Vannkraft har en lang utviklingshistorie og en komplett industrikjede
Vannkraft er en fornybar energiteknologi som bruker den kinetiske energien fra vann til å generere elektrisitet. Det er en mye brukt ren energikilde med mange fordeler, som fornybarhet, lave utslipp, stabilitet og kontrollerbarhet. Prinsippet for vannkraft er basert på et enkelt konsept: bruk av den kinetiske energien fra vannstrømmen til å drive turbinen, som deretter driver generatoren for å generere elektrisitet. Trinnene i vannkraftproduksjon er: vannavledning fra et reservoar eller en elv, som krever en vannkilde, vanligvis et reservoar (kunstig reservoar) eller en naturlig elv, som gir strøm; vannstrømningsstyring, vannstrømmen ledes til turbinbladene gjennom avledningskanalen. Avledningskanalen kan kontrollere vannstrømmen for å justere kraftproduksjonskapasiteten; turbinen går, og vannstrømmen treffer turbinbladene for å få den til å rotere. Turbinen ligner på vindhjulet i vindkraftproduksjon; generatoren genererer elektrisitet, og driften av turbinen driver generatoren, som genererer elektrisitet gjennom prinsippet om elektromagnetisk induksjon; kraftoverføring, den genererte elektrisiteten overføres til strømnettet og leveres til byer, industrier og husholdninger. Det finnes mange typer vannkraft. I henhold til ulike arbeidsprinsipper og anvendelsesscenarier kan den deles inn i elvekraftproduksjon, reservoarkraftproduksjon, tidevanns- og havkraftproduksjon og småskala vannkraft. Vannkraft har flere fordeler, men også noen ulemper. Fordelene er hovedsakelig: vannkraft er en fornybar energikilde. Vannkraft er avhengig av vannsirkulasjon, så den er fornybar og vil ikke bli uttømt; det er en ren energikilde. Vannkraft produserer ikke klimagasser og luftforurensende stoffer, og har liten innvirkning på miljøet; den er kontrollerbar. Vannkraftverk kan justeres etter behov for å gi pålitelig grunnlastkraft. De største ulempene er: storskala vannkraftprosjekter kan forårsake skade på økosystemet, samt sosiale problemer som innbyggermigrasjon og ekspropriasjon av land; vannkraft er begrenset av tilgjengeligheten av vannressurser, og tørke eller nedgang i vannføringen kan påvirke kraftproduksjonskapasiteten.
Vannkraft, som en fornybar energiform, har en lang historie. Tidlige vannturbiner og vannhjul: Så tidlig som på 100-tallet f.Kr. begynte folk å bruke vannturbiner og vannhjul til å drive maskiner som møller og sagbruk. Disse maskinene bruker den kinetiske energien fra vannstrømmen til å fungere. Fremveksten av kraftproduksjon: På slutten av 1800-tallet begynte folk å bruke vannkraftverk for å omdanne vannenergi til elektrisitet. Verdens første kommersielle vannkraftverk ble bygget i Wisconsin, USA i 1882. Bygging av demninger og reservoarer: På begynnelsen av 1900-tallet utvidet omfanget av vannkraft seg betydelig med bygging av demninger og reservoarer. Kjente demningsprosjekter inkluderer Hoover-demningen i USA og Three Gorges-demningen i Kina. Teknologiske fremskritt: Over tid har vannkraftteknologien blitt kontinuerlig forbedret, inkludert innføring av turbiner, turbingeneratorer og intelligente kontrollsystemer, som har forbedret effektiviteten og påliteligheten til vannkraft.
Vannkraft er en ren og fornybar energikilde, og dens industrikjede dekker flere viktige ledd, inkludert fra vannressursforvaltning til kraftoverføring. Det første leddet i vannkraftkjeden er vannressursforvaltning. Dette inkluderer planlegging, lagring og distribusjon av vannstrømmer for å sikre at vann stabilt kan tilføres turbiner for kraftproduksjon. Vannressursforvaltning krever vanligvis overvåkingsparametere som nedbør, vannføringshastighet og vannstand for å ta passende beslutninger. Moderne vannressursforvaltning fokuserer også på bærekraft for å sikre at kraftproduksjonskapasiteten kan opprettholdes selv under ekstreme forhold som tørke. Demninger og reservoarer er viktige anlegg i vannkraftkjeden. Demninger brukes vanligvis til å heve vannstanden, skape vanntrykk og dermed øke den kinetiske energien til vannføringen. Reservoarer brukes til å lagre vann for å sikre at tilstrekkelig vannføring kan gis under toppbehov. Design og bygging av demninger må ta hensyn til geologiske forhold, vannføringsegenskaper og økologiske påvirkninger for å sikre sikkerhet og bærekraft. Turbiner er kjernekomponentene i vannkraftkjeden. Når vann strømmer gjennom turbinbladene, omdannes den kinetiske energien til mekanisk energi, noe som får turbinen til å rotere. Design og type turbin kan velges basert på hastighet, strømningshastighet og høyde på vannstrømmen for å oppnå høyest mulig energieffektivitet. Etter at turbinen roterer, driver den den tilkoblede generatoren for å generere elektrisitet. Generatoren er en nøkkelenhet som konverterer mekanisk energi til elektrisk energi. Generelt er driftsprinsippet til en generator å indusere strøm gjennom et roterende magnetfelt for å generere vekselstrøm. Generatorens design og kapasitet må bestemmes basert på effektbehovet og vannstrømningsegenskapene. Elektrisiteten som genereres av generatoren er vekselstrøm, som vanligvis må behandles gjennom en transformatorstasjon. Hovedfunksjonene til transformatorstasjoner inkluderer opptrinn (økning av spenningen for å redusere energitap under kraftoverføring) og konvertering av strømtyper (konvertering av vekselstrøm til likestrøm eller omvendt) for å oppfylle kravene til kraftoverføringssystemet. Den siste lenken er kraftoverføring. Kraften som genereres av kraftverket overføres til strømbrukere i byer, industriområder eller landlige områder gjennom overføringslinjer. Overføringslinjer må planlegges, designes og vedlikeholdes for å sikre at strømmen overføres trygt og effektivt til destinasjonen. I noen områder kan det også være nødvendig å behandle strømmen på nytt gjennom transformatorstasjoner for å dekke behovene til forskjellige spenninger og frekvenser.
Rike vannkraftressurser og tilstrekkelig vannkraftproduksjon
Kina er verdens største vannkraftproduserende land med rikelige vannressurser og store vannkraftprosjekter. Kinas vannkraftindustri spiller en nøkkelrolle i å møte innenlandsk strømbehov, redusere klimagassutslipp og forbedre energistrukturen. Sosialt strømforbruk er en viktig økonomisk indikator som gjenspeiler nivået på strømforbruket i et land eller en region, og er av stor betydning for å måle økonomisk aktivitet, strømforsyning og miljøpåvirkning. I følge data utgitt av National Energy Administration har landets totale strømforbruk vist en stabil veksttrend. Ved utgangen av 2022 var landets totale strømforbruk 863,72 milliarder kWh, en økning på 324,4 milliarder kWh fra 2021, en økning på 3,9 % fra år til år.
Ifølge data utgitt av China Electricity Council, er det sekundærindustrien som har det største strømforbruket i landet mitt, etterfulgt av tertiærindustrien. Primærindustrien forbrukte 114,6 milliarder kWh strøm, en økning på 10,4 % fra året før. Blant disse økte strømforbruket til landbruk, fiskeri og husdyrhold med henholdsvis 6,3 %, 12,6 % og 16,3 %. Den omfattende promoteringen av strategien for revitalisering av landsbygda og den betydelige forbedringen av strømforholdene på landsbygda samt den kontinuerlige forbedringen av elektrifiseringsnivåene de siste årene har drevet den raske veksten i strømforbruket i primærindustrien. Sekundærindustrien forbrukte 5,70 billioner kWh strøm, en økning på 1,2 % fra året før. Blant disse økte det årlige strømforbruket til høyteknologisk industri og utstyrsproduksjon med 2,8 %, og det årlige strømforbruket til produksjon av elektriske maskiner og utstyr, farmasøytisk produksjon, datakommunikasjon og annen elektronisk utstyrsproduksjon økte med mer enn 5 %; strømforbruket til produksjon av nye energikjøretøy økte betydelig med 71,1 %. Strømforbruket i tertiærindustrien var 1,49 billioner kWh, en økning på 4,4 % fra året før. For det fjerde var strømforbruket til innbyggere i byer og på landsbygda 1,34 billioner kWh, en økning på 13,8 % fra året før.
Kinas vannkraftprosjekter er spredt over hele landet, inkludert store vannkraftverk, små vannkraftverk og distribuerte vannkraftprosjekter. Kjente vannkraftprosjekter inkluderer Three Gorges Power Station, som er et av de største vannkraftverkene i Kina og verden, som ligger i Three Gorges-området i de øvre delene av Yangtze-elven. Det har en enorm kraftproduksjonskapasitet og leverer strøm til industrier og byer; Xiangjiaba kraftverk, Xiangjiaba kraftverk, ligger i Sichuan-provinsen og er et av de største vannkraftverkene i sørvest-Kina. Det ligger ved Jinsha-elven og forsyner regionen med strøm; Sailimu Lake Power Station, Sailimu Lake Power Station, ligger i Xinjiang Uygur autonome region og er et av de viktigste vannkraftprosjektene i Vest-Kina. Det ligger ved Sailimu-sjøen og har en betydelig strømforsyningsfunksjon. I følge data utgitt av National Bureau of Statistics, har landets vannkraftproduksjon økt jevnt år for år. Ved utgangen av 2022 var landets vannkraftproduksjon på 1 352,195 milliarder kWh, en økning på 0,99 % fra året før. Per august 2023 var landets vannkraftproduksjon på 718,74 milliarder kWh, en liten nedgang fra samme periode i fjor, en nedgang på 0,16 % fra året før. Hovedårsaken var at nedbøren i 2023 falt betydelig på grunn av klimapåvirkning.
Publisert: 19. desember 2024
