Байгалийн гол мөрөнд ус нь дээд урсгалаас доош урсгал руу тунадастай холилдож урсдаг бөгөөд голын ёроол болон эргийн налууг ихэвчлэн угаадаг бөгөөд энэ нь усанд тодорхой хэмжээний энерги нуугдаж байгааг харуулж байна. Байгалийн нөхцөлд энэхүү боломжит энерги нь цэвэрлэх, тунадасыг түлхэх, үрэлтийн эсэргүүцлийг даван туулахад зарцуулагддаг. Хэрэв бид зарим барилга байгууламж барьж, усны турбинаар тогтмол урсгалтай усны урсгал хийхийн тулд шаардлагатай тоног төхөөрөмжийг суурилуулбал усны турбин нь салхин тээрэм шиг тасралтгүй эргэлдэж чадах усны урсгалаар хөдөлж, усны энергийг механик энерги болгон хувиргах болно. Усны турбин нь генераторыг хамтад нь эргүүлэхэд цахилгаан үүсгэж, усны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Энэ бол усан цахилгаан станцын үндсэн зарчим юм. Усны турбин болон генераторууд нь усан цахилгаан станцын цахилгаан станцын хамгийн үндсэн тоног төхөөрөмж юм. Усан цахилгаан станцын цахилгаан станцын талаарх багахан мэдлэгийн талаар товч танилцуулъя.
1. Усан цахилгаан станц ба усны урсгалын хүч
Усан цахилгаан станцын зураг төслийг боловсруулахдаа цахилгаан станцын цар хүрээг тодорхойлохын тулд цахилгаан станцын цахилгаан үйлдвэрлэх хүчин чадлыг мэдэх шаардлагатай. Усан цахилгаан станцын цахилгаан үйлдвэрлэх хүчин чадлыг гүйдлийн хүчээр хийж болох ажлын хэмжээгээр тодорхойлдог болохыг харахад хэцүү биш юм. Бид усны тодорхой хугацаанд хийж чадах нийт ажлыг усны энерги гэж нэрлэдэг бөгөөд хугацааны нэгжид (секунд) хийж болох ажлыг гүйдлийн хүч гэж нэрлэдэг. Мэдээжийн хэрэг, усны урсгалын хүч их байх тусам цахилгаан станцын цахилгаан үйлдвэрлэх хүчин чадал их байдаг. Тиймээс цахилгаан станцын цахилгаан үйлдвэрлэх хүчин чадлыг мэдэхийн тулд эхлээд усны урсгалын хүчийг тооцоолох хэрэгтэй. Голын усны урсгалын хүчийг голын тодорхой хэсэгт усны гадаргын уналт H (метр), нэгж хугацаанд (секунд) голын хөндлөн огтлолоор дамжин өнгөрөх H усны эзэлхүүн Q (куб метр/секунд) гэж үзвэл урсгалын хүчийг усны жин ба уналтын үржвэртэй тэнцүү гэж үзвэл урсгалын хүчийг тооцоолж болно. Мэдээжийн хэрэг, усны уналт өндөр байх тусам урсгал ихсэж, усны урсгалын хүч их байх болно.
2. Усан цахилгаан станцуудын хүчин чадал
Тодорхой даралт болон урсгалын дор усан цахилгаан станцын үйлдвэрлэж чадах цахилгааныг усан цахилгаан эрчим хүчний гаралт гэж нэрлэдэг. Мэдээжийн хэрэг, гаралтын чадал нь турбинаар дамжин өнгөрөх усны урсгалын хүчнээс хамаарна. Усны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах явцад ус нь дээд урсгалаас доош чиглэсэн голын эрэг эсвэл барилга байгууламжийн эсэргүүцлийг даван туулах ёстой. Усны турбин, генератор, дамжуулах тоног төхөөрөмж нь ажлын явцад олон эсэргүүцлийг даван туулах ёстой. Эсэргүүцлийг даван туулахын тулд ажил хийх шаардлагатай бөгөөд усны урсгалын хүчийг зарцуулах нь зайлшгүй юм. Тиймээс цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох усны урсгалын хүч нь томъёогоор олж авсан утгаас бага байна, өөрөөр хэлбэл усан цахилгаан станцын гаралт нь усны урсгалын хүчийг 1-ээс бага хүчин зүйлээр үржүүлсэнтэй тэнцүү байх ёстой. Энэ коэффициентийг мөн усан цахилгаан станцын үр ашиг гэж нэрлэдэг.
Усан цахилгаан станцын үр ашгийн тодорхой утга нь барилга байгууламж болон усны турбин, дамжуулах төхөөрөмж, генератор гэх мэтээр ус урсах үед гарах эрчим хүчний алдагдлын хэмжээтэй холбоотой бөгөөд алдагдал их байх тусам үр ашиг нь буурдаг. Жижиг усан цахилгаан станцад эдгээр алдагдлын нийлбэр нь усны урсгалын чадлын 25-40% орчим байдаг. Өөрөөр хэлбэл, 100 киловатт цахилгаан үйлдвэрлэх боломжтой усны урсгал усан цахилгаан станц руу орж, генератор нь ердөө 60-75 киловатт цахилгаан үйлдвэрлэх боломжтой тул усан цахилгаан станцын үр ашиг нь 60-75% -тай тэнцүү байна.
Өмнөх танилцуулгаас харахад цахилгаан станцын урсгалын хурд болон усны түвшний зөрүү тогтмол байх үед цахилгаан станцын хүчин чадал нь үр ашгаас хамаардаг болохыг харж болно. Гидравлик турбин, генератор болон дамжуулах төхөөрөмжийн гүйцэтгэлээс гадна усан цахилгаан станцын үр ашигт нөлөөлдөг бусад хүчин зүйлс, тухайлбал барилга байгууламж, тоног төхөөрөмжийн угсралтын чанар, ашиглалт, менежментийн чанар, усан цахилгаан станцын зураг төсөл зөв эсэх зэрэг нь усан цахилгаан станцын үр ашигт нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд гэдгийг практик нотолж байна. Мэдээжийн хэрэг, эдгээр нөлөөлөх хүчин зүйлсийн зарим нь анхдагч, зарим нь хоёрдогч бөгөөд тодорхой нөхцөлд анхдагч болон хоёрдогч хүчин зүйлс нь бие биедээ хувирдаг.
Гэсэн хэдий ч хүчин зүйл нь юу ч байсан хамаагүй, шийдвэрлэх хүчин зүйл бол хүмүүс объект биш, машинууд нь хүмүүсээр удирдуулдаг бөгөөд технологи нь сэтгэлгээгээр удирддаг явдал юм. Тиймээс усан цахилгаан станцын зураг төсөл, барилга байгууламж, тоног төхөөрөмж сонгохдоо хүний субьектив үүргийг бүрэн дүүрэн ашиглаж, усны урсгалын эрчим хүчний алдагдлыг аль болох багасгахын тулд технологийн шилдэг байдлыг эрэлхийлэх шаардлагатай байна. Энэ нь усны уналт харьцангуй бага байдаг зарим усан цахилгаан станцуудын хувьд онцгой чухал юм. Үүний зэрэгцээ цахилгаан станцуудын үр ашгийг дээшлүүлэх, усны нөөцийг бүрэн ашиглах, жижиг усан цахилгаан станцууд илүү их үүрэг гүйцэтгэх боломжийг олгохын тулд усан цахилгаан станцуудын үйл ажиллагаа, менежментийг үр дүнтэй бэхжүүлэх шаардлагатай байна.
Нийтэлсэн цаг: 2021 оны 6-р сарын 9
