Penjanaan kuasa hidroelektrik, sebagai sumber tenaga boleh diperbaharui, bebas pencemaran dan bersih, telah lama dihargai oleh orang ramai. Pada masa kini, stesen kuasa hidro yang besar dan sederhana digunakan secara meluas dan teknologi tenaga boleh diperbaharui yang agak matang di seluruh dunia. Contohnya, stesen kuasa hidro Three Gorges di China merupakan stesen kuasa hidro terbesar di dunia. Walau bagaimanapun, stesen kuasa hidro yang besar dan sederhana mempunyai banyak kesan negatif terhadap alam sekitar, seperti empangan yang menyekat aliran sungai semula jadi yang lancar, menyekat pelepasan sedimen, dan mengubah persekitaran ekosistem; Pembinaan stesen kuasa hidro juga memerlukan penebangan tanah yang meluas, mengakibatkan sejumlah besar pendatang.
Sebagai sumber tenaga baharu, kuasa hidro kecil mempunyai impak yang jauh lebih kecil terhadap persekitaran ekologi, dan oleh itu semakin dihargai oleh orang ramai. Stesen kuasa hidro kecil, seperti stesen kuasa hidro besar dan sederhana, kedua-duanya merupakan loji janakuasa hidroelektrik. Yang biasa dirujuk sebagai "kuasa hidro kecil" merujuk kepada stesen kuasa hidro atau loji janakuasa hidroelektrik dan sistem kuasa dengan kapasiti terpasang yang sangat kecil, dan kapasiti terpasangnya berbeza-beza bergantung pada keadaan negara setiap negara.
Di China, "kuasa hidro kecil" merujuk kepada stesen kuasa hidro dan grid kuasa tempatan yang menyokong dengan kapasiti terpasang 25MW atau kurang, yang dibiayai dan dikendalikan oleh entiti tempatan, kolektif atau individu. Kuasa hidro kecil tergolong dalam tenaga bersih bukan karbon, yang tidak mempunyai masalah kekurangan sumber dan tidak menyebabkan pencemaran kepada alam sekitar. Ia merupakan komponen penting dalam pelaksanaan strategi pembangunan lestari 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 kekurangan elektrik dan kuasa, menggalakkan tadbir urus sungai, penambahbaikan ekologi, perlindungan alam sekitar dan pembangunan sosioekonomi tempatan.
China mempunyai rizab sumber kuasa hidro kecil yang banyak, dengan anggaran rizab teori sebanyak 150 juta kW dan kapasiti terpasang berpotensi lebih 70,000 MW untuk pembangunan. Adalah satu pilihan yang tidak dapat dielakkan untuk membangunkan kuasa hidro kecil secara bersungguh-sungguh bagi menambah baik struktur tenaga dalam konteks perlindungan alam sekitar rendah karbon, pemuliharaan tenaga dan pengurangan pelepasan, serta 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 200,000 kW, dan 300 daerah kuasa hidro kecil dengan kapasiti terpasang lebih 100,000 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 menukarkan 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 keupayaan yang berbeza pada altitud dan rupa bumi yang berbeza. Apabila aliran air dari kedudukan yang lebih tinggi memberi impak kepada turbin pada kedudukan yang lebih rendah, tenaga keupayaan yang dijana oleh perubahan paras air ditukarkan kepada tenaga mekanikal turbin.
Pada peringkat kedua, tenaga mekanikal turbin air mula-mula ditukar menjadi tenaga elektrik, yang kemudiannya dihantar ke peralatan elektrik melalui talian penghantaran grid kuasa. Selepas terjejas oleh aliran air, turbin air memacu penjana yang disambungkan secara sepaksi untuk berputar. Rotor penjana berputar memacu medan magnet pengujaan untuk berputar, dan belitan stator penjana memotong talian medan magnet pengujaan untuk menghasilkan daya elektromotif teraruh. Di satu pihak, ia mengeluarkan tenaga elektrik, dan di pihak yang lain, ia menghasilkan tork brek elektromagnet dalam arah putaran yang bertentangan pada rotor. Aliran air memberi kesan berterusan kepada peranti turbin air, dan tork putaran yang diperoleh oleh turbin air daripada aliran air mengatasi tork brek elektromagnet yang dijana dalam rotor penjana. Apabila kedua-duanya mencapai keseimbangan, unit turbin air akan beroperasi pada kelajuan malar untuk menjana elektrik secara stabil dan melengkapkan penukaran tenaga.
Set penjana hidroelektrik merupakan peranti penukaran tenaga penting yang menukar tenaga keupayaan air kepada tenaga elektrik. Ia biasanya terdiri daripada turbin air, penjana, pengawal kelajuan, sistem pengujaan, sistem penyejukan dan peralatan kawalan loji janakuasa. 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 yang teruja secara elektrik.
3) Sistem pengujaan. Disebabkan oleh fakta bahawa penjana pada amnya merupakan penjana segerak yang teruja secara elektrik, adalah perlu untuk mengawal sistem pengujaan DC bagi mencapai pengawalaturan voltan, pengawalaturan kuasa aktif dan reaktif tenaga elektrik, bagi meningkatkan kualiti tenaga elektrik output.
4) Peranti pengawalan dan kawalan kelajuan (termasuk pengawal selia kelajuan dan peranti tekanan minyak). Gabenor digunakan untuk mengawal selia kelajuan turbin air, supaya frekuensi tenaga elektrik output 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) Peranti brek. Penjana hidraulik dengan kapasiti undian melebihi nilai tertentu dilengkapi dengan peranti brek.
7) Peralatan kawalan loji janakuasa. Kebanyakan peralatan kawalan stesen janakuasa menggunakan kawalan digital komputer untuk mencapai fungsi seperti sambungan grid, pengawalaturan frekuensi, pengawalaturan voltan, pengawalaturan faktor kuasa, perlindungan dan komunikasi penjanaan kuasa hidroelektrik.
Kuasa hidro kecil boleh dibahagikan kepada jenis lencongan, jenis empangan dan jenis hibrid berdasarkan kaedah turus tertumpu. Kebanyakan stesen kuasa hidro kecil di China adalah stesen kuasa hidro kecil jenis lencongan yang agak ekonomik.
Ciri-ciri penjanaan kuasa hidroelektrik kecil adalah skala pembinaan stesen kecil, kejuruteraan mudah, perolehan peralatan mudah, dan pada asasnya kegunaan sendiri, tanpa menghantar elektrik ke tempat yang jauh dari stesen; Grid kuasa hidroelektrik kecil mempunyai kapasiti yang kecil, dan kapasiti penjanaan kuasa juga kecil. Penolakan kuasa hidroelektrik kecil mempunyai ciri-ciri tempatan dan jisim yang kuat.
Sebagai sumber tenaga bersih, kuasa hidro 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: 11 Dis-2023
