Em rios naturais, a água flui de montante para jusante misturada com sedimentos e frequentemente lava o leito do rio e as encostas, o que mostra que há uma certa quantidade de energia oculta na água. Em condições naturais, essa energia potencial é consumida na erosão, empurrando sedimentos e superando a resistência ao atrito. Se construirmos alguns edifícios e instalarmos alguns equipamentos necessários para fazer um fluxo constante de água fluir através de uma turbina hidráulica, a turbina hidráulica será acionada pela corrente de água, como um moinho de vento, que pode girar continuamente, e a energia da água será convertida em energia mecânica. Quando a turbina hidráulica aciona o gerador para girar em conjunto, ele pode gerar eletricidade, e a energia da água é convertida em energia elétrica. Este é o princípio básico da geração de energia hidrelétrica. Turbinas hidráulicas e geradores são os equipamentos mais básicos para a geração de energia hidrelétrica. Deixe-me dar uma breve introdução ao pouco conhecimento sobre geração de energia hidrelétrica.
1. Energia hidrelétrica e energia do fluxo de água
No projeto de uma usina hidrelétrica, para determinar a escala da usina, é necessário conhecer a capacidade de geração de energia da usina. De acordo com os princípios básicos da geração de energia hidrelétrica, não é difícil perceber que a capacidade de geração de energia de uma usina é determinada pela quantidade de trabalho que pode ser realizado pela corrente. Chamamos o trabalho total que a água pode realizar em um determinado período de tempo de energia hídrica, e o trabalho que pode ser realizado em uma unidade de tempo (segundo) é chamado de potência da corrente. Obviamente, quanto maior a potência do fluxo de água, maior a capacidade de geração de energia da usina. Portanto, para conhecer a capacidade de geração de energia da usina, precisamos primeiro calcular a potência do fluxo de água. A potência do fluxo de água no rio pode ser calculada desta forma: supondo que a queda d'água na superfície de uma determinada seção do rio seja H (metros), e que o volume de água H que atravessa a seção transversal do rio em unidade de tempo (segundos) seja Q (metros cúbicos/segundo), a potência do fluxo na seção transversal é igual ao produto do peso da água pela queda d'água. Obviamente, quanto maior a queda d'água, maior a vazão e maior a potência do fluxo de água.
2. A produção das centrais hidroeléctricas
Sob uma certa altura manométrica e vazão, a eletricidade que uma usina hidrelétrica pode gerar é chamada de potência hidrelétrica. Obviamente, a potência de saída depende da potência do fluxo de água através da turbina. No processo de conversão de energia hídrica em energia elétrica, a água deve superar a resistência dos leitos dos rios ou edifícios ao longo do caminho de montante para jusante. Turbinas hidráulicas, geradores e equipamentos de transmissão também devem superar muitas resistências durante o trabalho. Para superar a resistência, o trabalho deve ser realizado, e a potência do fluxo de água será consumida, o que é inevitável. Portanto, a potência do fluxo de água que pode ser usada para gerar eletricidade é menor que o valor obtido pela fórmula, ou seja, a potência da usina hidrelétrica deve ser igual à potência do fluxo de água multiplicada por um fator menor que 1. Esse coeficiente também é chamado de eficiência de uma usina hidrelétrica.
O valor específico da eficiência de uma usina hidrelétrica está relacionado à quantidade de perda de energia que ocorre quando a água flui através do edifício e da turbina hidráulica, equipamentos de transmissão, gerador, etc.; quanto maior a perda, menor a eficiência. Em uma pequena usina hidrelétrica, a soma dessas perdas representa cerca de 25 a 40% da potência do fluxo de água. Ou seja, o fluxo de água que pode gerar 100 quilowatts de eletricidade entra na usina hidrelétrica, e o gerador pode gerar apenas 60 a 75 quilowatts de eletricidade, portanto, a eficiência da usina hidrelétrica é equivalente a 60 a 75%.
Pode-se observar na introdução anterior que, quando a vazão e o desnível da usina são constantes, a potência da usina depende da eficiência. A prática demonstrou que, além do desempenho das turbinas hidráulicas, geradores e equipamentos de transmissão, outros fatores que afetam a eficiência das usinas hidrelétricas, como a qualidade da construção e da instalação dos equipamentos, a qualidade da operação e da gestão, e a adequação do projeto da usina hidrelétrica, são fatores que afetam a eficiência da usina. É claro que alguns desses fatores influenciadores são primários e outros secundários e, sob certas condições, os fatores primários e secundários também se transformam.
No entanto, independentemente do fator, o fator decisivo é que as pessoas não são objetos, as máquinas são controladas por humanos e a tecnologia é governada pelo pensamento. Portanto, no projeto, construção e seleção de equipamentos de usinas hidrelétricas, é necessário explorar ao máximo o papel subjetivo do ser humano e buscar a excelência tecnológica para minimizar ao máximo a perda de energia do fluxo de água. Isso se aplica a algumas usinas hidrelétricas onde a queda d'água em si é relativamente baixa. É especialmente importante. Ao mesmo tempo, é necessário fortalecer efetivamente a operação e a gestão das usinas hidrelétricas, a fim de melhorar a eficiência das usinas, aproveitar ao máximo os recursos hídricos e permitir que as pequenas usinas hidrelétricas desempenhem um papel mais importante.
Horário da publicação: 09/06/2021
