Hidroelektrostaciju ražošana kā atjaunojams, nepiesārņojošs un tīrs enerģijas avots jau sen ir cilvēku cienīta. Mūsdienās lielas un vidēja lieluma hidroelektrostacijas ir plaši izmantotas un samērā nobriedušas atjaunojamās enerģijas tehnoloģijas visā pasaulē. Piemēram, Trīs Aizu hidroelektrostacija Ķīnā ir lielākā hidroelektrostacija pasaulē. Tomēr lielām un vidēja lieluma hidroelektrostacijām ir daudz negatīvu ietekmju uz vidi, piemēram, dambji bloķē dabisko upju vienmērīgu plūsmu, bloķē nogulumu noplūdi un maina ekosistēmas vidi; Hidroelektrostaciju būvniecība prasa arī plašu zemes applūšanu, kā rezultātā ierodas liels skaits imigrantu.
Kā jauns enerģijas avots mazajai hidroenerģijai ir daudz mazāka ietekme uz ekoloģisko vidi, tāpēc cilvēki to arvien vairāk novērtē. Mazās hidroelektrostacijas, tāpat kā lielās un vidējās hidroelektrostacijas, abas ir hidroelektrostacijas. Parasti dēvēta par "mazo hidroenerģiju" attiecas uz hidroelektrostacijām vai hidroelektrostacijām un energosistēmām ar ļoti mazu uzstādīto jaudu, un to uzstādītā jauda atšķiras atkarībā no katras valsts nacionālajiem apstākļiem.
Ķīnā ar terminu “mazā hidroenerģija” tiek apzīmētas hidroelektrostacijas un vietējos elektrotīklus ar uzstādīto jaudu 25 MW vai mazāk, ko finansē un pārvalda vietējās, kolektīvās vai individuālās struktūras. Mazā hidroenerģija pieder pie tīras enerģijas bez oglekļa emisijām, kurai nav resursu noplicināšanas problēmas un kas nerada vides piesārņojumu. Tā ir neaizstājama Ķīnas ilgtspējīgas attīstības stratēģijas īstenošanas sastāvdaļa.
Atjaunojamās enerģijas, piemēram, mazo hidroelektrostaciju, attīstīšana atbilstoši vietējiem apstākļiem un hidroenerģijas resursu pārveidošana augstas kvalitātes elektroenerģijā ir bijusi svarīga, lai nodrošinātu valsts ekonomisko un sociālo attīstību, uzlabotu iedzīvotāju dzīves kvalitāti, risinātu elektroenerģijas patēriņa problēmu apgabalos bez elektroenerģijas un elektroenerģijas trūkuma, veicinātu upju pārvaldību, ekoloģiskos uzlabojumus, vides aizsardzību un vietējo sociālekonomisko attīstību.
Ķīnai ir bagātīgas mazo hidroenerģijas resursu rezerves, kuru teorētiskā aplēstā rezerve ir 150 miljoni kW, bet potenciālā uzstādītā jauda pārsniedz 70 000 MW attīstībai. Mazo hidroenerģiju enerģiski attīstīt ir neizbēgama izvēle, lai uzlabotu enerģijas struktūru, ņemot vērā zema oglekļa emisiju līmeņa vides aizsardzību, enerģijas taupīšanu un emisiju samazināšanu, kā arī ilgtspējīgu attīstību. Saskaņā ar Ūdens resursu ministrijas plānu līdz 2020. gadam Ķīna uzbūvēs 10 mazo hidroenerģijas ražošanas provinces ar uzstādīto jaudu virs 5 miljoniem kW, 100 lielas mazo hidroenerģijas bāzes ar uzstādīto jaudu virs 200 000 kW un 300 mazo hidroenerģijas ražošanas apgabalus ar uzstādīto jaudu virs 100 000 kW. Līdz 2023. gadam, kā plāno Ūdens resursu ministrija, mazo hidroenerģijas ražošana ne tikai sasniegs 2020. gada mērķi, bet arī uz šī pamata tiks panākta lielāka attīstība.
Hidroelektrostacija ir enerģijas ražošanas sistēma, kas ar ūdens turbīnas palīdzību pārveido ūdens enerģiju elektrībā, un ūdens turbīnu ģeneratora agregāts ir galvenā ierīce enerģijas pārveidošanai mazās hidroelektrostacijās. Hidroelektroģeneratora agregāta enerģijas pārveidošanas process ir sadalīts divos posmos.
Pirmajā posmā ūdens potenciālā enerģija tiek pārveidota ūdens turbīnas mehāniskajā enerģijā. Ūdens plūsmai ir atšķirīga potenciālā enerģija dažādos augstumos un reljefā. Kad ūdens plūsma no augstākas pozīcijas triecas pret turbīnu zemākā pozīcijā, ūdens līmeņa izmaiņu radītā potenciālā enerģija tiek pārveidota turbīnas mehāniskajā enerģijā.
Otrajā posmā ūdens turbīnas mehāniskā enerģija vispirms tiek pārveidota elektriskajā enerģijā, kas pēc tam pa elektrotīkla pārvades līnijām tiek pārraidīta uz elektroiekārtām. Pēc ūdens plūsmas ietekmes ūdens turbīna darbina koaksiāli savienoto ģeneratoru. Rotējošais ģeneratora rotors darbina ierosmes magnētisko lauku, un ģeneratora statora tinums pārrauj ierosmes magnētiskā lauka līnijas, radot inducētu elektromotorisko spēku. No vienas puses, tas izvada elektrisko enerģiju, un, no otras puses, tas ģenerē elektromagnētisko bremzēšanas momentu pretējā rotora griešanās virzienā. Ūdens plūsma nepārtraukti iedarbojas uz ūdens turbīnas ierīci, un rotācijas moments, ko ūdens turbīna iegūst no ūdens plūsmas, pārvar ģeneratora rotorā ģenerēto elektromagnētisko bremzēšanas momentu. Kad abi sasniedz līdzsvaru, ūdens turbīnas bloks darbosies ar nemainīgu ātrumu, lai stabili ražotu elektroenerģiju un pabeigtu enerģijas pārveidošanu.
Hidroelektroģeneratora agregāts ir svarīga enerģijas pārveidošanas ierīce, kas pārveido ūdens potenciālo enerģiju elektriskajā enerģijā. Tas parasti sastāv no ūdens turbīnas, ģeneratora, ātruma regulatora, ierosmes sistēmas, dzesēšanas sistēmas un spēkstacijas vadības iekārtas. Īss ievads par tipiska hidroelektroģeneratora agregāta galveno iekārtu veidiem un funkcijām ir šāds:
1) Ūdens turbīna. Ir divi bieži izmantoti ūdens turbīnu veidi: impulsa un reaktīvās.
2) Ģenerators. Lielākā daļa ģeneratoru izmanto elektriski ierosinātus sinhronos ģeneratorus.
3) Ierosmes sistēma. Tā kā ģeneratori parasti ir elektriski ierosināti sinhronie ģeneratori, ir nepieciešams kontrolēt līdzstrāvas ierosmes sistēmu, lai panāktu sprieguma regulēšanu, aktīvās un reaktīvās elektroenerģijas jaudas regulēšanu, lai uzlabotu saražotās elektroenerģijas kvalitāti.
4) Ātruma regulēšanas un vadības ierīce (ieskaitot ātruma regulatoru un eļļas spiediena ierīci). Regulatoru izmanto, lai regulētu ūdens turbīnas ātrumu, lai izejas elektroenerģijas frekvence atbilstu barošanas avota prasībām.
5) Dzesēšanas sistēma. Mazie hidroģeneratori galvenokārt izmanto gaisa dzesēšanu, izmantojot ventilācijas sistēmu, lai palīdzētu izkliedēt siltumu un atdzesētu ģeneratora statora, rotora un dzelzs serdes virsmu.
6) Bremzēšanas iekārta. Hidrauliskie ģeneratori, kuru nominālā jauda pārsniedz noteiktu vērtību, ir aprīkoti ar bremžu iekārtām.
7) Elektrostaciju vadības iekārtas. Lielākā daļa elektrostaciju vadības iekārtu izmanto datora digitālo vadību, lai nodrošinātu tādas funkcijas kā pieslēgšanās tīklam, frekvences regulēšana, sprieguma regulēšana, jaudas koeficienta regulēšana, aizsardzība un hidroelektrostaciju ražošanas saziņa.
Mazās hidroelektrostacijas var iedalīt novirzīšanas tipa, dambja tipa un hibrīdtipa hidroelektrostacijās, pamatojoties uz koncentrēta spiedienaugstuma metodi. Lielākā daļa mazo hidroelektrostaciju Ķīnā ir relatīvi ekonomiskas novirzīšanas tipa mazās hidroelektrostacijas.
Mazo hidroelektrostaciju raksturlielumi ir neliels staciju būvniecības mērogs, vienkārša inženierija, viegla aprīkojuma iegāde un būtībā pašpatēriņš, nepārvadot elektroenerģiju uz vietām tālu no stacijas; Mazo hidroelektrostaciju tīklam ir maza jauda, un arī elektroenerģijas ražošanas jauda ir maza. Mazo hidroelektrostaciju noraidīšanai ir spēcīgas lokālas un masveida īpašības.
Kā tīrs enerģijas avots, mazā hidroenerģija ir veicinājusi sociālistisku jauno enerģijas ciematu būvniecību Ķīnā. Mēs uzskatām, ka mazās hidroenerģijas un enerģijas uzkrāšanas tehnoloģijas apvienojums padarīs mazās hidroenerģijas attīstību nākotnē pievilcīgāku!
Publicēšanas laiks: 2023. gada 11. decembris
