Hvordan kan en dråpe vann gjenbrukes 19 ganger? En artikkel avslører mysteriene bak vannkraftproduksjon
Vannkraftproduksjon har lenge vært en viktig kilde til strømforsyning. Elven renner tusenvis av kilometer og inneholder enorm energi. Utvikling og utnyttelse av naturlig vannenergi til elektrisitet kalles vannkraftproduksjon. Prosessen med vannkraftproduksjon er faktisk en energiomdanningsprosess.
1. Hva er et pumpekraftverk?
Pumpekraftverk er for tiden den teknologisk mest modne og stabile metoden for høykapasitets energilagring. Ved å bygge eller bruke de to eksisterende reservoarene dannes et fall, og overskuddselektrisitet fra kraftsystemet i perioder med lav belastning pumpes til høye steder for lagring. I perioder med toppbelastning genereres elektrisitet ved å slippe ut vann, kjent som «superkraftbanken».
Vannkraftverk er anlegg som bruker den kinetiske energien fra vannstrømmen til å generere elektrisitet. De bygges vanligvis ved høye fosser i elver, og bruker demninger for å fange opp vannstrømmen og danne reservoarer, som deretter omdanner vannenergi til elektrisitet gjennom vannturbiner og generatorer.
Kraftproduksjonseffektiviteten til et enkelt vannkraftverk er imidlertid ikke høy fordi det fortsatt er mye gjenværende kinetisk energi som ikke utnyttes etter at vannet har strømmet gjennom et vannkraftverk. Hvis flere vannkraftverk kan kobles i serie for å danne et kaskadesystem, kan en vanndråpe aktiveres flere ganger i forskjellige høyder, og dermed forbedre kraftproduksjonseffektiviteten.
Hva er fordelene med vannkraftverk i tillegg til kraftproduksjon? Byggingen av vannkraftverk har faktisk også en viktig innvirkning på den lokale økonomiske og sosiale utviklingen.
På den ene siden kan bygging av vannkraftverk drive lokal infrastrukturbygging og industriell utvikling. Bygging av vannkraftverk krever store mengder arbeidskraft, materielle ressurser og økonomiske investeringer, noe som gir lokale sysselsettingsmuligheter og markedsetterspørsel, driver utviklingen av relaterte industrikjeder og øker lokale skatteinntekter. For eksempel er den totale investeringen i Wudongde vannkraftverksprosjekt omtrent 120 milliarder yuan, noe som kan drive regionale relaterte investeringer på 100 milliarder yuan til 125 milliarder yuan. I løpet av byggeperioden er den gjennomsnittlige årlige økningen i sysselsetting omtrent 70 000 mennesker, noe som danner en ny drivkraft for lokal økonomisk vekst.
På den annen side kan bygging av vannkraftverk forbedre det lokale økologiske miljøet og folks velvære. Byggingen av vannkraftverk bør ikke bare følge strenge miljøstandarder, men også utføre økologisk restaurering og beskyttelse, avle og sette ut sjeldne fisker, forbedre elvelandskap og fremme biologisk mangfold. For eksempel har mer enn 780 000 sjeldne fiskeyngel som splittbukfisk, hvit skilpadde, lang tynn sjømaur og basskarpe blitt satt ut siden etableringen av Wudongde vannkraftverk. I tillegg krever byggingen av vannkraftverk også flytting og gjenbosetting av innvandrere, noe som gir bedre levekår og utviklingsmuligheter for lokalbefolkningen. For eksempel er Qiaojia fylke stedet der Baihetan vannkraftverk ligger, noe som har involvert flytting og gjenbosetting av 48 563 personer. Qiaojia fylke har forvandlet gjenbosettingsområdet til et moderne urbaniseringsområde, forbedret infrastruktur og offentlige tjenestefasiliteter, og forbedret livskvaliteten og lykken til innvandrerbefolkningen.
Et vannkraftverk er ikke bare et kraftverk, men også et gunstig anlegg. Det gir ikke bare ren energi til landet, men bringer også grønn utvikling til lokalområdet. Dette er en vinn-vinn-situasjon som fortjener vår verdsettelse og læring.
2. Grunnleggende typer vannkraftproduksjon
De vanlige metodene for konsentrert slipp inkluderer demningskonstruksjon, vannavledning eller en kombinasjon av begge deler.
Bygg en demning i en del av elven med et stort fall, etabler et reservoar for å lagre vann og heve vannstanden, installer en vannturbin utenfor demningen, og vannet fra reservoaret strømmer gjennom vannføringskanalen (omledningskanalen) til vannturbinen i den nedre delen av demningen. Vannet driver turbinen til å rotere og driver generatoren for å generere elektrisitet, og strømmer deretter gjennom avløpskanalen til nedstrøms elven. Dette er måten å bygge en demning og bygge et reservoar for kraftproduksjon.
På grunn av den store vannstandsforskjellen mellom vannoverflaten til reservoaret inne i demningen og utløpsflaten til den hydrauliske turbinen utenfor demningen, kan en stor mengde vann i reservoaret brukes til arbeid gjennom en stor potensiell energi, noe som kan oppnå høy utnyttelsesgrad av vannressursene. Vannkraftverket som er etablert ved hjelp av metoden med konsentrert dråpedamkonstruksjon kalles et demningslignende vannkraftverk, og består hovedsakelig av demningslignende vannkraftverk og elveleieslignende vannkraftverk.
Etablering av et reservoar for å lagre vann og heve vannstanden i de øvre delene av elven, installasjon av en vannturbin i de nedre delene, og omdirigering av vannet fra det oppstrøms reservoaret til den nedre vannturbinen gjennom avledningskanalen. Vannstrømmen driver turbinen til å rotere og driver generatoren for å generere elektrisitet, og passerer deretter gjennom avløpskanalen til de nedre delene av elven. Avledningskanalen vil være lengre og gå gjennom fjellet, som er en måte å omdirigere vann og generere kraft på.
På grunn av den store vannstandsforskjellen H0 mellom oppstrøms reservoaroverflate og nedstrøms turbinutløpsoverflate, virker en stor mengde vann i reservoaret gjennom en stor potensiell energi, noe som kan oppnå høy effektivitet i vannressursutnyttelsen. Vannkraftverk som bruker en konsentrert vanntrykksavledningsmetode kalles avledningsvannkraftverk, hovedsakelig inkludert trykkavledningsvannkraftverk og vannkraftverk uten trykkavledningsvann.
3. Hvordan oppnå «19 ganger gjenbruk av en dråpe vann»?
Det er forstått at Nanshan vannkraftverk offisielt ble ferdigstilt og satt i drift 30. oktober 2019, og ligger ved krysset mellom Yanyuan fylker og Butuo fylker i Liangshan Yi autonome prefektur i Sichuan-provinsen. Den totale installerte kapasiteten til vannkraftverket er 102 000 megawatt, som er et vannkraftprosjekt som utnytter naturlige vannressurser, vindenergi og solenergi på en omfattende måte. Og det mest iøynefallende er at dette vannkraftverket ikke bare genererer elektrisitet, men også oppnår maksimal effektivitet av vannressursene gjennom teknologiske midler. Det bruker en dråpe vann gjentatte ganger 19 ganger, noe som skaper ytterligere 34,1 milliarder kilowattimer med elektrisitet, noe som skaper flere mirakler innen vannkraftproduksjon.
For det første tar Nanshan vannkraftverk i bruk verdens ledende hybrid vannkraftproduksjonsteknologi, som utnytter naturlige vannressurser, vindenergi og solenergi på en omfattende måte, og oppnår systematisk optimalisering og samarbeid gjennom teknologiske midler, og dermed oppnår bærekraftig utvikling.
For det andre introduserer vannkraftverket banebrytende teknologier som stordataanalyse, kunstig intelligens og tingenes internett for å finjustere ulike aspekter som enhetsparametere, vannstand, fallhøyde og vannføring, for å forbedre driftseffektiviteten til vannkraftverket. Ved å etablere en teknologi for automatisk sporing og regulering av konstant fallhøydetrykk, maksimerer for eksempel vannturbingeneratorenheten utnyttelsen av vannressurser samtidig som den sikrer sikker drift, og oppnår målet om å optimalisere og øke kraftproduksjonen gjennom fallhøydeoptimalisering. Samtidig, når vannstanden i reservoaret er lav, etablerer vannkraftverk et dynamisk styringssystem for reservoaret for å bremse nedgangen i vannstanden, forbedre resirkuleringseffektiviteten og effektivt øke kraftproduksjonskapasiteten.
I tillegg er den utmerkede designen til Nanshan vannkraftverk også uunnværlig. Den bruker en PM-vannturbin (Pelton Michel-turbin), som kjennetegnes av at når vann sprøytes på impelleren, kan tverrsnittsarealet av dysen og strømningshastigheten mot impelleren justeres ved rotasjon, slik at retningen og hastigheten på vannsprayen samsvarer med rotasjonsretningen og hastigheten til impelleren, noe som maksimerer effektiviteten til kraftproduksjonen. I tillegg er avanserte teknologier som flerpunkts vannsprøyteteknologi og tillegg av roterende seksjoner tatt i bruk, noe som forbedrer kraftproduksjonens effektivitet betraktelig.
Til slutt tar Nanshan vannkraftverk også i bruk eksklusiv energilagringsteknologi. Et sett med nøddreneringsanlegg for vannstand er lagt til i vannavsetningsområdet. Gjennom vannlagringsreservoaret kan vannressursene deles inn i forskjellige tidsperioder, noe som oppnår flere funksjoner som vannproduksjon og kraftoverføring, og sikrer økonomisk og sikker utnyttelse av vannressursene.
Alt i alt skyldes Nanshan vannkraftverks mål om å «gjenbruke 19 ganger en dråpe vann» ulike faktorer, inkludert verdens ledende hybrid vannkraftproduksjonsteknologi, bruk av banebrytende teknologi, effektive styringsmekanismer, utmerket design og unik energilagringsteknologi. Dette bringer ikke bare nye ideer og modeller for utvikling av vannkraftindustrien, men gir også nyttige demonstrasjoner og inspirasjoner for bærekraftig utvikling av Kinas energiindustri.
Publisert: 14. august 2023
