Producția de energie hidroelectrică, ca sursă de energie regenerabilă, nepoluantă și curată, a fost mult timp apreciată de oameni. În zilele noastre, centralele hidroelectrice mari și mijlocii sunt utilizate pe scară largă și tehnologiile de energie regenerabilă sunt relativ mature la nivel mondial. De exemplu, centrala hidroelectrică Trei Defilee din China este cea mai mare centrală hidroelectrică din lume. Cu toate acestea, centralele hidroelectrice mari și mijlocii au multe impacturi negative asupra mediului, cum ar fi barajele care blochează curgerea lină a râurilor naturale, blocarea deversării sedimentelor și modificarea mediului ecosistemic; Construcția de centrale hidroelectrice necesită, de asemenea, inundații extinse de terenuri, ceea ce duce la un număr mare de imigranți.
Ca sursă nouă de energie, hidroenergia de mici dimensiuni are un impact mult mai mic asupra mediului ecologic și, prin urmare, este din ce în ce mai apreciată de oameni. Hidrocentralele mici, la fel ca hidrocentralele mari și mijlocii, sunt ambele centrale hidroelectrice. Termenul „mică hidroenergie” se referă la centrale hidroelectrice sau centrale hidroelectrice și sisteme energetice cu o capacitate instalată foarte mică, iar capacitatea lor instalată variază în funcție de condițiile naționale ale fiecărei țări.
În China, „micele hidrocentrale” se referă la centrale hidroelectrice și la rețelele electrice locale de susținere cu o capacitate instalată de 25 MW sau mai puțin, care sunt finanțate și operate de entități locale, colective sau individuale. Micile hidrocentrale aparțin energiei curate fără carbon, care nu prezintă problema epuizării resurselor și nu poluează mediul. Este o componentă indispensabilă a implementării de către China a strategiei de dezvoltare durabilă.
Dezvoltarea energiei regenerabile, cum ar fi mica hidroenergetică, în funcție de condițiile locale și transformarea resurselor hidroenergetice în electricitate de înaltă calitate, a jucat un rol important în asigurarea dezvoltării economice și sociale naționale, îmbunătățirea calității vieții oamenilor, rezolvarea problemei consumului de energie electrică în zonele fără electricitate și a deficitului de energie, promovarea guvernării râurilor, îmbunătățirea ecologică, protecția mediului și dezvoltarea socio-economică locală.
China are rezerve abundente de resurse hidroelectrice mici, cu o rezervă teoretică estimată la 150 de milioane de kW și o capacitate instalată potențială de peste 70.000 MW pentru dezvoltare. Dezvoltarea energică a hidroenergiei mici pentru a îmbunătăți structura energetică în contextul protecției mediului cu emisii reduse de carbon, conservării energiei și reducerii emisiilor, precum și al dezvoltării durabile este o alegere inevitabilă. Conform planului Ministerului Resurselor de Apă, până în 2020, China va construi 10 provincii hidroelectrice mici cu o capacitate instalată de peste 5 milioane de kW, 100 de baze hidroelectrice mici mari cu o capacitate instalată de peste 200.000 kW și 300 de județe hidroelectrice mici cu o capacitate instalată de peste 100.000 kW. Până în 2023, conform planificării Ministerului Resurselor de Apă, producția de hidroenergie mică nu numai că va atinge obiectivul pentru 2020, dar va avea și o dezvoltare mai mare pe această bază.
O centrală hidroelectrică este un sistem de generare a energiei care transformă energia apei în electricitate prin intermediul unei turbine hidraulice, iar grupul electrogen cu turbină hidraulică este dispozitivul central pentru realizarea conversiei energiei în sistemele hidroelectrice de mici dimensiuni. Procesul de conversie a energiei unui grup hidrogenerator este împărțit în două etape.
Prima etapă transformă energia potențială a apei în energie mecanică a turbinei hidraulice. Curgerea apei are energie potențială diferită la diferite altitudini și terenuri. Când curgerea apei dintr-o poziție mai înaltă lovește turbina dintr-o poziție mai joasă, energia potențială generată de schimbarea nivelului apei este convertită în energie mecanică a turbinei.
În a doua etapă, energia mecanică a turbinei hidraulice este mai întâi convertită în energie electrică, care este apoi transmisă echipamentelor electrice prin liniile de transmisie ale rețelei electrice. După ce este influențată de fluxul de apă, turbina hidraulică acționează rotația generatorului conectat coaxial. Rotorul generatorului rotativ acționează rotația câmpului magnetic de excitație, iar înfășurarea statorului generatorului întrerupe liniile câmpului magnetic de excitație pentru a genera forța electromotoare indusă. Pe de o parte, emite energie electrică, iar pe de altă parte, generează un cuplu de frânare electromagnetică în direcția opusă rotației rotorului. Fluxul de apă acționează continuu asupra dispozitivului turbinei hidraulice, iar cuplul de rotație obținut de turbina hidraulică din fluxul de apă depășește cuplul de frânare electromagnetică generat în rotorul generatorului. Când cele două ating echilibrul, unitatea turbinei hidraulice va funcționa la o viteză constantă pentru a genera stabil electricitate și a completa conversia energiei.
Un grup electrogen hidroelectric este un dispozitiv important de conversie a energiei care transformă energia potențială a apei în energie electrică. Acesta constă, în general, dintr-o turbină hidraulică, un generator, un regulator de viteză, un sistem de excitație, un sistem de răcire și un echipament de control al centralei electrice. O scurtă introducere a tipurilor și funcțiilor principalelor echipamente dintr-un grup electrogen hidroelectric tipic este următoarea:
1) Turbină hidraulică. Există două tipuri de turbine hidraulice utilizate în mod obișnuit: cu impuls și reactive.
2) Generator. Majoritatea generatoarelor utilizează generatoare sincrone excitate electric.
3) Sistemul de excitație. Deoarece generatoarele sunt în general generatoare sincrone excitate electric, este necesar să se controleze sistemul de excitație de curent continuu pentru a realiza reglarea tensiunii, reglarea puterii active și reactive a energiei electrice, în scopul îmbunătățirii calității energiei electrice de ieșire.
4) Dispozitiv de reglare și control al vitezei (inclusiv regulatorul de viteză și dispozitivul de presiune a uleiului). Regulatorul este utilizat pentru a regla viteza turbinei hidraulice, astfel încât frecvența energiei electrice de ieșire să îndeplinească cerințele alimentării cu energie electrică.
5) Sistem de răcire. Micile hidrogeneratoare utilizează în principal răcirea cu aer, utilizând un sistem de ventilație pentru a ajuta la disiparea căldurii și răcirea suprafeței statorului, rotorului și miezului de fier al generatorului.
6) Dispozitiv de frânare. Generatoarele hidraulice cu o capacitate nominală care depășește o anumită valoare sunt echipate cu dispozitive de frânare.
7) Echipamente de control al centralelor electrice. Majoritatea echipamentelor de control al centralelor electrice adoptă control digital computerizat pentru a realiza funcții precum conectarea la rețea, reglarea frecvenței, reglarea tensiunii, reglarea factorului de putere, protecția și comunicarea în producția de energie hidroelectrică.
Hidrocentralele mici pot fi împărțite în tipuri de deviere, tipuri de baraj și tipuri hibride, pe baza metodei concentrației de apă. Majoritatea hidrocentralelor mici din China sunt hidrocentrale mici de tip deviere relativ economice.
Caracteristicile generării de energie hidroelectrică de mică anvergură sunt construcția la scară mică a centralelor, ingineria simplă, achiziționarea ușoară a echipamentelor și, în esență, utilizarea proprie, fără a transmite electricitatea în locuri îndepărtate de centrală; rețeaua hidroelectrică de mică anvergură are o capacitate mică, iar capacitatea de generare a energiei este, de asemenea, mică. Respingerea energiei hidroelectrice de mică anvergură are caracteristici locale și de masă puternice.
Ca sursă de energie curată, hidroenergia de mici dimensiuni a contribuit la construirea de noi sate energetice socialiste în China. Credem că combinarea dintre hidroenergia de mici dimensiuni și tehnologia de stocare a energiei va face ca dezvoltarea hidroenergiei de mici dimensiuni să fie mai atractivă în viitor!
Data publicării: 11 decembrie 2023
