Cum poate fi reutilizată o picătură de apă de 19 ori? Un articol dezvăluie misterele generării energiei hidroelectrice
Multă vreme, generarea de energie hidroelectrică a fost o modalitate importantă de alimentare cu energie electrică. Râul curge pe mii de kilometri, conținând o cantitate enormă de energie. Dezvoltarea și utilizarea energiei naturale a apei în electricitate se numește generare de energie hidroelectrică. Procesul de generare a energiei hidroelectrice este de fapt un proces de conversie a energiei.
1. Ce este o centrală electrică cu acumulare prin pompare?
Centralele electrice cu acumulare prin pompare sunt în prezent cea mai matură și stabilă metodă de stocare a energiei de mare capacitate din punct de vedere tehnologic. Prin construirea sau utilizarea celor două rezervoare existente, se formează o picătură, iar surplusul de energie electrică din sistemul energetic în perioadele de sarcină redusă este pompat în locuri înalte pentru stocare. În perioadele de vârf de sarcină, energia electrică este generată prin eliberarea apei, cunoscută sub numele de „super bancă de energie”.
Centralele hidroelectrice sunt instalații care utilizează energia cinetică a fluxului de apă pentru a genera electricitate. Acestea sunt de obicei construite la căderi mari ale râurilor, folosind baraje pentru a intercepta fluxul de apă și a forma rezervoare, care apoi transformă energia apei în electricitate prin intermediul turbinelor și generatoarelor hidraulice.
Totuși, eficiența generării de energie electrică a unei singure hidrocentrale nu este ridicată, deoarece după ce apa curge printr-o hidrocentrală, există încă multă energie cinetică rămasă care nu este utilizată. Dacă mai multe hidrocentrale pot fi conectate în serie pentru a forma un sistem în cascadă, o picătură de apă poate fi activată de mai multe ori la diferite înălțimi, îmbunătățind astfel eficiența generării de energie electrică.
Care sunt beneficiile hidrocentralelor pe lângă generarea de energie electrică? De fapt, construcția de hidrocentrale are, de asemenea, un impact important asupra dezvoltării economice și sociale locale.
Pe de o parte, construcția de hidrocentrale poate stimula construcția infrastructurii locale și dezvoltarea industrială. Construcția de hidrocentrale necesită o cantitate mare de forță de muncă, resurse materiale și investiții financiare, ceea ce oferă oportunități de angajare locală și cererea pieței, stimulează dezvoltarea lanțurilor industriale conexe și crește veniturile fiscale locale. De exemplu, investiția totală a proiectului hidrocentralei Wudongde este de aproximativ 120 de miliarde de yuani, ceea ce poate genera investiții regionale aferente de la 100 la 125 de miliarde de yuani. În perioada de construcție, creșterea medie anuală a numărului de locuri de muncă este de aproximativ 70.000 de persoane, formând o nouă forță motrice pentru creșterea economică locală.
Pe de altă parte, construcția de hidrocentrale poate îmbunătăți mediul ecologic local și bunăstarea oamenilor. Construcția de hidrocentrale nu ar trebui doar să respecte standarde stricte de mediu, ci și să realizeze restaurarea și protejarea ecologică, să reproducă și să elibereze pești rari, să îmbunătățească peisajele râurilor și să promoveze biodiversitatea. De exemplu, de la înființarea hidrocentralei Wudongde, au fost eliberați peste 780.000 de alevi de pești rari, cum ar fi peștele cu burta despicată, țestoasa albă, cohibitul lung și subțire și crapul bas. În plus, construcția de hidrocentrale necesită și relocarea și relocarea imigranților, ceea ce oferă condiții de viață mai bune și oportunități de dezvoltare pentru populația locală. De exemplu, în comitatul Qiaojia se află centrala hidroelectrică Baihetan, ceea ce implică relocarea și relocarea a 48.563 de persoane. Comitatul Qiaojia a transformat zona de relocare într-o zonă de relocare urbanizată modernă, a îmbunătățit infrastructura și facilitățile de servicii publice și a îmbunătățit calitatea vieții și fericirea populației imigrante.
O hidrocentrală nu este doar o centrală electrică, ci și o instalație benefică. Nu numai că furnizează energie curată țării, dar aduce și dezvoltare ecologică în zona locală. Aceasta este o situație reciproc avantajoasă, care merită aprecierea și învățarea noastră.
2. Tipuri de bază de producere a energiei hidroelectrice
Metodele utilizate în mod obișnuit de cădere concentrată includ construirea barajelor, devierea apei sau o combinație a ambelor.
Construiți un baraj într-o secțiune a râului cu o cădere mare de nivel, amenajați un rezervor pentru a stoca apa și a ridica nivelul apei, instalați o turbină hidraulică în afara barajului, iar apa din rezervor curge prin canalul de transport al apei (canal de deviere) către turbina hidraulică din partea inferioară a barajului. Apa acționează turbina pentru a se roti și acționează generatorul pentru a genera electricitate, apoi curge prin canalul de aval către râul din aval. Aceasta este modalitatea de a construi un baraj și un rezervor pentru generarea de energie.
Datorită diferenței mari de nivel al apei dintre suprafața apei din rezervor, în interiorul barajului, și suprafața de ieșire a turbinei hidraulice din exteriorul barajului, o cantitate mare de apă din rezervor poate fi utilizată pentru lucru datorită unei energii potențiale mari, ceea ce poate permite atingerea unei rate ridicate de utilizare a resurselor de apă. Centrala hidroelectrică construită prin metoda căderii concentrate în construcția barajului se numește centrală hidroelectrică de tip baraj, constând în principal din centrale hidroelectrice de tip baraj și centrale hidroelectrice de tip albie.
Construirea unui rezervor pentru stocarea apei și creșterea nivelului apei în cursurile superioare ale râului, instalarea unei turbine hidraulice în cursurile inferioare și devierea apei din rezervorul din amonte către turbina hidraulică inferioară prin canalul de deviere. Curgerea apei acționează turbina pentru a se roti și a acționa generatorul pentru a genera electricitate, apoi trece prin canalul de aval către cursurile inferioare ale râului. Canalul de deviere va fi mai lung și va trece prin munte, ceea ce reprezintă o modalitate de deviere a apei și generare de energie.
Datorită diferenței mari a nivelului apei H0 dintre suprafața rezervorului din amonte și suprafața de ieșire a turbinei din aval, o cantitate mare de apă din rezervor funcționează printr-o energie potențială mare, ceea ce poate atinge o eficiență ridicată a utilizării resurselor de apă. Centralele hidroelectrice care utilizează o metodă de deviere concentrată a coloanei de apă se numesc centrale hidroelectrice de tip deviere, incluzând în principal centrale hidroelectrice de tip deviere sub presiune și centrale hidroelectrice de tip fără deviere sub presiune.
3. Cum se obține „reutilizarea de 19 ori a unei picături de apă”?
Se înțelege că hidrocentrala Nanshan a fost finalizată și pusă în funcțiune oficial pe 30 octombrie 2019, fiind situată la intersecția dintre județele Yanyuan și Butuo, în prefectura autonomă Liangshan Yi, provincia Sichuan. Capacitatea totală instalată a hidrocentralei este de 102.000 de megawați, acesta fiind un proiect hidroelectric care utilizează în mod cuprinzător resursele naturale de apă, energia eoliană și energia solară. Iar cel mai remarcabil lucru este faptul că această hidrocentrală nu numai că generează electricitate, ci atinge și eficiența maximă a resurselor de apă prin mijloace tehnologice. Folosește în mod repetat o picătură de apă de 19 ori, creând încă 34,1 miliarde de kilowați-oră de electricitate, creând multiple miracole în domeniul generării de energie hidroelectrică.
În primul rând, hidrocentrala Nanshan adoptă cea mai importantă tehnologie de generare a energiei hidroelectrice hibride din lume, care utilizează în mod cuprinzător resursele naturale de apă, energia eoliană și energia solară și realizează o optimizare sistematică și colaborare prin mijloace tehnologice, atingând astfel o dezvoltare durabilă.
În al doilea rând, centrala hidroelectrică introduce tehnologii de ultimă generație, cum ar fi analiza big data, inteligența artificială și Internetul Lucrurilor, pentru a gestiona cu precizie diverse aspecte, cum ar fi parametrii unității, nivelul apei, înălțimea și debitul apei, cu scopul de a îmbunătăți eficiența operațională a centralei hidroelectrice. De exemplu, prin stabilirea unei tehnologii de urmărire și reglare automată a presiunii constante a înălțimii, unitatea turbinei hidrogeneratoare maximizează utilizarea resurselor de apă, asigurând în același timp o funcționare sigură, atingând obiectivul de optimizare și creștere a generării de energie prin optimizarea înălțimii. În același timp, atunci când nivelul apei din rezervor este scăzut, centralele hidroelectrice stabilesc un sistem dinamic de management al rezervorului pentru a încetini rata de scădere a nivelului apei, a îmbunătăți eficiența reciclării și a crește eficient capacitatea de generare a energiei.
În plus, designul excelent al hidrocentralei Nanshan este, de asemenea, indispensabil. Aceasta adoptă o turbină de apă PM (turbină Pelton Michel), care se caracterizează prin faptul că, atunci când apa este pulverizată pe rotor, aria secțiunii transversale a duzei și debitul către rotor pot fi ajustate prin rotație, astfel încât direcția și viteza pulverizării apei să se potrivească cu direcția de rotație și viteza rotorului, maximizând eficiența generării de energie. În plus, au fost adoptate tehnologii avansate, cum ar fi tehnologia de pulverizare multipunct a apei și adăugarea de secțiuni rotative, îmbunătățind considerabil eficiența generării de energie.
În cele din urmă, hidrocentrala Nanshan adoptă și o tehnologie exclusivă de stocare a energiei. În zona de depunere a apei au fost adăugate un set de instalații de drenaj de urgență pentru nivelul apei. Prin intermediul rezervorului de stocare a apei, resursele de apă pot fi împărțite în diferite perioade de timp, îndeplinind funcții multiple, cum ar fi producerea de apă și transportul energiei electrice, asigurând utilizarea economică și sigură a resurselor de apă.
Per total, motivul pentru care hidrocentrala Nanshan a atins obiectivul de „reutilizare a unei picături de apă de 19 ori” se datorează diverșilor factori, inclusiv tehnologia de generare a energiei hidroelectrice hibride de top la nivel mondial, aplicarea tehnologiei de ultimă generație, mecanisme eficiente de management, designul excelent și tehnologia unică de stocare a energiei. Acest lucru nu numai că aduce noi idei și modele pentru dezvoltarea industriei hidroenergetice, dar oferă și demonstrații și inspirații benefice pentru dezvoltarea durabilă a industriei energetice a Chinei.
Data publicării: 14 august 2023
