ГЭСтер кантип иштейт

Дүйнө жүзү боюнча ГЭСтер дүйнөдөгү электр энергиясынын 24 пайызга жакынын өндүрүп, 1 миллиарддан ашык адамды электр энергиясы менен камсыз кылат. Дүйнөдөгү ГЭСтер жалпысынан 675 000 мегаватт өндүрөт, бул энергиянын 3,6 миллиард баррелине барабар, Улуттук кайра жаралуучу энергия лабораториясынын маалыматы боюнча. Америка Кошмо Штаттарында 2000ден ашык ГЭС иштейт, бул гидроэнергетиканы өлкөнүн кайра жаралуучу энергиянын эң ири булагы кылат.
Бул макалада биз түшкөн суу энергияны кантип жаратаарын карап чыгабыз жана гидроэнергетика үчүн зарыл болгон суунун агымын түзгөн гидрологиялык цикл жөнүндө билебиз. Сиз ошондой эле күнүмдүк жашооңузга таасир эте турган гидроэнергетиканын уникалдуу колдонмосуна көз чаптырасыз.
Дарыянын агып баратканын көрүп, анын күчүн элестетүү кыйын. Эгер сиз качандыр бир кезде ак сууда рафтинг менен алектенген болсоңуз, анда дарыянын күчүн бир аз сезгенсиз. Ак-суу агымдары дарыя болуп түзүлөт, сууну ылдыйга агызып, тар өтмөк аркылуу тоскоолдуктарды жаратат. Дарыя бул тешиктен агып өткөн сайын анын агымы ылдамдайт. Суу ташкындары - эбегейсиз көлөмдөгү суунун канчалык күчкө ээ болушунун дагы бир мисалы.
Гидроэлектрстанциялар суунун энергиясын колдонот жана ал энергияны электр энергиясына айландыруу үчүн жөнөкөй механиканы колдонушат. Гидроэлектрстанциялар чындыгында жөнөкөй концепцияга негизделген — дамба аркылуу агып өткөн суу турбинаны, ал генераторду айлантат.

Бул жерде кадимки ГЭСтин негизги компоненттери болуп саналат:
Дамба – Көпчүлүк ГЭСтер сууну кармап турган дамбага таянып, чоң суу сактагычты түзөт. Көбүнчө, бул суу сактагыч Вашингтон штатындагы Гранд Кули дамбасындагы Рузвельт көлү сыяктуу эс алуучу көл катары колдонулат.
Кабыл алуу – Дамбадагы дарбазалар ачылып, тартылуу күчү сууну турбинага алып баруучу түтүк өткөргүч аркылуу тартат. Бул түтүк аркылуу агып жаткан суу басымды жаратат.
Турбина – Суу турбинанын чоң канаттарын сүзүп, бурат, ал анын үстүндөгү генераторго вал аркылуу бекитилет. Гидроэлектрстанциялар үчүн эң кеңири таралган турбинанын түрү Фрэнсис турбинасы болуп саналат, ал ийри калпактары бар чоң дискке окшош. Суу жана энергетика боюнча билим берүү фондунун (FWEE) маалыматы боюнча, турбинанын салмагы 172 тоннага жетет жана мүнөтүнө 90 айлануу ылдамдыгы менен айлана алат.
Генераторлор – Турбинанын калпактары айланганда генератордун ичиндеги бир катар магниттер да айланат. Гигант магниттер жез катушкаларынын жанынан айланып, электрондорду кыймылдатуу аркылуу өзгөрмө токту (AC) пайда кылат. (Генератордун иштеши тууралуу кийинчерээк билесиз.)
Трансформатор - Электр станциясынын ичиндеги трансформатор өзгөрүлмө токту алып, аны жогорку вольттогу токко айлантат.
Электр линиялары – Ар бир электр станциясынан төрт зым чыгат: электрдин үч фазасы бир эле учурда өндүрүлөт, плюс үчөөнө тең жалпы нейтралдуу же жер. (Электр линиясын берүү жөнүндө көбүрөөк билүү үчүн, электр бөлүштүрүүчү тармактар ​​кантип иштээрин окуңуз.)
Агып чыгуу – Пайдаланылган суу түтүкчөлөр аркылуу ташылып, кайра дарыянын ылдый жагына куюлат.
Суу сактагычтагы суу сакталган энергия деп эсептелет. Дарбазалар ачылганда колонка аркылуу агып жаткан суу кыймылда болгондуктан кинетикалык энергияга айланат. Өндүрүлгөн электр энергиясынын көлөмү бир нече факторлор менен аныкталат. Ошол факторлордун экөөсү суунун агымынын көлөмү жана гидравликалык баштын көлөмү. Башы суу бети менен турбиналардын ортосундагы аралыкты билдирет. Башы жана агымы көбөйгөн сайын, өндүрүлгөн электр энергиясы да көбөйөт. Башы, адатта, суу сактагычтагы суунун көлөмүнө жараша болот.

ГЭСтин дагы бир түрү бар, ал насостук станция деп аталат. Кадимки ГЭСте суу сактагычтагы суу станция аркылуу агып, андан чыгып, ылдый агым менен ташылат. Насостук сактагычтын эки резервуары бар:
Жогорку суу сактагыч - кадимки ГЭС сыяктуу эле, дамба суу сактагычты түзөт. Бул суу сактагычтагы суу ГЭС аркылуу агып, электр энергиясын пайда кылат.
Төмөнкү суу сактагыч – ГЭСтен чыккан суу кайра дарыяга түшүп, ылдый агым боюнча эмес, төмөнкү суу сактагычка куят.
Реверсивдүү турбинаны колдонуу менен завод сууну кайра жогорку резервуарга айдай алат. Бул көп эмес сааттарда жасалат. Негизинен, экинчи суу сактагыч жогорку суу сактагычты кайра толтурат. Сууну кайра жогорку суу сактагычка сордуруу менен, станция электр энергиясын керектөөнүн эң жогорку мезгилинде көбүрөөк сууга ээ болот.

The Generator
ГЭСтин жүрөгү генератор болуп саналат. Көпчүлүк ГЭСтерде мындай генераторлор бар.
Генератор, сиз ойлогондой, электр энергиясын өндүрөт. Мындай жол менен электр энергиясын өндүрүүнүн негизги процесси зым катушкаларынын ичиндеги бир катар магниттерди айлантуу болуп саналат. Бул процесс электр тогун пайда кылган электрондорду жылдырат.
Гувер дамбасында бардыгы болуп 17 генератор бар, алардын ар бири 133 мегаваттка чейин өндүрө алат. Гувер дамбасынын ГЭСинин жалпы кубаттуулугу 2074 мегаватт. Ар бир генератор белгилүү бир негизги бөлүктөрдөн турат:
Вал
Excitor
Ротор
Статор
Турбина айланганда, экситор роторго электр тогун жиберет. Ротор - бул статор деп аталган жез зымдын бекем оролгон катушканын ичинде айланган чоң электромагниттердин сериясы. Катушкалар менен магниттердин ортосундагы магнит талаасы электр тогун жаратат.
Гувер дамбасында 16 500 ампердик ток генератордон трансформаторго өтөт, ал жерде ток берүү алдында 230 000 амперге чейин көтөрүлөт.

Гидроэлектрстанциялар табигый, үзгүлтүксүз процесстин артыкчылыктарын пайдаланат — бул процесс жаан-чачынга жана дарыялардын көтөрүлүшүнө алып келет. Ультрафиолет нурлары суунун молекулаларын ыдыраткандыктан, күн сайын биздин планета атмосфера аркылуу аз өлчөмдө сууну жоготот. Бирок ошол эле учурда жердин ички бөлүгүнөн жаңы суу вулкандык активдүүлүк аркылуу бөлүнүп чыгат. Жаратылган суунун көлөмү менен жоголгон суунун көлөмү болжол менен бирдей.
Каалаган убакта дүйнөдөгү суунун жалпы көлөмү ар кандай формада болот. Бул океандар, дарыялар жана жамгыр сыяктуу суюк болушу мүмкүн; мөңгүлөрдөгүдөй катуу; же абадагы көзгө көрүнбөгөн суу буусу сыяктуу газ түрүндөгү. Суу шамал агымы менен планетанын айланасында жылган сайын абалын өзгөртөт. Шамал агымдары күндүн жылытуу активдүүлүгүнөн пайда болот. Аба-ток циклдары планетанын башка аймактарына караганда экватордо күндүн көбүрөөк жарыгы менен түзүлөт.
Аба-ток циклдери гидрологиялык цикл деп аталган өз алдынча цикл аркылуу Жердин суу менен камсыз болушун башкарат. Күн суюк сууну ысытканда, суу абада бууга айланат. Күн абаны жылытып, абанын атмосферага көтөрүлүшүнө себеп болот. Аба жогорураак муздак болгондуктан, суу буусу көтөрүлгөн сайын ал муздап, конденсацияланып, тамчыларга айланат. Бир аймакта жетиштүү тамчылар топтолгондо, тамчылар жаан-чачын катары кайра Жерге түшө тургандай оор болуп калышы мүмкүн.
Гидрологиялык цикл ГЭСтер үчүн маанилүү, анткени алар суунун агымынан көз каранды. Заводдун жанында жамгыр жаабай калса, суу агымдын жогору жагына топтолбойт. Суу агып чыкпаса, ГЭСтен суу аз агып, электр энергиясы азыраак өндүрүлөт.