Kaip vandens lašą galima panaudoti 19 kartų? Straipsnyje atskleidžiamos hidroelektrinės energijos gamybos paslaptys.
Ilgą laiką hidroelektrinė buvo svarbi elektros energijos tiekimo priemonė. Upė teka tūkstančius mylių, joje slypi didžiulė energija. Natūralios vandens energijos panaudojimas elektros energijai gauti vadinamas hidroelektrinės energijos gamyba. Hidroelektrinės energijos gamybos procesas iš tikrųjų yra energijos konversijos procesas.
1. Kas yra hidroakumuliacinė elektrinė?
Hidraulinės elektrinės šiuo metu yra technologiškai brandžiausias ir stabiliausias didelės talpos energijos kaupimo būdas. Pastačius arba panaudojant du esamus rezervuarus, susidaro lašas, o elektros energijos sistemos perteklinė elektra mažos apkrovos laikotarpiais pumpuojama į aukštai esančias vietas kaupimui. Piko apkrovos laikotarpiais elektra gaminama išleidžiant vandenį, vadinamą „superakumuliacine baterija“.
Hidroelektrinės yra įrenginiai, kurie naudoja vandens tėkmės kinetinę energiją elektros energijai gaminti. Jos paprastai statomos ties dideliais upių kritimais, naudojant užtvankas vandens srautui sulaikyti ir rezervuarams suformuoti, kurie vėliau vandens energiją paverčia elektros energija per vandens turbinas ir generatorius.
Tačiau vienos hidroelektrinės energijos gamybos efektyvumas nėra didelis, nes vandeniui pratekėjus per hidroelektrinę, lieka daug nepanaudotos kinetinės energijos. Jei kelias hidroelektrines galima sujungti nuosekliai, kad susidarytų kaskadinė sistema, vandens lašas gali būti aktyvuojamas kelis kartus skirtinguose aukščiuose, taip pagerinant energijos gamybos efektyvumą.
Kokie yra hidroelektrinių privalumai, be elektros energijos gamybos? Iš tiesų, hidroelektrinių statyba taip pat daro didelę įtaką vietos ekonominei ir socialinei plėtrai.
Viena vertus, hidroelektrinių statyba gali paskatinti vietos infrastruktūros statybą ir pramonės plėtrą. Hidroelektrinių statybai reikia daug darbo jėgos, materialinių išteklių ir finansinių investicijų, o tai suteikia vietos užimtumo galimybių ir rinkos paklausą, skatina susijusių pramonės grandinių plėtrą ir didina vietos fiskalines pajamas. Pavyzdžiui, bendros Wudongde hidroelektrinės projekto investicijos siekia apie 120 milijardų juanių, o tai gali paskatinti regionines susijusias investicijas nuo 100 iki 125 milijardų juanių. Statybos laikotarpiu vidutinis metinis užimtumo padidėjimas yra apie 70 000 žmonių, o tai yra nauja vietos ekonomikos augimo varomoji jėga.
Kita vertus, hidroelektrinių statyba gali pagerinti vietos ekologinę aplinką ir žmonių gerovę. Statant hidroelektrines reikėtų ne tik laikytis griežtų aplinkosaugos standartų, bet ir atlikti ekologinį atkūrimą bei apsaugą, veisti ir paleisti retas žuvis, gerinti upių kraštovaizdį ir skatinti biologinę įvairovę. Pavyzdžiui, nuo Wudongde hidroelektrinės įkūrimo buvo paleista daugiau nei 780 000 retų žuvų mailiaus, pavyzdžiui, žuvys su skeltuku, baltieji vėžliai, ilgieji plonieji kirtikliai ir ešeriniai karpiai. Be to, hidroelektrinių statyba taip pat reikalauja imigrantų perkėlimo ir apgyvendinimo, o tai suteikia geresnes gyvenimo sąlygas ir plėtros galimybes vietos gyventojams. Pavyzdžiui, Čiaojia apskrityje yra Baihetano hidroelektrinė, kurioje perkelta ir apgyvendinta 48 563 žmonės. Čiaojia apskritis pavertė perkėlimo teritoriją modernia urbanizacijos perkėlimo zona, pagerino infrastruktūrą ir viešųjų paslaugų įstaigas, pagerino imigrantų gyvenimo kokybę ir laimę.
Hidroelektrinė yra ne tik elektrinė, bet ir naudą teikianti jėgainė. Ji ne tik tiekia švarią energiją šaliai, bet ir skatina žaliąją plėtrą vietos teritorijoje. Tai abipusiai naudinga situacija, nusipelno mūsų įvertinimo ir pasimokymo.
2. Pagrindiniai hidroelektrinės energijos gamybos tipai
Dažniausiai naudojami koncentruoto lašėjimo metodai yra užtvankų statyba, vandens nukreipimas arba abiejų derinys.
Pastatykite užtvanką upės atkarpoje su dideliu kritimu, įrenkite rezervuarą vandeniui kaupti ir vandens lygiui pakelti, užtvankos išorėje įrenkite vandens turbiną, o vanduo iš rezervuaro tekės vandens transportavimo kanalu (nukreipimo kanalu) į vandens turbiną apatinėje užtvankos dalyje. Vanduo suka turbiną ir varo generatorių, kuris gamina elektrą, o tada teka nuotėkio kanalu į žemupio upę. Taip statoma užtvanka ir rezervuaras elektros energijos gamybai.
Dėl didelio vandens lygio skirtumo tarp rezervuaro vandens paviršiaus užtvankos viduje ir hidraulinės turbinos ištekėjimo paviršiaus už užtvankos ribų, didelis rezervuaro vandens kiekis gali būti panaudotas darbui dėl didelės potencialinės energijos, o tai gali padėti pasiekti aukštą vandens išteklių panaudojimo lygį. Hidroelektrinė, įrengta naudojant koncentruoto lašo užtvankos statybos metodą, vadinama užtvankos tipo hidroelektrine, kurią daugiausia sudaro užtvankos tipo hidroelektrinės ir upės vagos tipo hidroelektrinės.
Įrengti rezervuarą vandeniui kaupti ir vandens lygiui aukštupyje pakelti, žemupyje įrengti vandens turbiną ir nukreipti vandenį iš aukštupio rezervuaro į žemupio vandens turbiną per nukreipimo kanalą. Vandens srautas suka turbiną ir generatorių, kuris gamina elektrą, o tada vanduo per nuotėkio kanalą teka į žemupį. Nukreipimo kanalas bus ilgesnis ir eis per kalną, o tai yra vandens nukreipimo ir elektros energijos gamybos būdas.
Dėl didelio vandens lygio skirtumo H0 tarp aukštupio rezervuaro paviršiaus ir pasrovio turbinos išleidimo paviršiaus, didelis vandens kiekis rezervuare veikia per didelę potencialinę energiją, todėl galima pasiekti didelį vandens išteklių panaudojimo efektyvumą. Hidroelektrinės, kurios naudoja koncentruoto vandens slėgio nukreipimo metodą, vadinamos nukreipimo tipo hidroelektrinėmis, daugiausia įskaitant slėgio nukreipimo tipo hidroelektrines ir ne slėgio nukreipimo tipo hidroelektrines.
3. Kaip pasiekti, kad „vandens lašas būtų panaudotas 19 kartų pakartotinai“?
Suprantama, kad Nanšano hidroelektrinė oficialiai baigta statyti ir pradėta eksploatuoti 2019 m. spalio 30 d., esanti Janiuano ir Butuo apskričių sankryžoje, Liangšano I autonominėje prefektūroje, Sičuano provincijoje. Bendra įrengta hidroelektrinės galia yra 102 000 megavatų – tai hidroelektrinės projektas, kuriame visapusiškai naudojami natūralūs vandens ištekliai, vėjo ir saulės energija. O labiausiai akį traukia tai, kad ši hidroelektrinė ne tik gamina elektros energiją, bet ir technologinėmis priemonėmis pasiekia maksimalų vandens išteklių efektyvumą. Ji 19 kartų pakartotinai panaudoja vieną vandens lašą, taip pagamindama papildomai 34,1 milijardo kilovatvalandžių elektros energijos ir sukurdama daugybę stebuklų hidroenergijos gamybos srityje.
Pirma, Nanshano hidroelektrinė diegia pasaulyje pirmaujančią hibridinę hidroenergijos gamybos technologiją, kuri visapusiškai naudoja natūralius vandens išteklius, vėjo energiją ir saulės energiją, o technologinėmis priemonėmis sistemingai optimizuoja ir bendradarbiauja, taip pasiekdama tvarų vystymąsi.
Antra, hidroelektrinėje diegiamos pažangiausios technologijos, tokios kaip didelių duomenų analizė, dirbtinis intelektas ir daiktų internetas, siekiant tiksliai valdyti įvairius aspektus, tokius kaip įrenginio parametrai, vandens lygis, slėgis ir vandens srautas, siekiant pagerinti hidroelektrinės eksploatavimo efektyvumą. Pavyzdžiui, įdiegus pastovaus slėgio automatinio sekimo ir reguliavimo technologiją, vandens turbinos generatorius maksimaliai padidina vandens išteklių panaudojimą, kartu užtikrindamas saugų veikimą, taip pasiekdamas optimizavimo ir energijos gamybos didinimo tikslą optimizuojant slėgį. Tuo pačiu metu, kai rezervuaro vandens lygis yra žemas, hidroelektrinės sukuria dinaminę rezervuaro valdymo sistemą, kad sulėtintų vandens lygio mažėjimo tempą, pagerintų perdirbimo efektyvumą ir efektyviai padidintų energijos gamybos pajėgumus.
Be to, nepakeičiamas ir puikus Nanšano hidroelektrinės dizainas. Joje naudojama PM vandens turbina (Pelton Michel turbina), kuriai būdinga tai, kad purškiant vandenį ant sparnuotės, purkštuko skerspjūvio plotą ir srauto greitį sparnuotės link galima reguliuoti sukant, kad vandens purškimo kryptis ir greitis atitiktų sparnuotės sukimosi kryptį ir greitį, taip maksimaliai padidinant energijos gamybos efektyvumą. Be to, buvo pritaikytos pažangios technologijos, tokios kaip daugiataškė vandens purškimo technologija ir besisukančių sekcijų pridėjimas, kurios gerokai pagerina energijos gamybos efektyvumą.
Galiausiai, Nanšano hidroelektrinėje taip pat įdiegta išskirtinė energijos kaupimo technologija. Vandens nusodinimo zonoje įrengtas avarinio vandens lygio drenažo įrenginių komplektas. Per vandens kaupimo rezervuarą vandens išteklius galima suskirstyti į skirtingus laikotarpius, atliekant įvairias funkcijas, tokias kaip vandens gamyba ir energijos perdavimas, bei užtikrinant ekonomišką ir saugų vandens išteklių naudojimą.
Apskritai Nanšano hidroelektrinės pasiektas tikslas „19 kartų pakartotinai panaudoti vandens lašą“ priklauso nuo įvairių veiksnių, įskaitant pasaulyje pirmaujančią hibridinę hidroenergijos gamybos technologiją, pažangiausių technologijų taikymą, efektyvius valdymo mechanizmus, puikų dizainą ir unikalią energijos kaupimo technologiją. Tai ne tik suteikia naujų idėjų ir modelių hidroenergijos pramonės plėtrai, bet ir teikia naudingas demonstracijas bei įkvėpimą tvariai Kinijos energetikos pramonės plėtrai.
Įrašo laikas: 2023 m. rugpjūčio 14 d.
