Penjanaan kuasa hidroelektrik, sebagai sumber tenaga boleh diperbaharui, bebas pencemaran dan bersih, telah lama dihargai oleh orang ramai. Pada masa kini, stesen janakuasa hidro yang besar dan sederhana digunakan secara meluas dan teknologi tenaga boleh diperbaharui yang agak matang di seluruh dunia. Sebagai contoh, stesen kuasa hidro Three Gorges di China adalah stesen kuasa hidro terbesar di dunia. Walau bagaimanapun, stesen janakuasa hidro yang besar dan sederhana mempunyai banyak kesan negatif terhadap alam sekitar, seperti empangan menyekat kelancaran aliran sungai semula jadi, menyekat pelepasan sedimen, dan mengubah persekitaran ekosistem; Pembinaan stesen janakuasa hidro juga memerlukan penenggelaman tanah yang meluas, mengakibatkan sejumlah besar pendatang.
Sebagai sumber tenaga baharu, kuasa hidro yang kecil mempunyai kesan yang lebih kecil terhadap persekitaran ekologi, dan oleh itu semakin dihargai oleh manusia. Stesen kuasa hidro kecil, seperti stesen kuasa hidro besar dan sederhana, kedua-duanya adalah loji kuasa hidroelektrik. Yang biasa dirujuk kepada "kuasa hidro kecil" merujuk kepada stesen kuasa hidro atau loji kuasa hidroelektrik dan sistem kuasa dengan kapasiti terpasang yang sangat kecil, dan kapasiti pemasangannya berbeza-beza bergantung pada keadaan negara setiap negara.
Di China, "kuasa hidro kecil" merujuk kepada stesen kuasa hidro dan menyokong grid kuasa tempatan dengan kapasiti terpasang 25MW atau kurang, yang dibiayai dan dikendalikan oleh entiti tempatan, kolektif atau individu. Tenaga hidro kecil tergolong dalam tenaga bukan karbon bersih, yang tidak mempunyai masalah kehabisan sumber dan tidak menyebabkan pencemaran kepada alam sekitar. Ia merupakan komponen penting dalam pelaksanaan strategi pembangunan mampan China.
Membangunkan tenaga boleh diperbaharui seperti kuasa hidro kecil mengikut keadaan tempatan dan mengubah sumber kuasa hidro kepada elektrik berkualiti tinggi telah memainkan peranan penting dalam memastikan pembangunan ekonomi dan sosial negara, meningkatkan kualiti hidup rakyat, menyelesaikan masalah penggunaan elektrik di kawasan yang tidak mempunyai bekalan elektrik dan kekurangan tenaga, menggalakkan tadbir urus sungai, penambahbaikan ekologi, perlindungan alam sekitar, dan pembangunan sosio-ekonomi tempatan.
China mempunyai rizab sumber kuasa hidro kecil yang banyak, dengan anggaran rizab teori sebanyak 150 juta kW dan potensi kapasiti terpasang melebihi 70000 MW untuk pembangunan. Ia adalah pilihan yang tidak dapat dielakkan untuk membangunkan tenaga hidro kecil secara bersungguh-sungguh untuk menambah baik struktur tenaga dalam konteks perlindungan alam sekitar rendah karbon, pemuliharaan tenaga dan pengurangan pelepasan, dan pembangunan mampan. Menurut rancangan Kementerian Sumber Air, menjelang 2020, China akan membina 10 wilayah kuasa hidro kecil dengan kapasiti terpasang lebih 5 juta kW, 100 pangkalan kuasa hidro kecil yang besar dengan kapasiti terpasang lebih 200000 kW, dan 300 daerah kuasa hidro kecil dengan kapasiti terpasang melebihi 100000 kW. Menjelang 2023, seperti yang dirancang oleh Kementerian Sumber Air, penjanaan kuasa hidro kecil bukan sahaja akan mencapai matlamat 2020, tetapi juga mempunyai pembangunan yang lebih besar atas dasar ini.
Stesen janakuasa hidroelektrik ialah sistem penjanaan kuasa yang menukar tenaga air kepada elektrik melalui turbin air, dan set penjana turbin air ialah peranti teras untuk mencapai penukaran tenaga dalam sistem kuasa hidro kecil. Proses penukaran tenaga set penjana hidroelektrik dibahagikan kepada dua peringkat.
Peringkat pertama menukarkan tenaga keupayaan air kepada tenaga mekanikal turbin air. Aliran air mempunyai tenaga potensi yang berbeza pada ketinggian dan rupa bumi yang berbeza. Apabila aliran air dari kedudukan yang lebih tinggi memberi kesan kepada turbin pada kedudukan yang lebih rendah, tenaga potensi yang dihasilkan oleh perubahan paras air ditukar kepada tenaga mekanikal turbin.
Pada peringkat kedua, tenaga mekanikal turbin air mula-mula ditukar kepada tenaga elektrik, yang kemudiannya dihantar ke peralatan elektrik melalui talian penghantaran grid kuasa. Selepas terjejas oleh aliran air, turbin air memacu penjana bersambung sepaksi untuk berputar. Rotor penjana berputar memacu medan magnet pengujaan untuk berputar, dan penggulungan stator penjana memotong garisan medan magnet pengujaan untuk menjana daya gerak elektrik teraruh. Di satu pihak, ia mengeluarkan tenaga elektrik, dan sebaliknya, ia menghasilkan tork brek elektromagnet dalam arah putaran yang bertentangan pada pemutar. Aliran air secara berterusan memberi kesan kepada peranti turbin air, dan tork putaran yang diperolehi oleh turbin air daripada aliran air mengatasi tork brek elektromagnet yang dihasilkan dalam rotor penjana. Apabila kedua-duanya mencapai keseimbangan, unit turbin air akan beroperasi pada kelajuan tetap untuk menjana elektrik secara stabil dan penukaran tenaga yang lengkap.
Set penjana hidroelektrik ialah peranti penukaran tenaga penting yang menukarkan tenaga potensi air kepada tenaga elektrik. Ia biasanya terdiri daripada turbin air, penjana, pengawal kelajuan, sistem pengujaan, sistem penyejukan, dan peralatan kawalan loji kuasa. Pengenalan ringkas kepada jenis dan fungsi peralatan utama dalam set penjana hidroelektrik biasa adalah seperti berikut:
1) Turbin air. Terdapat dua jenis turbin air yang biasa digunakan: impuls dan reaktif.
2) Penjana. Kebanyakan penjana menggunakan penjana segerak teruja elektrik.
3) Sistem pengujaan. Disebabkan oleh fakta bahawa penjana secara amnya elektrik teruja penjana segerak, adalah perlu untuk mengawal sistem pengujaan DC untuk mencapai peraturan voltan, peraturan kuasa aktif dan reaktif tenaga elektrik, untuk meningkatkan kualiti tenaga elektrik output.
4) Peranti pengawalan dan kawalan kelajuan (termasuk pengawal selia kelajuan dan peranti tekanan minyak). Gabenor digunakan untuk mengawal kelajuan turbin air, supaya frekuensi tenaga elektrik keluaran memenuhi keperluan bekalan kuasa.
5) Sistem penyejukan. Penjana hidro kecil terutamanya menggunakan penyejukan udara, menggunakan sistem pengudaraan untuk membantu menghilangkan haba dan menyejukkan permukaan stator, rotor dan teras besi penjana.
6) Alat brek. Penjana hidraulik dengan kapasiti undian melebihi nilai tertentu dilengkapi dengan peranti brek.
7) Peralatan kawalan loji kuasa. Kebanyakan peralatan kawalan stesen janakuasa menggunakan kawalan digital komputer untuk mencapai fungsi seperti sambungan grid, peraturan frekuensi, peraturan voltan, peraturan faktor kuasa, perlindungan, dan komunikasi penjanaan kuasa hidroelektrik.
Tenaga hidro kecil boleh dibahagikan kepada jenis lencongan, jenis empangan, dan jenis hibrid berdasarkan kaedah kepala pekat. Kebanyakan stesen janakuasa hidro kecil di China adalah stesen janakuasa hidro kecil jenis lencongan yang agak ekonomik.
Ciri-ciri penjanaan kuasa hidroelektrik kecil ialah skala pembinaan stesen kecil, kejuruteraan mudah, perolehan peralatan yang mudah, dan pada dasarnya penggunaan sendiri, tanpa menghantar elektrik ke tempat yang jauh dari stesen; Grid kuasa hidroelektrik kecil mempunyai kapasiti kecil, dan kapasiti penjanaan kuasa juga kecil. Penolakan kuasa hidroelektrik kecil mempunyai ciri tempatan dan jisim yang kuat.
Sebagai sumber tenaga bersih, kuasa hidro yang kecil telah menyumbang kepada pembinaan perkampungan tenaga baharu sosialis di China. Kami percaya bahawa gabungan kuasa hidro kecil dan teknologi penyimpanan tenaga akan menjadikan pembangunan kuasa hidro kecil lebih menarik perhatian pada masa hadapan!
Masa siaran: Dis-11-2023
