויסות של 24 שעות. ויסות שבועי: מחזור הוויסות הוא שבוע אחד (7 ימים). ויסות שנתי: פיזור מחדש של נגר בתוך שנה. כאשר מים ננטשים במהלך עונת השיטפונות, ניתן לווסת רק חלק מהמים העודפים שנאגרו במהלך עונת השיטפונות, מה שנקרא ויסות שנתי לא שלם (או ויסות עונתי); ויסות הנגר שיכול לחלק מחדש באופן מלא את המים הנכנסים במהלך השנה בהתאם לדרישות צריכת המים ללא צורך בנטישת מים נקרא ויסות שנתי. ויסות רב שנתי: כאשר נפח המאגר גדול מספיק, ניתן לאגור עודפי מים במאגר במשך שנים רבות, ולאחר מכן ניתן להשתמש בעודפי המים כדי לפצות על הגירעון. הוויסות השנתי, המשמש רק בכמה שנים יבשות, נקרא ויסות רב שנתי.
12. מהו גובה הירידה והשיפוע של נהר?
הפרש הגובה בין פני המים של שני חתכי הנהר המנוצלים נקרא מפל; הפרש הגובה בין פני המים של שני חתכי הנהר של מקור הנהר ושפך הנהר נקרא מפל כולל. המפל ליחידת אורך נקרא שיפוע.
13. מהו כמות המשקעים, משך המשקעים, עוצמת המשקעים, אזור המשקעים, מרכז סופת הגשם?
משקעים הם כמות המים הכוללת היורדת על נקודה או אזור מסוים במהלך פרק זמן מסוים, מבוטאת במילימטרים. משך המשקעים מתייחס למשך המשקעים. עוצמת המשקעים מתייחסת לכמות המשקעים ליחידת שטח, מבוטאת במילימטרים לשעה. שטח המשקעים מתייחס לשטח האופקי המכוסה על ידי משקעים, מבוטא בקמ"ר. מרכז סופת הגשם מתייחס לאזור מקומי קטן שבו מרוכזת סופת הגשם.
14. מהו שיעור ערבות התכנון עבור תחנות כוח הידרואלקטריות? שיעור ערבות שנתי?
שיעור האחריות לתכנון של תחנת כוח הידרואלקטרית מתייחס לאחוז ממספר שעות הפעילות הרגילות במהלך שנות פעילות רבות בהשוואה לסך שעות הפעילות; שיעור האחריות השנתי מתייחס לאחוז שנות עבודת ייצור חשמל רגילה על פני סך שנות הפעילות.
מהי מטרת הכנת ספר משימות עיצוב?
מטרת הכנת ספר משימות תכנון לתחנות כוח הידרואלקטריות קטנות היא לקבוע את פרויקט הבנייה הבסיסי ולשמש כבסיס להכנת מסמכי תכנון ראשוניים. זהו אחד מהליכי הבנייה הבסיסיים וגם אחד האמצעים עבור הרשויות המוסמכות לבצע רגולציה מקרו-כלכלית.
מהו התוכן העיקרי של חוברת משימות העיצוב?
התוכן העיקרי של ספר משימות העיצוב כולל שמונה היבטים:
עליו לכלול את כל תוכן תכנון אגן הניקוז ודוח מחקר ההיתכנות. הוא עקבי עם התכנון הראשוני, עם הבדלים רק בעומק בעיית המחקר.
על ידי ניתוח ותיאור התנאים הגיאולוגיים וההידרוגיאולוגיים ההנדסיים של אזורי הבנייה בתוך אגן הניקוז, ניתן לבצע אוסף מפות בגודל 1/500000 (1/200000 או 1/100000), עם כמות קטנה בלבד של עבודות חקר גיאולוגיות. יש להבהיר את התנאים הגיאולוגיים, עומק הסלע הזמין, עומק שכבת כיסוי אפיק הנהר, ובעיות גיאולוגיות עיקריות באזור תוכנית התכנון המיועד.
איסוף נתונים הידרולוגיים, ניתוח וחישוב, ובחירת הפרמטרים ההידרולוגיים העיקריים.
עבודת מדידה. איסוף מפות טופוגרפיות בגודל 1/50000 ו-1/10000 של אזור הבנייה; מפה טופוגרפית בגודל 1/1000 עד 1/500 של אזור המפעל באתר הבנייה.
ביצוע חישובי ויסות הידרולוגיים ונגר. בחירה וחישוב של מפלסי מים ומקדחי מים שונים; חישובי מאזן חשמל ואנרגיה לטווח קצר וארוך; בחירה ראשונית של קיבולת מותקנת, דגם יחידה וחיווט חשמלי ראשי.
להשוות ולבחור את סוגי המבנים ההידראוליים ותצורות הציר, ולבצע חישובים הידראוליים, מבניים ויציבות, כמו גם חישובי כמויות הנדסיים.
ניתוח הערכה כלכלית, הדגמת הצורך והערכת הרציונליות הכלכלית של בנייה הנדסית.
הערכת השפעה סביבתית, הערכת השקעה הנדסית ותוכנית יישום הנדסית של הפרויקט.
17. מהי אומדן השקעה בהנדסה? אומדן השקעה בהנדסה ותחזית הנדסית?
אומדן הנדסי הוא מסמך טכני וכלכלי המכין את כל כספי הבנייה הנדרשים לפרויקט בצורה כספית. אומדן התכנון הראשוני הכללי הוא מרכיב חשוב במסמך התכנון הראשוני והבסיס העיקרי להערכת הרציונליות הכלכלית. התקציב הכולל שאושר מוכר על ידי המדינה כאינדיקטור חשוב להשקעה בסיסית בבנייה, והוא גם הבסיס להכנת תוכניות בנייה בסיסיות ותכניות מכרז. אומדן השקעה הנדסית הוא סכום ההשקעה שבוצע בשלב בדיקת ההיתכנות. תקציב ההנדסה הוא סכום ההשקעה שבוצע במהלך שלב הבנייה.
למה אנחנו צריכים להכין תכנון ארגון בנייה?
תכנון ארגון הבנייה הוא אחד הבסיסים העיקריים להכנת הערכות הנדסיות. המשימה הבסיסית ביותר היא לחשב מחירי יחידה על סמך תנאים שונים כגון שיטת הבנייה שנקבעה, מרחק ההובלה ותוכנית הבנייה, וליצור טבלת הערכות הנדסיות ליחידה.
19. מהו התוכן העיקרי של תכנון ארגון בנייה?
התוכן העיקרי של תכנון ארגון הבנייה הוא מתווה הבנייה הכולל, התקדמות הבנייה, הסטת הבנייה, תוכנית יירוט, תחבורה חיצונית, מקורות חומרי בניין, תוכנית בנייה ושיטות בנייה וכו'.
כמה שלבי תכנון ישנם בפרויקטים הנוכחיים של בנייה בסיסית של שימור מים ואנרגיית מים?
על פי דרישות משרד משאבי המים, יש צורך בתכנון אגן ניקוז; הצעת פרויקט; בדיקת היתכנות; תכנון ראשוני; תכנון מכרז; שישה שלבים כולל תכנון שרטוטי בנייה.
21. מהם האינדיקטורים הכלכליים העיקריים של תחנות כוח הידרואלקטריות?
השקעה בקילוואט ליחידה היא ההשקעה הנדרשת לכל קילוואט של הספק מותקן.
השקעה בחשמל ביחידה מתייחסת להשקעה הנדרשת לכל קילוואט-שעה של חשמל.
עלות החשמל היא התשלום המשולם עבור כל קילוואט-שעה של חשמל.
שעות הניצול השנתיות של הקיבולת המותקנת הן מדד למידת הניצול של ציוד תחנות כוח הידרואלקטריות.
מחיר החשמל הוא המחיר לקילוואט-שעה של חשמל שנמכר לרשת החשמל.
כיצד לחשב את האינדיקטורים הכלכליים העיקריים של תחנות כוח הידרואלקטריות?
האינדיקטורים הכלכליים העיקריים של תחנות כוח הידרואלקטריות מחושבים לפי הנוסחה הבאה:
השקעה בקילוואט יחידה = סך ההשקעה בבניית תחנת כוח הידרואלקטרית / סך ההספק המותקן של תחנת הכוח הידרואלקטרית
יחידת השקעה בחשמל = סך ההשקעה בבניית תחנות כוח הידרואלקטריות / ייצור חשמל שנתי ממוצע של תחנות כוח הידרואלקטריות
שעות ניצול שנתיות של כושר ייצור מותקן = ייצור חשמל שנתי ממוצע / סך כושר ייצור מותקן