Байгалийн гол мөрөнд ус нь урсацаас доошоо хурдастай холилдон урсаж, голын гольдрол, эргийн энгэрийг байнга угааж байгаа нь усанд тодорхой хэмжээний энерги нуугдаж байгааг харуулж байна. Байгалийн нөхцөлд энэхүү боломжит энерги нь тунадасыг цэвэрлэх, түлхэх, үрэлтийн эсэргүүцлийг даван туулахад зарцуулагддаг. Хэрэв бид зарим барилга байгууламжийг барьж, усны турбиныг тогтмол урсгах шаардлагатай тоног төхөөрөмжийг суурилуулбал усны турбин салхин тээрэм шиг тасралтгүй эргэлдэж болох усны урсгалаар хөдөлж, усны энерги механик энерги болж хувирна. Усны турбин нь генераторыг хамт эргүүлэхэд цахилгаан эрчим хүч үүсгэж, усны энерги нь цахилгаан энерги болж хувирдаг. Энэ бол усан цахилгаан станцын үндсэн зарчим юм. Усны турбин, генераторууд нь усан цахилгаан станцын хамгийн энгийн тоног төхөөрөмж юм. Усан цахилгааны үйлдвэрлэлийн талаарх багахан мэдлэгийн талаар товч танилцуулъя.
1. Усан цахилгаан станц ба усны урсгалын эрчим хүч
Усан цахилгаан станцын зураг төслийг боловсруулахдаа цахилгаан станцын цар хүрээг тодорхойлохын тулд тухайн цахилгаан станцын эрчим хүч үйлдвэрлэх хүчин чадлыг мэдэх шаардлагатай. Усан цахилгаан станцын эрчим хүч үйлдвэрлэх үндсэн зарчмуудын дагуу цахилгаан станцын эрчим хүч үйлдвэрлэх хүчин чадал нь гүйдлийн хүчин чадалтай ажлын хэмжээгээр тодорхойлогддогийг харахад хэцүү биш юм. Усны тодорхой хугацаанд хийж чадах нийт ажлыг бид усны энерги гэж нэрлэдэг ба нэг секундэд (секундэд) хийж чадах ажлыг одоогийн хүч гэнэ. Мэдээжийн хэрэг, усны урсгалын хүч их байх тусам цахилгаан станцын эрчим хүч үйлдвэрлэх хүчин чадал нэмэгддэг. Тиймээс цахилгаан станцын эрчим хүч үйлдвэрлэх хүчин чадлыг мэдэхийн тулд эхлээд усны урсгалын хүчийг тооцоолох хэрэгтэй. Голын тодорхой хэсэгт усны гадаргын уналт H (метр), нэгж хугацаанд (секунд) голын хөндлөн огтлолоор дамжин өнгөрөх H усны эзэлхүүнийг Q (куб/секунд) гэж үзвэл голын усны урсацын хүчийг ингэж тооцож болно. Мэдээжийн хэрэг, усны уналт ихсэх тусам урсац ихсэх ба усны урсацын хүч илүү их байх болно.
2. Усан цахилгаан станцуудын гарц
Тодорхой толгой ба урсгалын дор усан цахилгаан станцын үйлдвэрлэж чадах цахилгааныг усан цахилгаан станц гэж нэрлэдэг. Мэдээжийн хэрэг, гаралтын хүч нь турбиноор дамжин өнгөрөх усны урсгалын хүчнээс хамаарна. Усны энергийг цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргах явцад ус нь голын голоос доош урсгал руу чиглэсэн голын гольдрол эсвэл барилгын эсэргүүцлийг даван туулах ёстой. Усны турбин, генератор, дамжуулах төхөөрөмж нь ажлын явцад олон эсэргүүцлийг даван туулах ёстой. Эсэргүүцлийг даван туулахын тулд ажил хийх ёстой бөгөөд усны урсгалын хүч зарцуулагдах бөгөөд энэ нь зайлшгүй юм. Иймд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох усны урсгалын хүч нь томьёогоор олж авсан утгаас бага байна, өөрөөр хэлбэл, усан цахилгаан станцын гаралт нь усны урсацын хүчийг 1-ээс бага хүчин зүйлээр үржүүлсэнтэй тэнцүү байх ёстой. Энэ коэффициентийг усан цахилгаан станцын үр ашиг гэж бас нэрлэдэг.
Усан цахилгаан станцын үр ашгийн тодорхой утга нь барилга байгууламж болон усны турбин, дамжуулах төхөөрөмж, генератор гэх мэтээр ус урсах үед үүсэх эрчим хүчний алдагдлын хэмжээ, алдагдал их байх тусам үр ашиг нь буурдаг. Жижиг усан цахилгаан станцад эдгээр алдагдлын нийлбэр нь усны урсгалын чадлын 25-40 орчим хувийг эзэлдэг. Өөрөөр хэлбэл, 100 кВт цахилгаан үйлдвэрлэх усны урсгал нь усан цахилгаан станц руу орж, генератор нь 60-75 киловатт эрчим хүч үйлдвэрлэдэг тул усан цахилгаан станцын үр ашиг 60-75% -тай тэнцэнэ.
Цахилгаан станцын урсгалын хурд болон усны түвшний зөрүү тогтмол байх үед станцын эрчим хүчний гарц нь үр ашгаас хамаардаг болохыг өмнөх танилцуулгаас харж болно. Гидравлик турбин, генератор, дамжуулах төхөөрөмжийн гүйцэтгэлээс гадна барилгын бүтээн байгуулалт, тоног төхөөрөмжийн угсралтын чанар, ашиглалт, менежментийн чанар, усан цахилгаан станцын зураг төсөл зөв хийгдсэн эсэх зэрэг УЦС-ын үр ашигт нөлөөлдөг бусад хүчин зүйлүүд нь УЦС-ын үр ашигт нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд байдаг нь практикт батлагдсан. Мэдээжийн хэрэг, эдгээр нөлөөлөгч хүчин зүйлсийн зарим нь анхдагч, зарим нь хоёрдогч хүчин зүйлүүд байдаг бөгөөд тодорхой нөхцөлд анхдагч болон хоёрдогч хүчин зүйлүүд мөн бие биедээ хувирах болно.
Гэсэн хэдий ч ямар ч хүчин зүйл байсан ч шийдвэрлэх хүчин зүйл нь хүмүүс объект биш, машиныг хүн удирддаг, технологи нь сэтгэлгээгээр удирддаг. Иймд усан цахилгаан станцын зураг төсөл, барилга угсралт, тоног төхөөрөмжийг сонгохдоо хүний субьектив үүргийг бүрэн гүйцэд гаргаж, усны урсацын эрчим хүчний алдагдлыг аль болох багасгах технологийн дэвшлийг эрэлхийлэх шаардлагатай байна. Энэ нь усны уналт өөрөө харьцангуй бага байдаг зарим усан цахилгаан станцын хувьд юм. Энэ нь ялангуяа чухал юм. Үүний зэрэгцээ усан цахилгаан станцуудын ашиглалт, менежментийг үр дүнтэй бэхжүүлж, цахилгаан станцуудын үр ашгийг дээшлүүлж, усны нөөцийг бүрэн ашиглах, жижиг усан цахилгаан станцуудыг илүү их үүрэг гүйцэтгэх боломжийг бүрдүүлэх шаардлагатай байна.
Шуудангийн цаг: 2021 оны 6-р сарын 09-ний өдөр
