Waterkrachtcentrales worden al lang gewaardeerd als hernieuwbare, vervuilingsvrije en schone energiebron. Tegenwoordig worden grote en middelgrote waterkrachtcentrales veel gebruikt en zijn hernieuwbare energietechnologieën wereldwijd relatief volwassen. De Drieklovenwaterkrachtcentrale in China is bijvoorbeeld de grootste waterkrachtcentrale ter wereld. Grote en middelgrote waterkrachtcentrales hebben echter veel negatieve gevolgen voor het milieu, zoals dammen die de goede doorstroming van natuurlijke rivieren blokkeren, de afvoer van sediment blokkeren en het ecosysteem veranderen. De bouw van waterkrachtcentrales vereist ook grootschalige overstroming van land, wat resulteert in een groot aantal immigranten.
Als nieuwe energiebron heeft kleine waterkracht een veel kleinere impact op het milieu en wordt daarom steeds meer gewaardeerd. Kleine waterkrachtcentrales zijn, net als grote en middelgrote waterkrachtcentrales, beide waterkrachtcentrales. De term "kleine waterkracht" verwijst naar waterkrachtcentrales of waterkrachtcentrales en energiesystemen met een zeer kleine geïnstalleerde capaciteit, waarvan de geïnstalleerde capaciteit varieert afhankelijk van de nationale omstandigheden van elk land.
In China verwijst "kleine waterkrachtcentrale" naar waterkrachtcentrales en ondersteunende lokale elektriciteitsnetten met een geïnstalleerd vermogen van 25 MW of minder, die worden gefinancierd en beheerd door lokale, collectieve of individuele entiteiten. Kleine waterkrachtcentrales behoren tot de categorie koolstofvrije, schone energie, die geen problemen kent met uitputting van grondstoffen en geen milieuvervuiling veroorzaakt. Het is een onmisbaar onderdeel van China's implementatie van een strategie voor duurzame ontwikkeling.
De ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen, zoals kleinschalige waterkrachtcentrales, afgestemd op de lokale omstandigheden en de omzetting van waterkrachtbronnen in hoogwaardige elektriciteit, heeft een belangrijke rol gespeeld bij het waarborgen van de nationale economische en sociale ontwikkeling, het verbeteren van de levenskwaliteit van de mensen, het oplossen van het probleem van elektriciteitsverbruik in gebieden zonder elektriciteit en een tekort aan elektriciteit, het bevorderen van rivierbeheer, ecologische verbetering, milieubescherming en lokale sociaaleconomische ontwikkeling.
China beschikt over overvloedige reserves aan kleine waterkrachtcentrales, met een theoretisch geschatte reserve van 150 miljoen kW en een potentieel geïnstalleerd vermogen van meer dan 70.000 MW voor ontwikkeling. Het is een onvermijdelijke keuze om krachtig kleine waterkracht te ontwikkelen om de energiestructuur te verbeteren in de context van koolstofarme milieubescherming, energiebesparing en emissiereductie, en duurzame ontwikkeling. Volgens het plan van het Ministerie van Watervoorraden zal China tegen 2020 10 kleine waterkrachtprovincies bouwen met een geïnstalleerd vermogen van meer dan 5 miljoen kW, 100 grote kleine waterkrachtcentrales met een geïnstalleerd vermogen van meer dan 200.000 kW, en 300 kleine waterkrachtdistricten met een geïnstalleerd vermogen van meer dan 100.000 kW. Tegen 2023, zoals gepland door het Ministerie van Watervoorraden, zal de opwekking van kleine waterkracht niet alleen de doelstelling voor 2020 bereiken, maar ook een grotere ontwikkeling op deze basis kennen.
Een waterkrachtcentrale is een energieopwekkingssysteem dat waterenergie omzet in elektriciteit via een waterturbine. De waterturbinegeneratorset is het belangrijkste apparaat voor energieomzetting in kleine waterkrachtcentrales. Het energieomzettingsproces van een waterkrachtcentrale bestaat uit twee fasen.
De eerste fase zet de potentiële energie van water om in de mechanische energie van de waterturbine. Waterstroming heeft verschillende potentiële energie op verschillende hoogtes en terreinen. Wanneer de waterstroom van een hogere positie de turbine op een lagere positie raakt, wordt de potentiële energie die door de verandering in waterpeil wordt gegenereerd, omgezet in de mechanische energie van de turbine.
In de tweede fase wordt de mechanische energie van de waterturbine eerst omgezet in elektrische energie, die vervolgens via de transmissielijnen van het elektriciteitsnet naar de elektrische apparatuur wordt overgebracht. Na te zijn beïnvloed door de waterstroom, drijft de waterturbine de coaxiaal verbonden generator aan om te draaien. De roterende generatorrotor drijft het exciterende magnetische veld aan om te draaien, en de statorwikkeling van de generator onderbreekt de exciterende magnetische veldlijnen om een geïnduceerde elektromotorische kracht te genereren. Enerzijds levert het elektrische energie af, anderzijds genereert het een elektromagnetisch remkoppel in de tegenovergestelde draairichting op de rotor. De waterstroom beïnvloedt continu de waterturbine, en het rotatiekoppel dat de waterturbine uit de waterstroom haalt, overtreft het elektromagnetische remkoppel dat in de generatorrotor wordt gegenereerd. Wanneer beide een evenwicht bereiken, zal de waterturbine-eenheid met een constante snelheid werken om stabiel elektriciteit op te wekken en de energieomzetting te voltooien.
Een waterkrachtcentrale is een belangrijk energieconversie-apparaat dat de potentiële energie van water omzet in elektrische energie. Het bestaat doorgaans uit een waterturbine, generator, snelheidsregelaar, excitatiesysteem, koelsysteem en regelapparatuur voor de energiecentrale. Hieronder volgt een korte introductie van de typen en functies van de belangrijkste apparatuur in een typische waterkrachtcentrale:
1) Waterturbine. Er zijn twee veelgebruikte typen waterturbines: impuls- en reactieve turbines.
2) Generator. De meeste generatoren maken gebruik van elektrisch aangedreven synchrone generatoren.
3) Excitatiesysteem. Omdat generatoren over het algemeen elektrisch bekrachtigde synchrone generatoren zijn, is het noodzakelijk om het DC-excitatiesysteem te regelen om spanningsregeling en regeling van het actieve en reactieve vermogen van elektrische energie te bereiken en zo de kwaliteit van de geleverde elektrische energie te verbeteren.
4) Snelheidsregeling en -controle (inclusief snelheidsregelaar en oliedrukregelaar). De regelaar wordt gebruikt om de snelheid van de waterturbine te regelen, zodat de frequentie van de afgegeven elektrische energie voldoet aan de eisen van de stroomvoorziening.
5) Koelsysteem. Kleine waterkrachtcentrales maken voornamelijk gebruik van luchtkoeling. Een ventilatiesysteem helpt warmte af te voeren en het oppervlak van de stator, rotor en ijzeren kern van de generator te koelen.
6) Reminrichting. Hydraulische generatoren met een nominaal vermogen dat een bepaalde waarde overschrijdt, zijn uitgerust met reminrichtingen.
7) Besturingsapparatuur voor elektriciteitscentrales. De meeste besturingsapparatuur voor elektriciteitscentrales maakt gebruik van digitale computerbesturing om functies zoals netaansluiting, frequentieregeling, spanningsregeling, vermogensfactorregeling, beveiliging en communicatie van waterkrachtcentrales te realiseren.
Kleine waterkrachtcentrales kunnen worden onderverdeeld in afleidingstype, damtype en hybride type, op basis van de methode van geconcentreerde opvoerhoogte. De meeste kleine waterkrachtcentrales in China zijn relatief zuinige afleidingstypes.
De kenmerken van kleine waterkrachtcentrales zijn de kleinschalige bouw, de eenvoudige techniek, de eenvoudige aanschaf van apparatuur en het feit dat ze in principe zelfvoorzienend zijn, zonder elektriciteit te transporteren naar plaatsen ver van de centrale. Het kleine waterkrachtnet heeft een kleine capaciteit en de opwekkingscapaciteit is eveneens klein. De afwijzing van kleine waterkrachtcentrales heeft sterke lokale en massale kenmerken.
Als schone energiebron heeft kleine waterkrachtcentrales bijgedragen aan de bouw van socialistische nieuwe energiedorpen in China. Wij geloven dat de combinatie van kleine waterkrachtcentrales en energieopslagtechnologie de ontwikkeling van kleine waterkrachtcentrales in de toekomst aantrekkelijker zal maken!
Plaatsingstijd: 11-12-2023
