Hidroelektrinės energijos gamyba, kaip atsinaujinantis, netaršus ir švarus energijos šaltinis, jau seniai vertinama žmonių. Šiais laikais didelės ir vidutinio dydžio hidroelektrinės yra plačiai naudojamos ir gana brandžios atsinaujinančios energijos technologijos visame pasaulyje. Pavyzdžiui, Trijų tarpeklių hidroelektrinė Kinijoje yra didžiausia hidroelektrinė pasaulyje. Tačiau didelės ir vidutinio dydžio hidroelektrinės daro daug neigiamo poveikio aplinkai, pavyzdžiui, užtvankos blokuoja natūralių upių tėkmę, blokuoja nuosėdų išleidimą ir keičia ekosistemos aplinką; Hidroelektrinių statyba taip pat reikalauja didelio žemės užliejimo, todėl atvyksta daug imigrantų.
Mažoji hidroenergija, kaip naujas energijos šaltinis, daro daug mažesnį poveikį ekologinei aplinkai, todėl žmonės ją vis labiau vertina. Mažosios hidroelektrinės, kaip ir didelės bei vidutinės hidroelektrinės, yra hidroelektrinės. Paprastai vadinama „mažąja hidroenergija“ reiškia hidroelektrines arba hidroelektrines ir elektros energijos sistemas, kurių instaliuota galia yra labai maža, o jų instaliuota galia skiriasi priklausomai nuo kiekvienos šalies nacionalinių sąlygų.
Kinijoje „mažoji hidroenergija“ reiškia hidroelektrines ir pagalbinius vietinius elektros tinklus, kurių instaliuota galia yra 25 MW arba mažesnė, kuriuos finansuoja ir eksploatuoja vietos, kolektyviniai arba individualūs subjektai. Mažoji hidroenergetika priklauso ne anglies dioksido išskiriančiai švariai energijai, kuri neturi išteklių išeikvojimo problemos ir neteršia aplinkos. Tai yra nepakeičiama Kinijos tvaraus vystymosi strategijos įgyvendinimo dalis.
Atsinaujinančiosios energijos, tokios kaip mažoji hidroenergija, plėtra atsižvelgiant į vietos sąlygas ir hidroenergijos išteklių pavertimas aukštos kokybės elektros energija atliko svarbų vaidmenį užtikrinant nacionalinę ekonominę ir socialinę plėtrą, gerinant žmonių gyvenimo kokybę, sprendžiant elektros energijos vartojimo problemas vietovėse be elektros ir elektros energijos trūkumo, skatinant upių valdymą, ekologinį gerinimą, aplinkos apsaugą ir vietos socialinę bei ekonominę plėtrą.
Kinija turi gausius mažųjų hidroenergetikos išteklių rezervus – teorinis rezervas siekia 150 mln. kW, o potenciali įrengta galia – daugiau nei 70 000 MW. Neišvengiama energingai plėtoti mažąją hidroenergetiką, siekiant pagerinti energetikos struktūrą, atsižvelgiant į mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančią aplinkos apsaugą, energijos taupymą ir išmetamųjų teršalų mažinimą bei tvarų vystymąsi. Pagal Vandens išteklių ministerijos planą, iki 2020 m. Kinija pastatys 10 mažųjų hidroenergetikos provincijų, kurių įrengta galia viršija 5 mln. kW, 100 didelių mažųjų hidroenergetikos bazių, kurių įrengta galia viršija 200 000 kW, ir 300 mažųjų hidroenergetikos apskričių, kurių įrengta galia viršija 100 000 kW. Iki 2023 m., kaip planuoja Vandens išteklių ministerija, mažosios hidroenergetikos gamyba ne tik pasieks 2020 m. tikslą, bet ir bus dar labiau plėtojama šiuo pagrindu.
Hidroelektrinė yra elektros energijos gamybos sistema, kuri vandens turbinos pagalba paverčia vandens energiją elektra, o vandens turbinos generatorius yra pagrindinis įrenginys, skirtas energijos konversijai mažose hidroelektrinėse. Hidroelektrinio generatoriaus energijos konversijos procesas yra padalintas į du etapus.
Pirmasis etapas paverčia vandens potencialinę energiją vandens turbinos mechanine energija. Skirtinguose aukščiuose ir reljefo tipuose vandens srautas turi skirtingą potencialinę energiją. Kai vandens srautas iš aukštesnės pozicijos susiduria su žemesnėje pozicijoje esančia turbina, vandens lygio pokyčio metu susidariusi potencialinė energija paverčiama turbinos mechanine energija.
Antrajame etape vandens turbinos mechaninė energija pirmiausia paverčiama elektros energija, kuri vėliau perduodama elektros tinklo perdavimo linijomis į elektros įrangą. Veikiama vandens srauto, vandens turbina sukina prie koaksialinio ryšio prijungtą generatorių. Besisukantis generatoriaus rotorius varo sužadinimo magnetinį lauką, o generatoriaus statoriaus apvija nutraukia sužadinimo magnetinio lauko linijas, sukurdama indukuotą elektrovaros jėgą. Viena vertus, ji išveda elektros energiją, kita vertus, sukuria elektromagnetinį stabdymo momentą priešinga rotoriaus sukimosi kryptimi. Vandens srautas nuolat veikia vandens turbinos įtaisą, o vandens turbinos iš vandens srauto gaunamas sukimo momentas įveikia generatoriaus rotoriuje sukurtą elektromagnetinį stabdymo momentą. Kai abu pasiekia pusiausvyrą, vandens turbinos blokas veikia pastoviu greičiu, kad stabiliai generuotų elektrą ir visiškai konvertuotų energiją.
Hidroelektrinis generatorius yra svarbus energijos konversijos įrenginys, kuris vandens potencialinę energiją paverčia elektros energija. Paprastai jį sudaro vandens turbina, generatorius, greičio reguliatorius, žadinimo sistema, aušinimo sistema ir jėgainės valdymo įranga. Trumpas tipinio hidroelektrinio generatoriaus pagrindinės įrangos tipų ir funkcijų pristatymas yra toks:
1) Vandens turbina. Yra du dažniausiai naudojami vandens turbinų tipai: impulsinė ir reaktyvinė.
2) Generatorius. Dauguma generatorių naudoja elektra sužadinamus sinchroninius generatorius.
3) Žadinimo sistema. Kadangi generatoriai paprastai yra elektrinio žadinimo sinchroniniai generatoriai, būtina valdyti nuolatinės srovės žadinimo sistemą, kad būtų pasiektas įtampos reguliavimas, aktyviosios ir reaktyviosios elektros energijos galios reguliavimas, siekiant pagerinti išėjimo elektros energijos kokybę.
4) Greičio reguliavimo ir valdymo įtaisas (įskaitant greičio reguliatorių ir alyvos slėgio įtaisą). Reguliatorius naudojamas vandens turbinos greičiui reguliuoti, kad išėjimo elektros energijos dažnis atitiktų maitinimo šaltinio reikalavimus.
5) Aušinimo sistema. Maži hidrogeneratoriai daugiausia aušinami oru, naudodami ventiliacijos sistemą, kuri padeda išsklaidyti šilumą ir aušina generatoriaus statoriaus, rotoriaus ir geležies šerdies paviršių.
6) Stabdžių įtaisas. Hidrauliniai generatoriai, kurių vardinė galia viršija tam tikrą vertę, turi stabdžių įtaisus.
7) Jėgainių valdymo įranga. Dauguma elektrinių valdymo įrangos naudoja kompiuterinį skaitmeninį valdymą, kad atliktų tokias funkcijas kaip prijungimas prie tinklo, dažnio reguliavimas, įtampos reguliavimas, galios koeficiento reguliavimas, apsauga ir hidroelektrinės energijos gamybos perdavimas.
Mažosios hidroelektrinės pagal koncentruoto slėgio metodą gali būti skirstomos į nukreipimo, užtvankų ir hibridinio tipo. Dauguma mažųjų hidroelektrinių Kinijoje yra santykinai ekonomiškos nukreipimo tipo mažosios hidroelektrinės.
Mažosios hidroelektrinės pasižymi mažu stočių statybos mastais, paprasta inžinerija, lengvas įrangos įsigijimas ir iš esmės savarankiškas naudojimas, neperduodant elektros energijos į toli nuo stoties esančias vietas; Mažosios hidroelektrinės tinklas turi mažą pajėgumą, o elektros energijos gamybos pajėgumai taip pat yra maži. Mažosios hidroelektrinės atmetimas turi stiprias vietines ir masines savybes.
Mažoji hidroenergija, kaip švarus energijos šaltinis, prisidėjo prie socialistinių naujosios energijos kaimų statybos Kinijoje. Tikime, kad mažosios hidroenergetikos ir energijos kaupimo technologijų derinys ateityje padarys mažosios hidroenergetikos plėtrą patrauklesnę!
Įrašo laikas: 2023 m. gruodžio 11 d.
