Как каплю воды можно использовать повторно 19 раз? Статья раскрывает тайны гидроэнергетики
Долгое время гидроэнергетика была важным средством электроснабжения. Река течет на протяжении тысяч миль, содержа в себе огромную энергию. Разработка и использование природной энергии воды в электричество называется гидроэнергетикой. Процесс гидроэнергетики на самом деле является процессом преобразования энергии.
1. Что такое гидроаккумулирующая электростанция?
Гидроаккумулирующие электростанции в настоящее время являются наиболее технологически зрелым и стабильным методом хранения энергии большой емкости. За счет строительства или использования существующих двух резервуаров образуется перепад, и излишки электроэнергии из энергосистемы в периоды низкой нагрузки перекачиваются в высокие места для хранения. В периоды пиковой нагрузки электроэнергия вырабатывается путем сброса воды, известной как «суперэнергобанк»
Гидроэлектростанции — это сооружения, которые используют кинетическую энергию потока воды для выработки электроэнергии. Обычно они строятся на высоких водопадах рек, используя плотины для перехвата потока воды и формирования водохранилищ, которые затем преобразуют энергию воды в электричество с помощью водяных турбин и генераторов.
Однако эффективность выработки электроэнергии одной гидроэлектростанции не высока, поскольку после того, как вода проходит через гидроэлектростанцию, остается много кинетической энергии, которая не используется. Если несколько гидроэлектростанций могут быть соединены последовательно, чтобы сформировать каскадную систему, капля воды может быть активирована несколько раз на разных высотах, тем самым повышая эффективность выработки электроэнергии.
Какие преимущества дают гидроэлектростанции помимо выработки электроэнергии? Фактически, строительство гидроэлектростанций также оказывает важное влияние на местное экономическое и социальное развитие.
С одной стороны, строительство гидроэлектростанций может стимулировать строительство местной инфраструктуры и промышленное развитие. Строительство гидроэлектростанций требует большого количества рабочей силы, материальных ресурсов и финансовых инвестиций, что обеспечивает местные возможности трудоустройства и рыночный спрос, стимулирует развитие связанных промышленных цепочек и увеличивает местные фискальные доходы. Например, общий объем инвестиций в проект гидроэлектростанции Удундэ составляет около 120 млрд юаней, что может стимулировать региональные сопутствующие инвестиции в размере от 100 млрд юаней до 125 млрд юаней. В период строительства среднегодовой прирост занятости составляет около 70000 человек, что формирует новую движущую силу для местного экономического роста.
С другой стороны, строительство гидроэлектростанций может улучшить местную экологическую среду и благосостояние людей. Строительство гидроэлектростанций должно не только соответствовать строгим экологическим стандартам, но и осуществлять экологическую реставрацию и защиту, разводить и выпускать редкую рыбу, улучшать речные ландшафты и способствовать биоразнообразию. Например, с момента создания гидроэлектростанции Удундэ было выпущено более 780000 мальков редких рыб, таких как рыба-раздвоение живота, белая черепаха, длинный тонкий голец и окунь. Кроме того, строительство гидроэлектростанций также требует переселения и расселения иммигрантов, что обеспечивает лучшие условия жизни и возможности развития для местного населения. Например, уезд Цяоцзя является местом расположения гидроэлектростанции Байхэтань, предполагающей переселение и расселение 48563 человек. Уезд Цяоцзя превратил район переселения в современный район переселения урбанизации, улучшил инфраструктуру и объекты общественного обслуживания, а также улучшил качество жизни и счастье иммигрантского населения.
Гидроэлектростанция — это не только электростанция, но и приносящая пользу станция. Она не только обеспечивает страну чистой энергией, но и приносит зеленое развитие в местную область. Это беспроигрышная ситуация, которая заслуживает нашей признательности и изучения.
2. Основные типы гидроэлектростанций
Наиболее часто используемые методы концентрированного сброса воды включают строительство плотин, отвод воды или их комбинацию.
Постройте плотину на участке реки с большим падением, установите водохранилище для хранения воды и повышения уровня воды, установите водяную турбину снаружи плотины, и вода из водохранилища будет течь по водоводному каналу (отводному каналу) к водяной турбине в нижней части плотины. Вода заставляет турбину вращаться и приводит в действие генератор для выработки электроэнергии, а затем течет по отводящему каналу в реку ниже по течению. Это способ построить плотину и построить водохранилище для выработки электроэнергии.
Из-за большой разницы уровня воды между поверхностью воды водохранилища внутри плотины и выходной поверхностью гидротурбины снаружи плотины, большой объем воды в водохранилище может быть использован для работы за счет большой потенциальной энергии, что может обеспечить высокий коэффициент использования водных ресурсов. Гидроэлектростанция, созданная с использованием метода концентрированного падения при строительстве плотины, называется гидроэлектростанцией плотинного типа, в основном состоящей из гидроэлектростанций плотинного типа и гидроэлектростанций руслового типа.
Создание водохранилища для хранения воды и повышения уровня воды в верховьях реки, установка водяной турбины в нижнем течении и отвод воды из верхнего водохранилища в нижнюю водяную турбину через отводной канал. Поток воды заставляет турбину вращаться и приводит в действие генератор для выработки электроэнергии, а затем проходит через отводной канал в нижнее течение реки. Отводной канал будет длиннее и пройдет через гору, что является способом отвода воды и выработки электроэнергии.
Из-за большой разницы уровня воды H0 между верхней поверхностью водохранилища и нижней поверхностью выходного отверстия турбины, большое количество воды в водохранилище работает через большую потенциальную энергию, что может обеспечить высокую эффективность использования водных ресурсов. Гидроэлектростанции, использующие метод концентрированного напора воды, называются гидроэлектростанциями деривационного типа, в основном включающими гидроэлектростанции напорного деривационного типа и гидроэлектростанции безнапорного деривационного типа.
3. Как добиться «19-кратного повторного использования капли воды»?
Известно, что гидроэлектростанция Наньшань была официально завершена и введена в эксплуатацию 30 октября 2019 года, расположена на стыке уездов Яньюань и Буто в автономном округе Ляншань-И провинции Сычуань. Общая установленная мощность гидроэлектростанции составляет 102000 мегаватт, что является гидроэнергетическим проектом, который комплексно использует природные водные ресурсы, энергию ветра и солнца. И самое интересное, что эта гидроэлектростанция не только вырабатывает электроэнергию, но и достигает максимальной эффективности водных ресурсов с помощью технологических средств. Она повторно использует каплю воды 19 раз, создавая дополнительные 34,1 миллиарда киловатт-часов электроэнергии, создавая многочисленные чудеса в области гидроэнергетики.
Во-первых, на гидроэлектростанции «Наньшань» применяется ведущая в мире гибридная технология производства гидроэлектроэнергии, которая комплексно использует природные водные ресурсы, энергию ветра и солнца, а также обеспечивает систематическую оптимизацию и сотрудничество с помощью технологических средств, тем самым обеспечивая устойчивое развитие.
Во-вторых, гидроэлектростанция внедряет передовые технологии, такие как анализ больших данных, искусственный интеллект и Интернет вещей, чтобы точно управлять различными аспектами, такими как параметры агрегата, уровень воды, напор и расход воды, чтобы повысить эксплуатационную эффективность гидроэлектростанции. Например, устанавливая технологию автоматического отслеживания и регулирования постоянного напора, гидротурбинный генераторный агрегат максимально использует водные ресурсы, обеспечивая при этом безопасную эксплуатацию, достигая цели оптимизации и увеличения выработки электроэнергии за счет оптимизации напора. В то же время, когда уровень воды в водохранилище низкий, гидроэлектростанции устанавливают динамическую систему управления водохранилищем, чтобы замедлить темпы снижения уровня воды, повысить эффективность рециркуляции и эффективно увеличить мощность выработки электроэнергии.
Кроме того, превосходный дизайн гидроэлектростанции Наньшань также незаменим. Он использует водяную турбину PM (турбина Pelton Michel), которая характеризуется тем, что при распылении воды на рабочее колесо площадь поперечного сечения сопла и скорость потока к рабочему колесу можно регулировать вращением, чтобы согласовать направление и скорость распыления воды с направлением вращения и скоростью рабочего колеса, максимально увеличивая эффективность выработки электроэнергии. Кроме того, были приняты передовые технологии, такие как технология многоточечного распыления воды и добавление вращающихся секций, что значительно повысило эффективность выработки электроэнергии.
Наконец, гидроэлектростанция Наньшань также использует эксклюзивную технологию хранения энергии. В зоне отложения воды был добавлен набор аварийных дренажных установок уровня воды. Благодаря водохранилищу водные ресурсы могут быть разделены на различные временные периоды, достигая множественных функций, таких как производство воды и передача электроэнергии, а также обеспечивая экономичное и безопасное использование водных ресурсов.
В целом, причина, по которой гидроэлектростанция Наньшань достигла цели «повторного использования 19 раз капли воды», заключается в различных факторах, включая ведущую в мире гибридную технологию гидрогенерации, применение передовых технологий, эффективные механизмы управления, превосходный дизайн и уникальную технологию хранения энергии. Это не только приносит новые идеи и модели для развития гидроэнергетической отрасли, но и обеспечивает полезные демонстрации и вдохновение для устойчивого развития энергетической отрасли Китая.
Время публикации: 14-авг-2023
