Табиғи өзендерде су жоғарыдан төменге қарай шөгінділер араласып ағып, өзен арнасы мен жағалау беткейлерін жиі шайып отырады, бұл суда белгілі бір энергияның жасырынғанын көрсетеді. Табиғи жағдайда бұл потенциалдық энергия тазартуға, шөгінділерді итеруге және үйкеліс кедергісін жеңуге жұмсалады. Су турбинасы арқылы бірқалыпты су ағынын жасау үшін кейбір ғимараттарды салып, қажетті құрылғыларды орнатсақ, су турбинасы жел диірмені сияқты үздіксіз айнала алатын су ағынымен қозғалады және су энергиясы механикалық энергияға айналады. Су турбинасы генераторды бірге айналдырған кезде, ол электр энергиясын өндіре алады, ал су энергиясы электр энергиясына айналады. Бұл су электр энергиясын өндірудің негізгі қағидасы. Су турбиналары мен генераторлары су электр энергиясын өндіруге арналған ең негізгі жабдық болып табылады. Сізге су электр энергиясын өндіру туралы аз ғана біліммен қысқаша таныстыруға рұқсат етіңіздер.
1. Гидроэнергетика және су ағынының қуаты
Су электр станциясын жобалауда электр станциясының масштабын анықтау үшін электр станциясының электр энергиясын өндіру қуатын білу қажет. Су электр энергиясын өндірудің негізгі принциптері бойынша электр станциясының электр энергиясын өндіру қуаты ток күшімен орындалатын жұмыс көлемімен анықталатынын байқау қиын емес. Судың белгілі бір уақыт аралығында атқара алатын жалпы жұмысын су энергиясы, ал уақыт бірлігінде (секундта) орындалатын жұмысты ток күші деп атаймыз. Әлбетте, су ағынының қуаты неғұрлым көп болса, электр станциясының қуат өндіру қуаты да соғұрлым жоғары болады. Сондықтан электр станциясының қуат өндіру қуатын білу үшін алдымен су ағынының қуатын есептеу керек. Өзендегі су ағынының қуатын осылайша есептеуге болады, егер өзеннің белгілі бір бөлігіндегі су бетінің түсуі Н (метр), ал өзеннің көлденең қимасынан өтетін H су көлемі уақыт бірлігінде (секундта) Q (куб/секунд), онда ағын Секцияның қуаты су мен тамшы салмағының көбейтіндісіне тең болады. Әлбетте, су тамшысы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым көп ағын және су ағынының күші соғұрлым жоғары болады.
2. Су электр станцияларының өнімі
Белгілі бір жоғары және ағын кезінде су электр станциясы өндіре алатын электр энергиясы гидроэнергетикалық өнім деп аталады. Әлбетте, шығыс қуаты турбина арқылы өтетін су ағынының қуатына байланысты. Су энергиясын электр энергиясына айналдыру процесінде су өзен арналарының немесе құрылыстардың жоғарыдан төменге қарай жол бойындағы кедергісін жеңуі керек. Су турбиналары, генераторлар және трансмиссиялық жабдықтар да жұмыс кезінде көптеген кедергілерді еңсеруі керек. Қарсылықты жеңу үшін жұмыс істеу керек, ал су ағынының қуаты тұтынылады, бұл сөзсіз. Демек, электр энергиясын өндіруге жұмсалатын су ағынының қуаты формула бойынша алынған мәннен аз, яғни су электр станциясының өнімділігі су ағынының қуатын 1-ден кіші коэффициентке көбейткенге тең болуы керек.Бұл коэффициентті су электр станциясының ПӘК деп те атайды.
Су электр станциясының ПӘК-нің меншікті мәні судың ғимарат пен су турбинасы, трансмиссиялық аппаратура, генератор және т.б. арқылы өткенде пайда болатын энергия шығынының мөлшеріне байланысты, жоғалту неғұрлым көп болса, ПӘК соғұрлым төмен болады. Шағын су электр станциясында бұл ысыраптардың қосындысы су ағыны қуатының шамамен 25-40% құрайды. Яғни, 100 киловатт электр қуатын өндіретін су ағыны су электр станциясына түседі, ал генератор тек 60-75 киловатт электр энергиясын өндіре алады, демек, су электр станциясының тиімділігі 60-75% құрайды.
Электр станциясының шығыны мен су деңгейінің айырмашылығы тұрақты болған кезде электр станциясының қуаты ПӘК-ке байланысты болатынын алдыңғы кіріспеден көруге болады. Гидравликалық турбиналардың, генераторлардың және трансмиссиялық жабдықтың өнімділігінен басқа, гидроэлектр станцияларының тиімділігіне әсер ететін басқа да факторлар, мысалы, ғимараттардың құрылысы мен жабдықты орнату сапасы, пайдалану және басқару сапасы, су электр станциясының дизайнының дұрыстығы су электр станциясының тиімділігіне әсер ететін факторлар болып табылатынын тәжірибе дәлелдеді. Әрине, бұл әсер етуші факторлардың кейбіреулері бастапқы, ал кейбіреулері қосалқы болып табылады және белгілі бір жағдайларда біріншілік және қосалқы факторлар да бір-біріне айналады.
Дегенмен, қандай фактор болса да, шешуші фактор - адамдар объект емес, машиналарды адамдар басқарады, ал технологияны ойлау басқарады. Сондықтан су электр станцияларын жобалауда, салуда және жабдықтарын таңдауда адамның субъективті рөліне толық мән беріп, су ағынының энергия шығынын барынша азайту үшін технологияның озық болуына ұмтылу қажет. Бұл су тамшысының өзі салыстырмалы түрде төмен болатын кейбір су электр станцияларына қатысты. Бұл әсіресе маңызды. Сонымен қатар, электр станцияларының тиімділігін арттыру, су ресурстарын толық пайдалану және шағын су электр станцияларының үлкен рөл атқаруына мүмкіндік беру үшін су электр станцияларын пайдалану мен басқаруды тиімді күшейту қажет.
Жіберу уақыты: 09 маусым 2021 ж
