1. Iwwersiicht iwwer d'Waasserkraaftwierker
D'Waasserkraaftwierker produzéieren d'Waasserenergie vun natierleche Flëss an elektresch Energie, déi d'Leit benotze kënnen. D'Energiequellen, déi vu Kraaftwierker benotzt ginn, si villfälteg, wéi zum Beispill Solarenergie, Waasserkraaft vu Flëss a Wandenergie, déi duerch Loftstroum generéiert gëtt. D'Käschte fir d'Waasserkraaftwierker produzéieren mat Waasserkraaft si bëlleg, an de Bau vu Waasserkraaftwierker kann och mat anere Waasserspuerprojeten kombinéiert ginn. China ass räich u Waasserressourcen a verfüügt iwwer exzellent Konditiounen. D'Waasserkraaft spillt eng wichteg Roll am nationale Wirtschaftsopbau.
De Waasserstand uewen vun engem Floss ass méi héich wéi de Waasserstand ënnen. Wéinst dem Ënnerscheed tëscht dem Waasserstand vum Floss gëtt Waasserenergie generéiert. Dës Energie gëtt potenziell Energie oder potenziell Energie genannt. Den Ënnerscheed tëscht der Héicht vun der Waasseruewerfläch vum Floss gëtt Héichtfall genannt, och Waasserstandsënnerscheed oder Héichtdifferenz genannt. Dësen Héichtfall ass eng Grondbedingung fir hydraulesch Kraaft. Zousätzlech hänkt d'Gréisst vun der Waasserkraaft och vun der Gréisst vum Waasserfloss am Floss of, wat eng aner Grondbedingung ass, déi grad esou wichteg ass wéi den Héichtfall. Souwuel den Héichtfall wéi och den Oflaf beaflossen direkt d'Gréisst vun der hydraulescher Kraaft; wat méi grouss de Waasserfall ass, wat méi grouss d'hydraulesch Kraaft ass; wann den Héichtfall an de Waasservolumen relativ kleng sinn, wäert d'Leeschtung vum Waasserkraaftwierk méi kleng sinn.
Den Tropfen gëtt allgemeng a Meter ausgedréckt. De Waasseruewerflächengradient ass d'Verhältnes tëscht Tropfen an Distanz, wat de Grad vun der Konzentratioun vum Tropfen uginn kann. Wann den Tropfen relativ konzentréiert ass, ass d'Notzung vun der Waasserkraaft méi praktesch. Den Tropfen, deen vun engem Waasserkraaftwierk benotzt gëtt, ass den Ënnerscheed tëscht der Waasseruewerfläch virum Waasserkraaftwierk an der Waasseruewerfläch no der Duerchlaf vum Waasserkraaftwierk.
De Floss ass d'Quantitéit u Waasser, déi an enger Zäiteenheet duerch e Floss fléisst, ausgedréckt a Kubikmeter pro Sekonn. Ee Kubikmeter Waasser ass eng Tonn. De Floss vun engem Floss ännert sech zu all Moment an iwwerall, dofir musse mir, wa mir iwwer de Floss schwätzen, d'Zäit vun der spezifescher Plaz erklären, wou e fléisst. De Floss ännert sech däitlech mat der Zäit. Am Allgemengen hunn d'Flëss a China e groussen Floss am Summer, Hierscht a Reenzäit, awer e klengen Floss am Wanter a Fréijoer. De Floss variéiert vu Mount zu Dag, an de Waasservolumen variéiert vu Joer zu Joer. De Floss vun de Flëss ass am Flossopwärts relativ kleng; wéi d'Nieweflëss zesummekommen, klëmmt de Flossofwärts graduell. Dofir, obwuel den Tropfen uewen konzentréiert ass, ass de Floss kleng; obwuel de Flossofwärts grouss ass, ass de Tropfen relativ verdeelt. Dofir ass et dacks am wirtschaftlechsten, Waasserkraaft an de mëttleren Deeler vum Floss ze benotzen.
Wann een den Droop an den Duerchfluss vun engem Waasserkraaftwierk kennt, kann seng Leeschtung mat der folgender Formel berechent ginn:
N= GQH
An der Formel ass N – Leeschtung, Eenheet: kW, och Leeschtung genannt;
Q - Duerchfluss, a Kubikmeter pro Sekonn;
H — Fall, a Meter;
G=9,8, ass d'Schwéierkraaftbeschleunigung, a Newton/kg
Déi theoretesch Leeschtung gëtt no der uewe genannter Formel berechent, an et gëtt kee Verloscht ofgezunn. Tatsächlech hunn am Prozess vun der Waasserkraaftproduktioun Waasserturbinnen, Transmissiounsanlagen, Generatoren, etc. onvermeidlech Leeschtungsverloschter. Dofir soll déi theoretesch Leeschtung ofgeschwächt ginn, dat heescht, déi tatsächlech Leeschtung, déi mir benotze kënnen, soll mam Effizienzkoeffizient (Symbol: K) multiplizéiert ginn.
Déi geplangte Leeschtung vun engem Generator an engem Waasserkraaftwierk gëtt Nennleeschtung genannt, an déi tatsächlech Leeschtung gëtt tatsächlech Leeschtung genannt. Am Prozess vun der Energietransformatioun ass et inévitabel, Energie ze verléieren. Am Prozess vun der Waasserkraaftproduktioun gëtt et haaptsächlech Verloschter vun hydrauleschen Turbinnen a Generatoren (inklusiv Verloschter vu Pipelines). A ländleche Mikro-Waasserkraaftwierker maachen verschidde Verloschter 40~50% vun der gesamter theoretescher Leeschtung aus, sou datt d'Leeschtung vun de Waasserkraaftwierker nëmmen 50~60% vun der theoretescher Leeschtung benotze kann, dat heescht, d'Effizienz ass ongeféier 0,5~0,60 (inklusiv der Turbinneleeschtung vun 0,70~0,85, der Generatorleeschtung vun 0,85~0,90, an der Effizienz vun de Päifen an dem Transmissiounsanlagen vun 0,80~0,85). Dofir kann déi tatsächlech Leeschtung (Leeschtung) vum Waasserkraaftwierk wéi follegt berechent ginn:
K – Effizienz vum Waasserkraaftwierk, (0,5~0,6) gëtt fir d'ongeféier Berechnung vun engem Mikrowaasserkraaftwierk benotzt; Déi uewe genannte Formel kann vereinfacht ginn wéi:
N=(0,5 ～ 0,6) QHG tatsächlech Leeschtung = Effizienz × Duerchfluss × Verloscht × néng komma aacht
D'Benotzung vun der Waasserkraaft besteet doran, Waasser ze benotzen, fir eng Zort Maschinn unzedreiwen, déi Waasserturbin genannt gëtt. Zum Beispill ass dat antik Waasserrad a China eng ganz einfach Waasserturbin. Déi verschidden hydraulesch Turbinnen, déi haut benotzt ginn, sinn un déi verschidden spezifesch hydraulesch Konditiounen ugepasst, sou datt se méi effektiv rotéiere kënnen a Waasserenergie a mechanesch Energie ëmwandele kënnen. Eng aner Maschinn, de Generator, ass mat der Waasserturbin verbonnen, fir de Rotor vum Generator mat der Waasserturbin ze rotéieren, an dann kann Stroum generéiert ginn. De Generator kann an zwee Deeler opgedeelt ginn: den Deel, deen zesumme mat der hydraulescher Turbin rotéiert, an den fixen Deel vum Generator. Den Deel, deen zesumme mat der hydraulescher Turbin rotéiert, gëtt de Rotor vum Generator genannt, an et gi vill Magnéitpole ronderëm de Rotor; E Krees ronderëm de Rotor ass den fixen Deel vum Generator, deen de Stator vum Generator genannt gëtt. De Stator ass mat ville Kofferspule gewéckelt. Wann vill Magnéitpole vum Rotor an der Mëtt vun der Stator-Kofferspule rotéieren, gëtt Stroum um Kofferdrot generéiert, an de Generator soll mechanesch Energie an elektresch Energie ëmwandelen.
Déi elektresch Energie, déi vum Kraaftwierk generéiert gëtt, gëtt vu verschiddenen elektreschen Apparater a mechanesch Energie (Motor oder Motor), Liichtenergie (elektresch Luucht), Hëtztenergie (elektreschen Uewen) etc. ëmgewandelt.
2. Zesummesetzung vum Waasserkraaftwierk
D'Waasserkraaftwierk besteet aus hydraulesche Strukturen, mechaneschen an elektreschen Ausrüstungen.
(1) Hydraulesch Strukturen
Et ëmfaasst Weier (Staudamm), Anlaafschloss, Kanal (oder Tunnel), Virlaf (oder Reguléierungstank), Päifleitung, Kraaftwierk an Auslafkanal, asw.
Bau en Damm (Staudamm) am Floss fir de Floss ze blockéieren, d'Waasseruewerfläch ze erhéijen an e Stauséi ze bilden. Op dës Manéier entsteet en konzentréierten Tropfen vun der Waasseruewerfläch vum Stauséi um Damm (Staudamm) bis op d'Waasseruewerfläch vum Floss ënnert dem Damm, an dann gëtt d'Waasser duerch Waasserleitungen oder Tunnellen an d'Waasserkraaftwierk agefouert. Am géie Flosskanal kann d'Benotzung vun Ofleedungskanäl och en Tropfen bilden. Zum Beispill ass den Tropfen vun engem natierleche Floss 10 Meter pro Kilometer. Wann e Kanal um ieweschten Enn vun dësem Flossdeel opgemaach gëtt fir Waasser anzeféieren, gëtt de Kanal laanscht de Floss ausgegruewen, an den Ofstig vum Kanal gëtt flaach. Wann den Tropfen am Kanal nëmmen 1 Meter pro Kilometer ass, fléisst d'Waasser 5 Kilometer am Kanal, an d'Waasser fällt nëmmen 5 Meter, während d'Waasser no 5 Kilometer am natierleche Floss 50 Meter fällt. Zu dësem Zäitpunkt gëtt d'Waasser am Kanal vum Floss mat Waasserleitungen oder Tunnellen zréck an d'Kraaftwierk gefouert, an et gëtt en 45 Meter konzentréierten Tropfen, deen benotzt ka ginn fir Stroum ze generéieren.
E Waasserkraaftwierk, dat Oflenkungskanäl, Tunnellen oder Waasserleitungen (wéi Plastikréier, Stolréier, Betonréier, asw.) benotzt fir en konzentréierten Tropfen ze bilden, gëtt e Waasserkraaftwierk vum Typ Oflenkungskanal genannt, wat en typescht Layout vu Waasserkraaftwierker ass.
(2) Mechanesch an elektresch Ausrüstung
Nieft den uewe genannten hydrauleschen Aarbechten (Staudamm, Kanal, Virlaf, Päifleitung a Kraaftwierk) brauch d'Waasserkraaftwierk och déi folgend Ausrüstung:
(1) Mechanesch Ausrüstung
Et ginn hydraulesch Turbinnen, Reguléierer, Schaltventiller, Transmissiounsausrüstung an Ausrüstung fir d'Erzeugung vu Stroum.
(2) Elektresch Ausrüstung
Et gi Generatoren, Verdeelungssteierpanneauen, Transformatoren, Iwwerdroungsleitungen, asw.
Wéi och ëmmer, net all kleng Waasserkraaftwierker hunn déi uewe genannten hydraulesch Strukturen a mechanesch an elektresch Ausrüstung. Wann e Waasserkraaftwierk mat gerénger Waasserhéicht an enger Waasserhéicht vu manner wéi 6 Meter allgemeng de Wee mat engem Oflenkungskanal an enger oppener Oflenkungskammer benotzt, gëtt et kee Virlaf a kee Päifleitung. E Kraaftwierk mat enger klenger Stroumversuergungsreechwäit a kuerzer Iwwerdroungsdistanz benotzt en direkten Iwwerdroungsapparat ouni Transformator. Waasserkraaftwierker mat Reservoiren brauche keng Staudämm ze bauen. Den déiwe Waasseranlaaf gëtt benotzt, an dat bannescht Päif (oder Tunnel) an den Iwwerlaf vum Staudämm brauche keng hydraulesch Strukturen wéi Weier, Anlaafschlauch, Kanal a Virlaf.
Fir e Waasserkraaftwierk ze bauen, sollten als éischt eng grëndlech Vermiessung an en Design duerchgefouert ginn. Et ginn dräi Designphasen am Design: Virplanung, techneschen Design a Baudetailer. Fir eng gutt Aarbecht am Design ze maachen, musse mir als éischt eng grëndlech Vermiessung maachen, dat heescht, déi lokal natierlech an ekonomesch Konditiounen - dat heescht Topographie, Geologie, Hydrologie, Kapital, etc. - vollstänneg verstoen. D'Korrektheet an d'Zouverlässegkeet vum Design kënnen nëmme garantéiert ginn, nodeems dës Konditioune beherrscht an analyséiert ginn.
D'Komponente vu klenge Waasserkraaftwierker hunn ënnerschiddlech Formen jee no Typ vu Waasserkraaftwierker.
3. Topographesch Ëmfro
D'Qualitéit vun der topographescher Vermiessung huet e groussen Afloss op d'Projetlayout an d'Schätzung vun de Quantitéiten.
Geologesch Exploratioun (Verständnis vun de geologesche Konditiounen) erfuerdert net nëmmen e generellt Verständnis a Fuerschung iwwer d'Basenggeologie an d'Flossufergeologie, mä och d'Verständnis, ob d'Fundament vum Maschinneraum fest ass, wat direkt d'Sécherheet vum Kraaftwierk selwer beaflosst. Wann d'Spärhall mat engem bestëmmte Reservoirvolumen zerstéiert gëtt, wäert dat net nëmmen d'Waasserkraaftwierk selwer beschiedegen, mä och grouss Verloschter u Liewen a Besëtz am Oflaf verursaachen. Dofir gëtt déi geologesch Auswiel vum Virlaf allgemeng op déi éischt Plaz gesat.
4. Hydrometrie
Fir Waasserkraaftwierker sinn déi wichtegst hydrologesch Donnéeën Opzeechnunge vum Waasserstand, dem Duerchlaf, der Sedimentkonzentratioun, der Äisbildung, meteorologesch Donnéeën an Iwwerschwemmungsdaten. D'Gréisst vum Flossduerchlaf beaflosst d'Layout vum Iwwerlaf vum Waasserkraaftwierk, an d'Gravitéit vun der Iwwerschwemmung gëtt ënnerschat, wat zu der Zerstéierung vum Damm féiere wäert; De Sediment, deen vum Floss matgeholl gëtt, kann de Stauséi am schlëmmste Fall séier fëllen. Zum Beispill féiert den Zoufloss an de Kanal zu enger Versalzung vum Kanal, a grobt Sediment geet duerch d'hydraulesch Turbin a verursaacht Verschleiung vun der hydraulescher Turbin. Dofir muss de Bau vu Waasserkraaftwierker genuch hydrologesch Donnéeën hunn.
Dofir ass et, ier een decidéiert, e Waasserkraaftwierk ze bauen, néideg, d'Richtung vun der wirtschaftlecher Entwécklung an den zukünftege Stroumbedarf am Stroumversuergungsberäich z'ënnersichen an ze studéieren. Gläichzäiteg soll een d'Situatioun vun anere Stroumquellen am Entwécklungsberäich schätzen. Eréischt nodeems een déi uewe genannten Konditioune studéiert an analyséiert huet, kënne mir entscheeden, ob de Waasserkraaftwierk gebaut muss ginn a wéi grouss de Bauëmfang soll sinn.
Am Allgemengen ass den Zweck vun der Waasserkraaftvermiessung, korrekt a verlässlech Basisdaten ze liwweren, déi fir den Design an de Bau vu Waasserkraaftwierker néideg sinn.
5、 Allgemeng Konditioune vun der gewielter Statiounsplaz
Déi allgemeng Konditioune fir d'Auswiel vun der Gareplaz kënnen an de folgende véier Aspekter beschriwwe ginn:
(1) Déi gewielte Plaz fir d'Kraaftwierk soll fäeg sinn, d'Waasserenergie sou wirtschaftlech wéi méiglech ze notzen an dem Prinzip vun der Käschtenerspuernis entspriechen, dat heescht, no der Fäerdegstellung vum Kraaftwierk ginn déi minimal Käschten ausginn an déi maximal Energie produzéiert. Am Allgemengen kann dat gemooss ginn, andeems d'jäerlech Einnahmen aus der Energieproduktioun an den Investitiounen am Bau vun der Kraaftwierk geschätzt ginn, fir ze kucken, wéi laang dat investéiert Kapital sech zeréckkritt. Wéinst den ënnerschiddlechen hydrologeschen an topographesche Konditiounen an dem ënnerschiddleche Stroumbedarf sollten d'Käschten an d'Investitioun awer net duerch bestëmmte Wäerter limitéiert sinn.
(2) Déi gewielte Plaz fir d'Waasserkraaftwierk soll iwwerleeën topographesch, geologesch an hydrologesch Konditiounen hunn a soll am Design a Bau méiglech sinn. De Bau vu klenge Waasserkraaftwierker soll sou wäit wéi méiglech dem Prinzip vun de "lokale Materialien" entspriechen, wat d'Baumaterialien ugeet.
(3) Déi gewielte Statiounsplaz soll sou no wéi méiglech beim Stroumversuergungs- a Veraarbechtungsberäich leien, fir d'Investitioun an d'Transmissiounsanlagen an de Stroumverloscht ze reduzéieren.
(4) Bei der Auswiel vun der Plaz fir d'Statioun solle sou vill wéi méiglech existent hydraulesch Strukturen benotzt ginn. Zum Beispill kënnen Drëpse benotzt ginn, fir Waasserkraaftwierker an Bewässerungskanäl ze bauen, oder Waasserkraaftwierker kënnen an der Géigend vun Bewässerungsreservoiren gebaut ginn, fir Stroum mat Bewässerungsstroum ze generéieren, asw. Well dës Waasserkraaftwierker de Prinzip vun der Stroumproduktioun respektéiere kënnen, wann et Waasser gëtt, ass hir wirtschaftlech Bedeitung méi offensichtlech.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 25. Oktober 2022
