Бір тамшы суды қалай 19 рет қайта пайдалануға болады? Мақалада су электр станцияларында электр энергиясын өндірудің құпиялары ашылады
Ұзақ уақыт бойы су электр қуатын өндіру электр қуатымен жабдықтаудың маңызды құралы болып келді. Өзен мыңдаған шақырымға ағып, орасан зор энергияны қамтиды. Табиғи су энергиясын электр қуатына айналдыру және пайдалану су электр қуатын өндіру деп аталады. Су электр қуатын өндіру процесі іс жүзінде энергияны түрлендіру процесі болып табылады.
1. Сорғылы электр станциясы дегеніміз не?
Сорғылы электр станциялары қазіргі уақытта технологиялық тұрғыдан ең жетілген және тұрақты жоғары қуатты энергия сақтау әдісі болып табылады. Қолданыстағы екі су қоймасын салу немесе пайдалану арқылы төмендеу пайда болады, ал жүктеме аз кезеңдерде энергия жүйесінен артық электр энергиясы сақтау үшін жоғары орындарға айдалады. Ең жоғары жүктеме кезеңінде электр энергиясы «супер қуат банкі» деп аталатын суды босату арқылы өндіріледі.
Гидроэлектр станциялары – электр энергиясын өндіру үшін су ағынының кинетикалық энергиясын пайдаланатын нысандар. Олар әдетте өзендердің биік сарқырамаларында салынады, су ағынын ұстап тұру және су қоймаларын қалыптастыру үшін бөгеттер қолданылады, содан кейін олар су турбиналары мен генераторлары арқылы су энергиясын электр энергиясына айналдырады.
Дегенмен, бір гидроэлектростанцияның электр энергиясын өндіру тиімділігі жоғары емес, себебі су гидроэлектростанция арқылы ағып өткеннен кейін де пайдаланылмаған кинетикалық энергияның көп бөлігі қалады. Егер бірнеше гидроэлектростанцияларды каскадтық жүйені құру үшін тізбектей қосуға болатын болса, су тамшысы әртүрлі биіктікте бірнеше рет іске қосылуы мүмкін, осылайша электр энергиясын өндіру тиімділігін арттырады.
Су электр станцияларының электр энергиясын өндіруден басқа қандай артықшылықтары бар? Шын мәнінде, су электр станцияларын салу жергілікті экономикалық және әлеуметтік дамуға да маңызды әсер етеді.
Бір жағынан, су электр станцияларын салу жергілікті инфрақұрылым құрылысы мен өнеркәсіптік дамуды ынталандыра алады. Су электр станцияларын салу үшін көп мөлшерде жұмыс күші, материалдық ресурстар және қаржылық инвестициялар қажет, бұл жергілікті жұмыспен қамту мүмкіндіктерін және нарықтық сұранысты қамтамасыз етеді, байланысты өнеркәсіптік тізбектердің дамуын ынталандырады және жергілікті қаржылық кірісті арттырады. Мысалы, Вудундэ су электр станциясы жобасына жалпы инвестиция шамамен 120 миллиард юаньды құрайды, бұл аймақтық байланысты инвестицияларды 100 миллиард юаньнан 125 миллиард юаньға дейін итермелей алады. Құрылыс кезеңінде жұмыспен қамтудың орташа жылдық өсуі шамамен 70 000 адамды құрайды, бұл жергілікті экономикалық өсімнің жаңа қозғаушы күшін қалыптастырады.
Екінші жағынан, су электр станцияларын салу жергілікті экологиялық ортаны және халықтың әл-ауқатын жақсарта алады. Су электр станцияларын салу тек қатаң экологиялық стандарттарды сақтап қана қоймай, сонымен қатар экологиялық қалпына келтіру мен қорғауды жүзеге асыруы, сирек кездесетін балықтарды өсіруі және босатуы, өзен ландшафттарын жақсартуы және биоәртүрлілікті насихаттауы керек. Мысалы, Вудундэ су электр станциясы құрылғаннан бері 780 000-нан астам сирек кездесетін балық шабақтары, мысалы, қарын балығы, ақ тасбақа, ұзын жіңішке лош және аласа тұқы жіберілді. Сонымен қатар, су электр станцияларын салу үшін иммигранттарды көшіру және қоныстандыру қажет, бұл жергілікті тұрғындар үшін жақсы өмір сүру жағдайлары мен даму мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді. Мысалы, Цяоцзя округі Байхетан су электр станциясының орналасқан жері болып табылады, оған 48563 адам көшіп, қоныс аударды. Цяоцзя округі қоныс аудару аймағын заманауи урбанизацияланған қоныс аудару аймағына айналдырды, инфрақұрылым мен қоғамдық қызмет көрсету нысандарын жақсартты, сондай-ақ иммигранттардың өмір сүру сапасы мен бақытын жақсартты.
Гидроэлектр станциясы тек электр станциясы ғана емес, сонымен қатар пайдалы станция. Ол ел үшін таза энергиямен қамтамасыз етіп қана қоймай, сонымен қатар жергілікті аумаққа жасыл даму әкеледі. Бұл біздің бағалауымыз бен үйренуімізге тұрарлық екіжақты тиімді жағдай.
2. Гидроэнергетиканың негізгі түрлері
Шоғырланған суды ағызудың жиі қолданылатын әдістеріне бөгет салу, суды бұру немесе екеуінің де үйлесімі жатады.
Өзеннің үлкен құлауы бар бөлігіне бөгет салыңыз, суды сақтау және су деңгейін көтеру үшін су қоймасын орнатыңыз, бөгеттің сыртына су турбинасын орнатыңыз, сонда су қоймасынан шыққан су су тасымалдау арнасы (айналма арна) арқылы бөгеттің төменгі бөлігіндегі су турбинаға ағады. Су турбинаны айналдыруға және генераторды электр энергиясын өндіруге бағыттайды, содан кейін өзеннің төменгі ағысына қарай құйрық арнасы арқылы ағады. Бұл бөгет салу және электр энергиясын өндіруге арналған су қоймасын салу тәсілі.
Бөгеттің ішіндегі су қоймасының су беті мен бөгеттің сыртындағы гидравликалық турбинаның шығыс беті арасындағы су деңгейінің үлкен айырмашылығына байланысты, су қоймасындағы көп мөлшердегі суды үлкен потенциалды энергия арқылы жұмыс істеуге пайдалануға болады, бұл су ресурстарын пайдаланудың жоғары деңгейіне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бөгет құрылысында шоғырланған тамшы әдісін қолдану арқылы құрылған гидроэлектростанция негізінен бөгет типті гидроэлектростанциялардан және өзен арнасы типті гидроэлектростанциялардан тұратын бөгет типті гидроэлектростанция деп аталады.
Өзеннің жоғарғы ағысында суды сақтау және су деңгейін көтеру үшін су қоймасын құру, төменгі ағысында су турбинасын орнату және суды бұру арнасы арқылы жоғарғы ағыстағы су қоймасынан төменгі су турбинаға бұру. Су ағыны турбинаны айналдыруға және генераторды электр энергиясын өндіруге бағыттайды, содан кейін құйрық арнасы арқылы өзеннің төменгі ағысына өтеді. Бұру арнасы ұзынырақ болады және таудан өтеді, бұл суды бұру және электр энергиясын өндіру тәсілі болып табылады.
Су қоймасының жоғарғы ағысы мен төменгі ағыстағы турбина шығыс беті арасындағы су деңгейінің H0 үлкен айырмашылығына байланысты, су қоймасындағы судың көп мөлшері үлкен потенциалды энергия арқылы жұмыс істейді, бұл су ресурстарын пайдаланудың жоғары тиімділігіне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Суды шоғырландыру әдісін қолданатын гидроэлектростанциялар негізінен қысымды бұру типті гидроэлектростанцияларды және қысымды бұру типті гидроэлектростанцияларды қамтиды.
3. «Бір тамшы суды 19 рет қайта пайдалану» қалай жүзеге асады?
Сычуань провинциясының Ляншань И автономиялық префектурасындағы Яньюань округі мен Бутуо округінің түйіскен жерінде орналасқан Наньшань су электр станциясының құрылысы ресми түрде 2019 жылдың 30 қазанында аяқталып, пайдалануға берілгені белгілі. Су электр станциясының жалпы орнатылған қуаты 102000 мегаватт, бұл табиғи су ресурстарын, жел энергиясын және күн энергиясын кешенді пайдаланатын су электр станциясы жобасы. Ең көзге түсетіні, бұл су электр станциясы тек электр энергиясын өндіріп қана қоймай, сонымен қатар технологиялық құралдар арқылы су ресурстарын пайдаланудың ең жоғары тиімділігіне қол жеткізеді. Ол бір тамшы суды 19 рет қайта-қайта пайдаланады, бұл қосымша 34,1 миллиард киловатт-сағат электр энергиясын өндіріп, су электр энергиясын өндіру саласында көптеген кереметтер жасайды.
Біріншіден, Наньшань су электр станциясы табиғи су ресурстарын, жел энергиясын және күн энергиясын кешенді пайдаланатын әлемдегі жетекші гибридті су электр энергиясын өндіру технологиясын қабылдайды және технологиялық құралдар арқылы жүйелі оңтайландыру мен ынтымақтастыққа қол жеткізеді, осылайша тұрақты дамуға қол жеткізеді.
Екіншіден, гидроэлектростанция гидроэлектростанцияның жұмыс тиімділігін арттыру үшін агрегат параметрлері, су деңгейі, қысым және су ағыны сияқты әртүрлі аспектілерді мұқият басқару үшін үлкен деректерді талдау, жасанды интеллект және заттар интернеті сияқты озық технологияларды енгізеді. Мысалы, тұрақты қысымды автоматты бақылау және реттеу технологиясын орнату арқылы су турбинасы генераторы қауіпсіз жұмыс істеуді қамтамасыз ете отырып, су ресурстарын пайдалануды барынша арттырады, қысымды оңтайландыру арқылы электр қуатын өндіруді оңтайландыру және арттыру мақсатына қол жеткізеді. Сонымен қатар, су қоймасының су деңгейі төмен болған кезде, гидроэлектростанциялар су деңгейінің төмендеу жылдамдығын баяулату, қайта өңдеу тиімділігін арттыру және электр қуатын өндіру қуатын тиімді арттыру үшін су қоймасы үшін динамикалық басқару жүйесін орнатады.
Сонымен қатар, Наньшань су электр станциясының тамаша дизайны да өте маңызды. Ол PM су турбинасын (Pelton Michel турбинасын) пайдаланады, оның ерекшелігі - су доңғалаққа шашыратылған кезде, саптаманың көлденең қимасының ауданы мен доңғалаққа қарай ағын жылдамдығын айналдыру арқылы реттеуге болады, осылайша су шашыратқыштың бағыты мен жылдамдығы доңғалақта айналу бағыты мен жылдамдығына сәйкес келеді, бұл электр энергиясын өндіру тиімділігін барынша арттырады. Сонымен қатар, көп нүктелі су шашу технологиясы және айналмалы секцияларды қосу сияқты озық технологиялар енгізіліп, электр энергиясын өндіру тиімділігін айтарлықтай жақсартты.
Соңында, Наньшань су электр станциясында эксклюзивті энергия сақтау технологиясы да қолданылады. Су жиналатын аймаққа апаттық су деңгейіндегі дренаждық қондырғылар жиынтығы қосылды. Су сақтау қоймасы арқылы су ресурстарын әртүрлі уақыт кезеңдеріне бөлуге болады, бұл су өндіру және электр энергиясын беру сияқты көптеген функцияларды орындайды және су ресурстарын үнемді және қауіпсіз пайдалануды қамтамасыз етеді.
Жалпы алғанда, Наньшань су электр станциясының «бір тамшы суды 19 рет қайта пайдалану» мақсатына жетуінің себебі әртүрлі факторларға байланысты, соның ішінде әлемдегі жетекші гибридті су электр энергиясын өндіру технологиясы, озық технологияларды қолдану, тиімді басқару механизмдері, тамаша дизайн және бірегей энергия сақтау технологиясы. Бұл тек су электр станциясын дамыту үшін жаңа идеялар мен модельдерді ғана емес, сонымен қатар Қытайдың энергетикалық саласының тұрақты дамуы үшін пайдалы демонстрациялар мен шабыт береді.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 14 тамыз
