Реки текут на тысячи миль, содержа в себе огромную энергию. Развитие и использование природной энергии воды в электричество называется гидроэнергетикой. Два основных элемента, которые составляют гидравлическую энергию, — это поток и напор. Поток определяется самой рекой, а коэффициент использования кинетической энергии при прямом использовании речной воды будет очень низким, поскольку невозможно заполнить весь участок реки водяными турбинами.
Гидравлическое использование в основном использует потенциальную энергию, и должно быть падение использования потенциальной энергии. Однако естественное падение рек обычно постепенно формируется вдоль речного течения, и на относительно коротком расстоянии естественное падение расхода воды относительно низкое. Необходимо принять соответствующие инженерные меры для искусственного увеличения падения, которые заключаются в концентрации рассеянного естественного падения для формирования полезного напора воды.
Преимущества гидроэнергетики
1. Регенерация энергии воды
Водная энергия поступает из естественного речного стока, который в основном формируется природным газом и циркуляцией воды. Циркуляция воды позволяет перерабатывать и повторно использовать водную энергию, поэтому водную энергию называют «возобновляемой энергией». «Возобновляемая энергия» занимает уникальное положение в энергетическом строительстве.
2. Водные ресурсы могут быть использованы комплексно.
Гидроэлектростанции используют только энергию в потоке воды и не потребляют воду. Таким образом, водные ресурсы могут быть использованы комплексно, и в дополнение к производству электроэнергии, они могут одновременно извлекать выгоду из борьбы с наводнениями, орошения, судоходства, водоснабжения, аквакультуры, туризма и других аспектов, а также осуществлять многоцелевое развитие.
3. Регулирование энергии воды
Электроэнергия не может храниться, а производство и потребление осуществляются одновременно. Водная энергия может храниться в водохранилищах, которые производятся в соответствии с требованиями энергосистемы. Водохранилища действуют как склады хранения энергии для энергосистемы. Регулирование водохранилищ улучшает способность энергосистемы регулировать нагрузки, повышая надежность и гибкость электроснабжения.
4. Обратимость гидрогенерации
Водяная турбина, которая направляет воду с высокого места в низкое, может вырабатывать электроэнергию и преобразовывать энергию воды в электрическую энергию; В свою очередь, водоемы, расположенные на нижних уровнях, поглощаются электрическими насосами и отправляются в водохранилища на более высоких уровнях для хранения, преобразуя электрическую энергию в энергию воды. Использование обратимости выработки гидроэнергии для строительства гидроаккумулирующих электростанций играет уникальную роль в улучшении способности регулирования нагрузки энергосистемы.
5. Гибкость работы агрегата
Гидроэлектростанции имеют простое оборудование, гибкую и надежную работу и очень удобны для увеличения или уменьшения нагрузки. Они могут быть быстро запущены или остановлены в соответствии с потребностями пользователей и легко поддаются автоматизации. Они наиболее подходят для выполнения задач по сглаживанию пиков и частотной модуляции энергосистемы, а также для выполнения функций аварийного резерва, регулировки нагрузки и других функций. Они могут повысить надежность энергосистемы с выдающимися динамическими преимуществами. Гидроэлектростанции являются основными носителями динамических нагрузок в энергосистеме.
6. Низкая себестоимость и высокая эффективность производства гидроэнергии
Гидроэнергетика не потребляет топливо и не требует большого количества рабочей силы и объектов, вложенных в эксплуатацию и транспортировку топлива. Оборудование простое, с меньшим количеством операторов, меньшим количеством вспомогательной энергии, длительным сроком службы оборудования и низкими расходами на эксплуатацию и обслуживание. Поэтому себестоимость производства электроэнергии на гидроэлектростанциях низкая, всего от 1/5 до 1/8 от себестоимости электростанции на ископаемом топливе. Кроме того, коэффициент использования энергии на гидроэлектростанциях высок и достигает более 85%, в то время как на электростанции на ископаемом топливе он составляет всего около 40%.
7. Способствует улучшению экологической обстановки.
Гидроэнергетика не загрязняет окружающую среду. Огромная площадь водной поверхности водохранилища регулирует микроклимат региона и временное и пространственное распределение потока воды, что способствует улучшению экологической обстановки прилегающих территорий. Для угольных электростанций каждая тонна сырого угля должна выбрасывать около 30 кг SO2, а также выбрасывается более 30 кг твердых частиц пыли. Согласно статистике 50 крупных и средних угольных электростанций по всей стране, 90% электростанций выбрасывают SO2 с концентрацией более 860 мг/м3, что является очень серьезным загрязнением. В современном мире, где все больше внимания уделяется экологическим проблемам, ускорение строительства гидроэлектростанций и увеличение доли гидроэнергетики в Китае имеют большое значение для снижения загрязнения окружающей среды.
Недостатки гидроэнергетики
Крупные единовременные инвестиции – огромные земляные и бетонные работы для строительства гидроэлектростанций; Более того, это приведет к значительным потерям от наводнений и потребует огромных расходов на переселение; Срок строительства также больше, чем строительство тепловых электростанций, что влияет на оборачиваемость строительных фондов. Даже если часть инвестиций в проекты по охране водных ресурсов делится между различными департаментами-бенефициарами, инвестиции на киловатт гидроэлектроэнергии намного выше, чем у тепловой энергии. Однако в будущих операциях экономия годовых эксплуатационных расходов будет компенсироваться из года в год. Максимально допустимый период компенсации связан с уровнем развития страны и энергетической политикой. Если период компенсации меньше допустимого значения, считается разумным увеличить установленную мощность гидроэлектростанции.
Риск отказа – Из-за наводнений плотины блокируют большой объем воды, стихийных бедствий, антропогенного ущерба и качества строительства, что может иметь катастрофические последствия для территорий и инфраструктуры ниже по течению. Такие отказы могут повлиять на электроснабжение, животных и растения, а также могут привести к значительным потерям и жертвам.
Ущерб экосистеме – Крупные водохранилища вызывают обширные наводнения выше плотин, иногда уничтожая низины, долинные леса и луга. В то же время это также повлияет на водную экосистему вокруг завода. Это оказывает значительное влияние на рыбу, водоплавающих птиц и других животных.
Время публикации: 03.04.2023
