მცირე ჰიდროელექტროსადგურების გენერაცია - სუფთა ენერგიის გამოყენება მეტი ადამიანისთვის

ჰიდროელექტროენერგიის გამომუშავებას, როგორც განახლებად, დაბინძურებისგან თავისუფალ და სუფთა ენერგიის წყაროს, დიდი ხანია აფასებენ ადამიანები. დღესდღეობით, დიდი და საშუალო ზომის ჰიდროელექტროსადგურები ფართოდ გამოიყენება და შედარებით განვითარებული განახლებადი ენერგიის ტექნოლოგიები მთელ მსოფლიოშია. მაგალითად, ჩინეთში მდებარე „სამი ხეობის“ ჰიდროელექტროსადგური მსოფლიოში უდიდესი ჰიდროელექტროსადგურია. თუმცა, დიდი და საშუალო ზომის ჰიდროელექტროსადგურებს გარემოზე მრავალი უარყოფითი გავლენა აქვთ, როგორიცაა კაშხლები, რომლებიც ბლოკავს ბუნებრივი მდინარეების შეუფერხებელ დინებას, ბლოკავს ნალექის გამონადენს და ცვლის ეკოსისტემის გარემოს; ჰიდროელექტროსადგურების მშენებლობა ასევე მოითხოვს მიწის ფართომასშტაბიან დატბორვას, რაც იწვევს იმიგრანტების დიდ რაოდენობას.
როგორც ახალი ენერგიის წყარო, მცირე ჰიდროელექტროსადგურებს გაცილებით ნაკლები გავლენა აქვთ ეკოლოგიურ გარემოზე და, შესაბამისად, ადამიანები სულ უფრო მეტად აფასებენ მას. მცირე ჰიდროელექტროსადგურები, ისევე როგორც დიდი და საშუალო ზომის ჰიდროელექტროსადგურები, ორივე ჰიდროელექტროსადგურია. ჩვეულებრივ, „მცირე ჰიდროელექტროსადგურებად“ მოხსენიებული, როგორც „მცირე ჰიდროელექტროსადგურები“ გულისხმობს ჰიდროელექტროსადგურებს ან ჰიდროელექტროსადგურებს და ელექტროსისტემებს ძალიან მცირე დადგმული სიმძლავრით და მათი დადგმული სიმძლავრე განსხვავდება თითოეული ქვეყნის ეროვნული პირობების მიხედვით.
ჩინეთში „მცირე ჰიდროენერგია“ გულისხმობს ჰიდროელექტროსადგურებსა და ადგილობრივი ელექტროქსელების დამხმარე სისტემებს 25 მეგავატი ან ნაკლები დადგმული სიმძლავრით, რომლებსაც აფინანსებენ და მართავენ ადგილობრივი, კოლექტიური ან ინდივიდუალური სუბიექტები. მცირე ჰიდროენერგია მიეკუთვნება ნახშირბადისგან თავისუფალ სუფთა ენერგიას, რომელსაც არ აქვს რესურსების ამოწურვის პრობლემა და არ იწვევს გარემოს დაბინძურებას. ის ჩინეთის მდგრადი განვითარების სტრატეგიის განხორციელების შეუცვლელი კომპონენტია.

განახლებადი ენერგიის, როგორიცაა მცირე ჰიდროელექტროსადგურები, განვითარებამ ადგილობრივი პირობების შესაბამისად და ჰიდროენერგეტიკული რესურსების მაღალი ხარისხის ელექტროენერგიად გარდაქმნამ მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ეროვნული ეკონომიკური და სოციალური განვითარების უზრუნველყოფაში, ადამიანების ცხოვრების ხარისხის გაუმჯობესებაში, ელექტროენერგიის არმქონე და დეფიციტურ რაიონებში ელექტროენერგიის მოხმარების პრობლემის გადაჭრაში, მდინარეების მმართველობის ხელშეწყობაში, ეკოლოგიური გაუმჯობესების, გარემოს დაცვისა და ადგილობრივი სოციალურ-ეკონომიკური განვითარების ხელშეწყობაში.
ჩინეთს მცირე ჰიდროელექტროსადგურების რესურსების უხვი მარაგი აქვს, თეორიულად შეფასებული მარაგი 150 მილიონი კვტ-ია, ხოლო პოტენციური დადგმული სიმძლავრე 70000 მეგავატზე მეტია განვითარებისთვის. მცირე ჰიდროელექტროსადგურების ენერგიული განვითარება გარდაუვალი არჩევანია ენერგეტიკული სტრუქტურის გასაუმჯობესებლად დაბალი ნახშირბადის შემცველობის გარემოს დაცვის, ენერგიის დაზოგვისა და ემისიების შემცირების, ასევე მდგრადი განვითარების კონტექსტში. წყლის რესურსების სამინისტროს გეგმის თანახმად, 2020 წლისთვის ჩინეთი ააშენებს 10 მცირე ჰიდროელექტროსადგურის პროვინციას 5 მილიონ კვტ-ზე მეტი დადგმული სიმძლავრით, 100 დიდ მცირე ჰიდროელექტროსადგურის ბაზას 200000 კვტ-ზე მეტი დადგმული სიმძლავრით და 300 მცირე ჰიდროელექტროსადგურის ოლქს 100000 კვტ-ზე მეტი დადგმული სიმძლავრით. 2023 წლისთვის, წყლის რესურსების სამინისტროს გეგმის თანახმად, მცირე ჰიდროელექტროსადგურების გენერაცია არა მხოლოდ 2020 წლის მიზანს მიაღწევს, არამედ ამ საფუძველზე უფრო დიდ განვითარებასაც მიაღწევს.
ჰიდროელექტროსადგური არის ელექტროენერგიის გენერაციის სისტემა, რომელიც წყლის ენერგიას ელექტროენერგიად გარდაქმნის წყლის ტურბინის მეშვეობით, ხოლო წყლის ტურბინის გენერატორის კომპლექტი წარმოადგენს ენერგიის გარდაქმნის ძირითად მოწყობილობას მცირე ჰიდროელექტრო სისტემებში. ჰიდროელექტროსადგურის ენერგიის გარდაქმნის პროცესი ორ ეტაპად იყოფა.
პირველი ეტაპი წყლის პოტენციურ ენერგიას წყლის ტურბინის მექანიკურ ენერგიად გარდაქმნის. წყლის ნაკადს სხვადასხვა სიმაღლესა და რელიეფზე განსხვავებული პოტენციური ენერგია აქვს. როდესაც უფრო მაღალი პოზიციიდან წყლის ნაკადი უფრო დაბალ პოზიციაზე მყოფ ტურბინაზე ზემოქმედებს, წყლის დონის ცვლილებით წარმოქმნილი პოტენციური ენერგია ტურბინის მექანიკურ ენერგიად გარდაიქმნება.
მეორე ეტაპზე, წყლის ტურბინის მექანიკური ენერგია თავდაპირველად გარდაიქმნება ელექტრო ენერგიად, რომელიც შემდეგ ელექტრო ქსელის გადამცემი ხაზებით გადაეცემა ელექტრომოწყობილობებს. წყლის ნაკადის ზემოქმედების შემდეგ, წყლის ტურბინა კოაქსიალურად დაკავშირებულ გენერატორს ბრუნავს. მბრუნავი გენერატორის როტორი ბრუნავს აგზნების მაგნიტურ ველს, ხოლო გენერატორის სტატორის გრაგნილი წყვეტს აგზნების მაგნიტურ ველის ხაზებს ინდუცირებული ელექტრომამოძრავებელი ძალის გენერირებისთვის. ერთის მხრივ, ის გამოყოფს ელექტროენერგიას, ხოლო მეორეს მხრივ, როტორზე ბრუნვის საპირისპირო მიმართულებით წარმოქმნის ელექტრომაგნიტურ დამუხრუჭების ბრუნვის მომენტს. წყლის ნაკადი განუწყვეტლივ მოქმედებს წყლის ტურბინის მოწყობილობაზე და წყლის ნაკადიდან წყლის ტურბინის მიერ მიღებული ბრუნვის მომენტი გადალახავს გენერატორის როტორში წარმოქმნილ ელექტრომაგნიტურ დამუხრუჭების ბრუნვის მომენტს. როდესაც ეს ორი წონასწორობას მიაღწევს, წყლის ტურბინის ბლოკი იმუშავებს მუდმივი სიჩქარით ელექტროენერგიის სტაბილურად გენერირებისა და ენერგიის სრულად გარდაქმნის მიზნით.

ჰიდროელექტროსადგურის გენერატორის კომპლექტი ენერგიის გარდაქმნის მნიშვნელოვანი მოწყობილობაა, რომელიც წყლის პოტენციურ ენერგიას ელექტრო ენერგიად გარდაქმნის. ის, როგორც წესი, შედგება წყლის ტურბინის, გენერატორის, სიჩქარის კონტროლერის, აგზნების სისტემის, გაგრილების სისტემის და ელექტროსადგურის მართვის მოწყობილობისგან. ტიპიური ჰიდროელექტროსადგურის ძირითადი აღჭურვილობის ტიპებისა და ფუნქციების მოკლე შესავალი შემდეგია:
1) წყლის ტურბინა. წყლის ტურბინების ორი ფართოდ გამოყენებადი ტიპი არსებობს: იმპულსური და რეაქტიული.
2) გენერატორი. გენერატორების უმეტესობა იყენებს ელექტრულად აღგზნებულ სინქრონულ გენერატორებს.
3) აგზნების სისტემა. იმის გამო, რომ გენერატორები, როგორც წესი, ელექტრულად აგზნებული სინქრონული გენერატორებია, გამომავალი ელექტროენერგიის ხარისხის გასაუმჯობესებლად, ძაბვის რეგულირების, ელექტრო ენერგიის აქტიური და რეაქტიული სიმძლავრის რეგულირების მისაღწევად აუცილებელია მუდმივი დენის აგზნების სისტემის კონტროლი.
4) სიჩქარის რეგულირებისა და კონტროლის მოწყობილობა (მათ შორის სიჩქარის რეგულატორი და ზეთის წნევის მოწყობილობა). რეგულატორი გამოიყენება წყლის ტურბინის სიჩქარის რეგულირებისთვის, ისე, რომ გამომავალი ელექტროენერგიის სიხშირე აკმაყოფილებდეს ელექტროენერგიის მიწოდების მოთხოვნებს.
5) გაგრილების სისტემა. მცირე ჰიდროგენერატორები ძირითადად იყენებენ ჰაერით გაგრილებას, ვენტილაციის სისტემის გამოყენებით, რაც ხელს უწყობს სითბოს გაფანტვას და გენერატორის სტატორის, როტორისა და რკინის ბირთვის ზედაპირის გაგრილებას.
6) დამუხრუჭების მოწყობილობა. გარკვეულ მნიშვნელობაზე მეტი ნომინალური სიმძლავრის მქონე ჰიდრავლიკური გენერატორები აღჭურვილია დამუხრუჭების მოწყობილობებით.
7) ელექტროსადგურის მართვის მოწყობილობა. ელექტროსადგურის მართვის მოწყობილობების უმეტესობა იყენებს კომპიუტერულ ციფრულ მართვას ისეთი ფუნქციების შესასრულებლად, როგორიცაა ქსელთან დაკავშირება, სიხშირის რეგულირება, ძაბვის რეგულირება, სიმძლავრის კოეფიციენტის რეგულირება, დაცვა და ჰიდროელექტროსადგურის გენერაციის კომუნიკაცია.

მცირე ჰიდროელექტროსადგურები კონცენტრირებული დაწნევის მეთოდის მიხედვით შეიძლება დაიყოს გადამისამართების ტიპის, კაშხლის ტიპის და ჰიბრიდულ ტიპებად. ჩინეთში არსებული მცირე ჰიდროელექტროსადგურების უმეტესობა შედარებით ეკონომიური გადამისამართების ტიპის მცირე ჰიდროელექტროსადგურებია.
მცირე ჰიდროელექტროსადგურების მახასიათებლებია მცირე სადგურების მშენებლობის მასშტაბები, მარტივი ინჟინერია, აღჭურვილობის მარტივი შეძენა და ძირითადად თვითმოხმარება, ელექტროენერგიის სადგურიდან შორს მდებარე ადგილებში გადაცემის გარეშე; მცირე ჰიდროელექტრო ქსელს მცირე სიმძლავრე აქვს და ელექტროენერგიის გამომუშავების სიმძლავრეც მცირეა. მცირე ჰიდროელექტროსადგურების უარყოფას აქვს ძლიერი ადგილობრივი და მასობრივი მახასიათებლები.
როგორც სუფთა ენერგიის წყარო, მცირე ჰიდროელექტროსადგურებმა წვლილი შეიტანეს ჩინეთში სოციალისტური ახალი ენერგეტიკული სოფლების მშენებლობაში. ჩვენ გვჯერა, რომ მცირე ჰიდროელექტროსადგურებისა და ენერგიის შენახვის ტექნოლოგიების კომბინაცია მომავალში მცირე ჰიდროელექტროსადგურების განვითარებას უფრო მიმზიდველს გახდის!