Bagaimanakah setitik air boleh digunakan semula sebanyak 19 kali? Sebuah artikel mendedahkan misteri penjanaan kuasa hidroelektrik
Untuk masa yang lama, penjanaan kuasa hidroelektrik telah menjadi cara penting bekalan elektrik. Sungai itu mengalir sejauh beribu-ribu batu, mengandungi tenaga yang sangat besar. Pembangunan dan penggunaan tenaga air semula jadi kepada tenaga elektrik dipanggil penjanaan kuasa hidroelektrik. Proses penjanaan kuasa hidroelektrik sebenarnya adalah proses penukaran tenaga.
1、 Apakah stesen janakuasa simpanan yang dipam?
Stesen janakuasa storan dipam merupakan kaedah penyimpanan tenaga berkapasiti tinggi yang paling matang dari segi teknologi dan stabil. Dengan membina atau menggunakan dua takungan sedia ada, satu kejatuhan terbentuk, dan lebihan elektrik daripada sistem kuasa semasa tempoh beban rendah dipam ke tempat tinggi untuk penyimpanan. Semasa tempoh beban puncak, elektrik dijana dengan melepaskan air, yang dikenali sebagai "bank kuasa super"
Stesen kuasa hidro ialah kemudahan yang menggunakan tenaga kinetik aliran air untuk menjana tenaga elektrik. Ia biasanya dibina di air terjun tinggi di sungai, menggunakan empangan untuk memintas aliran air dan membentuk takungan, yang kemudiannya menukar tenaga air kepada elektrik melalui turbin air dan penjana.
Bagaimanapun, kecekapan penjanaan kuasa satu stesen janakuasa hidro adalah tidak tinggi kerana selepas air mengalir melalui stesen janakuasa hidro, masih banyak baki tenaga kinetik yang tidak digunakan. Jika beberapa stesen kuasa hidro boleh disambungkan secara bersiri untuk membentuk sistem lata, setitik air boleh diaktifkan beberapa kali pada ketinggian yang berbeza, dengan itu meningkatkan kecekapan penjanaan kuasa.
Apakah faedah stesen janakuasa hidro selain penjanaan kuasa? Malah, pembinaan stesen janakuasa hidro juga memberi impak penting kepada pembangunan ekonomi dan sosial tempatan.
Di satu pihak, pembinaan stesen janakuasa hidro boleh memacu pembinaan infrastruktur tempatan dan pembangunan perindustrian. Pembinaan stesen janakuasa hidro memerlukan sejumlah besar tenaga kerja, sumber bahan dan pelaburan kewangan, yang menyediakan peluang pekerjaan tempatan dan permintaan pasaran, memacu pembangunan rantaian industri yang berkaitan, dan meningkatkan hasil fiskal tempatan. Sebagai contoh, jumlah pelaburan projek Stesen Tenaga Hidro Wudongde adalah kira-kira 120 bilion yuan, yang boleh memacu pelaburan berkaitan serantau sebanyak 100 bilion yuan kepada 125 bilion yuan. Dalam tempoh pembinaan, purata peningkatan tahunan dalam pekerjaan adalah kira-kira 70000 orang, membentuk daya penggerak baharu untuk pertumbuhan ekonomi tempatan.
Sebaliknya, pembinaan stesen janakuasa hidro boleh meningkatkan persekitaran ekologi tempatan dan kesejahteraan rakyat. Pembinaan stesen janakuasa hidro bukan sahaja harus mengikut piawaian alam sekitar yang ketat, tetapi juga menjalankan pemulihan dan perlindungan ekologi, membiak dan melepaskan ikan nadir, menambah baik landskap sungai, dan mempromosikan biodiversiti. Sebagai contoh, sejak penubuhan Stesen Tenaga Hidro Wudongde, lebih daripada 780000 anak ikan yang jarang ditemui seperti ikan perut belah, penyu putih, loach nipis panjang dan ikan mas telah dikeluarkan. Di samping itu, pembinaan stesen janakuasa hidro juga memerlukan penempatan semula dan penempatan semula pendatang, yang menyediakan keadaan hidup yang lebih baik dan peluang pembangunan untuk penduduk tempatan. Sebagai contoh, Daerah Qiaojia ialah lokasi Stesen Tenaga Hidro Baihetan, melibatkan pemindahan dan penempatan semula 48563 orang. Daerah Qiaojia telah mengubah kawasan penempatan semula menjadi kawasan penempatan semula pembandaran moden, menambah baik infrastruktur dan kemudahan perkhidmatan awam, serta meningkatkan kualiti hidup dan kebahagiaan penduduk pendatang.
Stesen janakuasa hidro bukan sahaja loji kuasa, tetapi juga loji yang memberi manfaat. Ia bukan sahaja membekalkan tenaga bersih untuk negara, malah turut membawa pembangunan hijau ke kawasan setempat. Ini adalah situasi menang-menang yang patut dihargai dan dipelajari.
2、 Jenis asas penjanaan kuasa hidroelektrik
Kaedah titisan pekat yang biasa digunakan termasuk pembinaan empangan, pengalihan air, atau gabungan kedua-duanya.
Bina empangan di bahagian sungai dengan titisan yang besar, buat takungan untuk menyimpan air dan naikkan paras air, pasang turbin air di luar empangan, dan air dari takungan itu mengalir melalui saluran pengangkut air (diversion channel) ke turbin air di bahagian bawah empangan. Air memacu turbin untuk berputar dan memacu penjana untuk menjana elektrik, dan kemudian mengalir melalui saluran tailrace ke hilir sungai. Ini adalah cara untuk membina empangan dan membina takungan untuk penjanaan kuasa.
Oleh kerana perbezaan paras air yang besar antara permukaan air takungan di dalam empangan dan permukaan keluar turbin hidraulik di luar empangan, sejumlah besar air dalam takungan boleh digunakan untuk bekerja melalui tenaga berpotensi yang besar, yang boleh mencapai kadar penggunaan sumber air yang tinggi. Stesen janakuasa hidro yang ditubuhkan dengan menggunakan kaedah penurunan tertumpu dalam pembinaan empangan dipanggil stesen janakuasa hidro jenis empangan, terutamanya terdiri daripada stesen janakuasa hidro jenis empangan dan stesen janakuasa hidro jenis dasar sungai.
Mewujudkan takungan untuk menyimpan air dan menaikkan paras air di hulu sungai, memasang turbin air di bahagian hilir, dan mengalihkan air dari takungan hulu ke turbin air bawah melalui saluran lencongan. Aliran air memacu turbin untuk berputar dan memacu penjana untuk menjana elektrik, dan kemudian melalui saluran tailrace ke bahagian hilir sungai. Saluran lencongan akan menjadi lebih panjang dan melalui gunung, yang merupakan cara lencongan air dan penjanaan kuasa.
Disebabkan oleh perbezaan paras air yang besar H0 antara permukaan takungan hulu dan permukaan alur keluar turbin hiliran, sejumlah besar air dalam takungan berfungsi melalui tenaga berpotensi yang besar, yang boleh mencapai kecekapan penggunaan sumber air yang tinggi. Loji kuasa hidroelektrik yang menggunakan kaedah lencongan kepala pekat air dipanggil stesen kuasa hidro jenis lencongan, terutamanya termasuk stesen kuasa hidro jenis lencongan tekanan dan stesen kuasa hidro jenis lencongan bukan tekanan.
3、 Bagaimana untuk mencapai "19 kali penggunaan semula setitik air"?
Difahamkan, Stesen Tenaga Hidro Nanshan telah siap secara rasmi dan mula beroperasi pada 30 Oktober 2019, terletak di persimpangan Daerah Yanyuan dan Daerah Butuo di Wilayah Autonomi Liangshan Yi, Wilayah Sichuan. Jumlah kapasiti terpasang stesen janakuasa hidro ialah 102000 megawatt, yang merupakan projek kuasa hidroelektrik yang menggunakan sumber air semula jadi, tenaga angin dan tenaga suria secara menyeluruh. Dan perkara yang paling menarik perhatian ialah stesen kuasa hidro ini bukan sahaja menjana elektrik, tetapi juga mencapai kecekapan muktamad sumber air melalui cara teknologi. Ia berulang kali menggunakan setitik air sebanyak 19 kali, mencipta tambahan 34.1 bilion kilowatt jam elektrik, mencipta pelbagai keajaiban dalam bidang penjanaan kuasa hidro.
Pertama, Stesen Tenaga Hidro Nanshan mengguna pakai teknologi penjanaan kuasa hidro hibrid terkemuka di dunia, yang menggunakan sumber air semula jadi, tenaga angin dan tenaga suria secara menyeluruh, serta mencapai pengoptimuman dan kerjasama yang sistematik melalui kaedah teknologi, sekali gus mencapai pembangunan mampan.
Kedua, stesen janakuasa hidro memperkenalkan teknologi canggih seperti analisis data besar, kecerdasan buatan, dan Internet of Things untuk menguruskan pelbagai aspek dengan halus seperti parameter unit, paras air, kepala dan aliran air, untuk meningkatkan kecekapan operasi stesen janakuasa hidro. Sebagai contoh, dengan mewujudkan teknologi pengesanan dan peraturan automatik tekanan kepala yang berterusan, unit penjana turbin air memaksimumkan penggunaan sumber air sambil memastikan operasi yang selamat, mencapai matlamat untuk mengoptimumkan dan meningkatkan penjanaan kuasa melalui pengoptimuman kepala. Pada masa yang sama, apabila paras air takungan rendah, stesen kuasa hidro mewujudkan sistem pengurusan dinamik untuk takungan untuk memperlahankan kadar penurunan paras air, meningkatkan kecekapan kitar semula, dan meningkatkan kapasiti penjanaan kuasa dengan berkesan.
Selain itu, reka bentuk cemerlang Stesen Tenaga Hidro Nanshan juga amat diperlukan. Ia menggunakan turbin air PM (turbinPelton Michel), yang dicirikan oleh fakta bahawa apabila air disembur ke pendesak, kawasan keratan rentas muncung dan kadar aliran ke arah pendesak boleh diselaraskan dengan putaran, supaya sepadan dengan arah dan kelajuan semburan air dengan arah putaran dan kelajuan pendesak, memaksimumkan kecekapan penjanaan kuasa. Di samping itu, teknologi canggih seperti teknologi penyemburan air berbilang titik dan penambahan bahagian berputar telah diterima pakai, meningkatkan kecekapan penjanaan kuasa.
Akhirnya, Stesen Tenaga Hidro Nanshan juga menggunakan teknologi penyimpanan tenaga eksklusif. Satu set kemudahan saliran paras air kecemasan telah ditambah di kawasan pemendapan air. Melalui takungan simpanan air, sumber air boleh dibahagikan kepada tempoh masa yang berbeza, mencapai pelbagai fungsi seperti pengeluaran air dan penghantaran kuasa, dan memastikan penggunaan sumber air yang ekonomi dan selamat.
Secara keseluruhannya, sebab Stesen Tenaga Hidro Nanshan telah mencapai matlamat "menggunakan semula 19 kali setitik air" adalah disebabkan oleh pelbagai faktor, termasuk teknologi penjanaan kuasa hidro hibrid terkemuka di dunia, penerapan teknologi termaju, mekanisme pengurusan yang cekap, reka bentuk yang sangat baik dan teknologi penyimpanan tenaga yang unik. Ini bukan sahaja membawa idea dan model baharu untuk pembangunan industri tenaga hidro, tetapi juga menyediakan demonstrasi dan inspirasi yang bermanfaat untuk pembangunan mampan industri tenaga China.
Masa siaran: 14 Ogos 2023
