Hoe kan een druppel water 19 keer hergebruikt worden? Een artikel onthult de mysteries van waterkrachtcentrales.
Waterkracht is al lange tijd een belangrijk middel voor elektriciteitsvoorziening. De rivier stroomt duizenden kilometers en bevat enorme hoeveelheden energie. De ontwikkeling en het gebruik van natuurlijke waterenergie in elektriciteit wordt waterkracht genoemd. Het proces van waterkrachtopwekking is in feite een energieomzettingsproces.
1. Wat is een pompaccumulatiecentrale?
Pompaccumulatiecentrales zijn momenteel de technologisch meest volwassen en stabiele methode voor energieopslag met hoge capaciteit. Door de aanleg of het gebruik van de bestaande twee reservoirs wordt een afwatering gevormd en wordt overtollige elektriciteit uit het elektriciteitsnet tijdens periodes met lage belasting naar hogere plaatsen gepompt voor opslag. Tijdens piekbelasting wordt elektriciteit opgewekt door water vrij te laten, ook wel bekend als de "super power bank".
Waterkrachtcentrales zijn centrales die de kinetische energie van stromend water gebruiken om elektriciteit op te wekken. Ze worden meestal gebouwd op hoge watervallen in rivieren, met behulp van dammen om de waterstroom te onderscheppen en reservoirs te vormen, die vervolgens waterenergie omzetten in elektriciteit via waterturbines en generatoren.
Het rendement van één waterkrachtcentrale is echter niet hoog, omdat er na de waterstroom nog veel kinetische energie overblijft die niet wordt benut. Als meerdere waterkrachtcentrales in serie kunnen worden geschakeld om een cascadesysteem te vormen, kan een waterdruppel meerdere keren op verschillende hoogtes worden geactiveerd, wat de efficiëntie van de energieopwekking verbetert.
Wat zijn de voordelen van waterkrachtcentrales naast de opwekking van elektriciteit? De bouw van waterkrachtcentrales heeft namelijk ook een belangrijke impact op de lokale economische en sociale ontwikkeling.
Enerzijds kan de bouw van waterkrachtcentrales de lokale infrastructuur en industriële ontwikkeling stimuleren. De bouw van waterkrachtcentrales vereist een grote hoeveelheid mankracht, materiële middelen en financiële investeringen, wat lokale werkgelegenheid en marktvraag creëert, de ontwikkeling van gerelateerde industriële ketens stimuleert en de lokale fiscale inkomsten verhoogt. Zo bedraagt de totale investering in het Wudongde-waterkrachtcentraleproject ongeveer 120 miljard yuan, wat regionale investeringen van 100 tot 125 miljard yuan kan stimuleren. Tijdens de bouwperiode neemt de werkgelegenheid gemiddeld met ongeveer 70.000 mensen per jaar toe, wat een nieuwe drijvende kracht vormt voor de lokale economische groei.
Aan de andere kant kan de bouw van waterkrachtcentrales de lokale ecologische omgeving en het welzijn van de bevolking verbeteren. De bouw van waterkrachtcentrales moet niet alleen voldoen aan strenge milieunormen, maar ook ecologisch herstel en bescherming uitvoeren, zeldzame vissen kweken en vrijlaten, rivierlandschappen verbeteren en de biodiversiteit bevorderen. Zo zijn er sinds de bouw van de Wudongde-waterkrachtcentrale meer dan 780.000 jonge zeldzame vissen, zoals de gespleten buikvis, de witte schildpad, de lange dunne modderkruiper en de baarskarper, vrijgelaten. Daarnaast vereist de bouw van waterkrachtcentrales ook de verhuizing en hervestiging van immigranten, wat zorgt voor betere leefomstandigheden en ontwikkelingsmogelijkheden voor de lokale bevolking. Zo is in Qiaojia County de Baihetan-waterkrachtcentrale gevestigd, waarbij 48.563 mensen zijn verhuisd en hervestigd. Qiaojia County heeft het hervestigingsgebied getransformeerd tot een modern verstedelijkt hervestigingsgebied, de infrastructuur en openbare voorzieningen verbeterd en de levenskwaliteit en het geluk van de immigrantenbevolking verbeterd.
Een waterkrachtcentrale is niet alleen een energiecentrale, maar ook een nuttige bron. Ze levert niet alleen schone energie voor het land, maar brengt ook groene ontwikkeling in de omgeving. Dit is een win-winsituatie die onze waardering en leerzaamheid verdient.
2. Basistypen van waterkrachtcentrales
De meest gebruikte methoden voor geconcentreerde neerslag zijn onder meer de bouw van dammen, waterafleiding of een combinatie van beide.
Bouw een dam in een deel van de rivier met een groot verval, creëer een reservoir om water op te slaan en het waterpeil te verhogen, installeer een waterturbine buiten de dam en het water uit het reservoir stroomt via het watertransportkanaal (omleidingskanaal) naar de waterturbine in het onderste deel van de dam. Het water drijft de turbine aan om te draaien en de generator aan te drijven om elektriciteit op te wekken, en stroomt vervolgens via het afvoerkanaal naar de stroomafwaartse rivier. Dit is de manier om een dam te bouwen en een reservoir voor energieopwekking te creëren.
Door het grote waterpeilverschil tussen het wateroppervlak van het reservoir in de dam en het uitstroomoppervlak van de waterturbine buiten de dam, kan een grote hoeveelheid water in het reservoir worden gebruikt voor werk dankzij een hoge potentiële energie, wat een hoge benuttingsgraad van de waterbron kan bereiken. De waterkrachtcentrale die wordt gebouwd met behulp van de methode van geconcentreerde daling in damconstructie wordt een dam-type waterkrachtcentrale genoemd, voornamelijk bestaande uit dam-type waterkrachtcentrales en rivierbedding-type waterkrachtcentrales.
Het aanleggen van een reservoir om water op te slaan en het waterpeil in de bovenloop van de rivier te verhogen, het installeren van een waterturbine in de benedenloop en het omleiden van het water van het bovenstroomse reservoir naar de lager gelegen waterturbine via het omleidingskanaal. De waterstroom drijft de turbine aan om te draaien en de generator aan te drijven om elektriciteit op te wekken, waarna het water via het afvoerkanaal naar de benedenloop van de rivier stroomt. Het omleidingskanaal wordt langer en loopt door de berg, wat een manier is om water om te leiden en energie op te wekken.
Door het grote waterpeilverschil H0 tussen het bovenstroomse oppervlak van het reservoir en het benedenstroomse oppervlak van de turbine-uitlaat, werkt een grote hoeveelheid water in het reservoir met een hoge potentiële energie, wat een hoge waterefficiëntie kan bereiken. Waterkrachtcentrales die een geconcentreerde waterkolomafleidingsmethode gebruiken, worden waterkrachtcentrales van het type diversie genoemd. Dit omvat voornamelijk waterkrachtcentrales van het type drukdiversie en waterkrachtcentrales van het type drukdiversie.
3. Hoe kun je “19 keer hergebruik van een druppel water” bereiken?
De Nanshan-waterkrachtcentrale werd officieel voltooid en in gebruik genomen op 30 oktober 2019, gelegen op de grens van Yanyuan County en Butuo County in de autonome prefectuur Liangshan Yi in de provincie Sichuan. De totale geïnstalleerde capaciteit van de waterkrachtcentrale bedraagt 102.000 megawatt. Het betreft een waterkrachtproject dat volledig gebruikmaakt van natuurlijke waterbronnen, windenergie en zonne-energie. Het meest in het oog springende is dat deze waterkrachtcentrale niet alleen elektriciteit opwekt, maar ook de ultieme efficiëntie van waterbronnen bereikt door middel van technologische middelen. De centrale gebruikt 19 keer een druppel water, wat resulteert in 34,1 miljard kilowattuur extra elektriciteit, waarmee meerdere wonderen op het gebied van waterkracht worden verricht.
Ten eerste maakt de Nanshan-waterkrachtcentrale gebruik van 's werelds toonaangevende hybride waterkrachttechnologie, die op volledige wijze gebruikmaakt van natuurlijke waterbronnen, windenergie en zonne-energie. Door middel van technologische middelen wordt systematische optimalisatie en samenwerking bereikt, wat leidt tot duurzame ontwikkeling.
Ten tweede introduceert de waterkrachtcentrale geavanceerde technologieën zoals big data-analyse, kunstmatige intelligentie en het internet der dingen (IoT) om verschillende aspecten, zoals eenheidsparameters, waterpeil, opvoerhoogte en waterstroom, nauwkeurig te beheren en zo de operationele efficiëntie van de waterkrachtcentrale te verbeteren. Door bijvoorbeeld een technologie voor automatische tracking en regeling van constante opvoerhoogte in te voeren, maximaliseert de waterturbinegenerator het gebruik van waterbronnen en zorgt tegelijkertijd voor een veilige werking. Dit bereikt het doel van optimalisatie en verhoging van de energieopwekking door middel van opvoerhoogteoptimalisatie. Tegelijkertijd implementeren waterkrachtcentrales bij een laag waterpeil in het reservoir een dynamisch beheersysteem om de daling van het waterpeil te vertragen, de recyclingefficiëntie te verbeteren en de energieopwekkingscapaciteit effectief te verhogen.
Bovendien is het uitstekende ontwerp van de Nanshan-waterkrachtcentrale onmisbaar. De centrale maakt gebruik van een PM-waterturbine (Pelton Michel-turbine). Deze turbine kenmerkt zich doordat, wanneer water op de waaier wordt gespoten, de dwarsdoorsnede van de sproeier en de stroomsnelheid naar de waaier door middel van rotatie kunnen worden aangepast. Zo worden de richting en snelheid van de waterstraal afgestemd op de draairichting en -snelheid van de waaier, wat de efficiëntie van de energieopwekking maximaliseert. Geavanceerde technologieën zoals multipoint-watersproeitechnologie en de toevoeging van roterende secties zijn bovendien toegepast, wat de efficiëntie van de energieopwekking aanzienlijk verbetert.
Tot slot maakt de Nanshan-waterkrachtcentrale ook gebruik van exclusieve energieopslagtechnologie. In het wateropslaggebied zijn noodafvoerfaciliteiten voor waterpeil aangelegd. Via het wateropslagreservoir kunnen waterbronnen worden verdeeld over verschillende tijdsperioden, waardoor meerdere functies worden gerealiseerd, zoals waterproductie en energieoverdracht, en een economisch en veilig gebruik van waterbronnen wordt gegarandeerd.
De reden waarom de Nanshan-waterkrachtcentrale het doel van "19 keer een druppel water hergebruiken" heeft bereikt, is te danken aan verschillende factoren, waaronder 's werelds toonaangevende hybride waterkrachttechnologie, de toepassing van geavanceerde technologie, efficiënte beheermechanismen, uitstekend ontwerp en unieke energieopslagtechnologie. Dit levert niet alleen nieuwe ideeën en modellen op voor de ontwikkeling van de waterkrachtsector, maar biedt ook nuttige demonstraties en inspiratie voor de duurzame ontwikkeling van de Chinese energiesector.
Plaatsingstijd: 14-08-2023
