Ako sa dá kvapka vody znovu použiť 19-krát? Článok odhaľuje tajomstvá výroby vodnej energie
Výroba vodnej energie bola dlho dôležitým zdrojom energie. Rieka tečie tisíce kilometrov a obsahuje obrovské množstvo energie. Rozvoj a využitie prírodnej vodnej energie na elektrinu sa nazýva výroba vodnej energie. Proces výroby vodnej energie je v skutočnosti proces premeny energie.
1. Čo je prečerpávacia elektráreň?
Prečerpávacie elektrárne sú v súčasnosti technologicky najvyspelejšou a najstabilnejšou metódou vysokokapacitného skladovania energie. Výstavbou alebo využitím existujúcich dvoch zásobníkov sa vytvorí spád a prebytočná elektrina z energetickej sústavy sa počas období nízkeho zaťaženia prečerpáva do vysoko položených miest na uskladnenie. Počas období špičkového zaťaženia sa elektrina vyrába vypúšťaním vody, čo je známe ako „super energetická banka“.
Vodné elektrárne sú zariadenia, ktoré využívajú kinetickú energiu prúdu vody na výrobu elektriny. Zvyčajne sa stavajú pri vysokých spádoch riek, pričom sa na zachytenie prúdu vody používajú priehrady a vytvárajú sa nádrže, ktoré potom premieňajú energiu vody na elektrinu pomocou vodných turbín a generátorov.
Účinnosť výroby energie jednej vodnej elektrárne však nie je vysoká, pretože po pretekaní vody vodnou elektrárňou stále zostáva veľa nevyužitej kinetickej energie. Ak je možné zapojiť viacero vodných elektrární do série a vytvoriť kaskádový systém, kvapka vody sa môže aktivovať viackrát v rôznych výškach, čím sa zlepší účinnosť výroby energie.
Aké sú výhody vodných elektrární okrem výroby elektriny? V skutočnosti má výstavba vodných elektrární aj významný vplyv na miestny hospodársky a sociálny rozvoj.
Na jednej strane môže výstavba vodných elektrární podporiť výstavbu miestnej infraštruktúry a priemyselný rozvoj. Výstavba vodných elektrární si vyžaduje veľké množstvo pracovnej sily, materiálnych zdrojov a finančných investícií, čo poskytuje miestne pracovné príležitosti a trhový dopyt, podporuje rozvoj súvisiacich priemyselných reťazcov a zvyšuje miestne fiškálne príjmy. Napríklad celkové investície do projektu vodnej elektrárne Wudongde predstavujú približne 120 miliárd juanov, čo môže podporiť regionálne súvisiace investície vo výške 100 až 125 miliárd juanov. Počas obdobia výstavby sa priemerný ročný nárast zamestnanosti pohybuje okolo 70 000 ľudí, čo vytvára novú hnaciu silu miestneho hospodárskeho rastu.
Na druhej strane, výstavba vodných elektrární môže zlepšiť miestne ekologické prostredie a blahobyt ľudí. Výstavba vodných elektrární by mala nielen dodržiavať prísne environmentálne normy, ale mala by tiež vykonávať ekologickú obnovu a ochranu, chovať a vypúšťať vzácne ryby, zlepšovať riečnu krajinu a podporovať biodiverzitu. Napríklad od založenia vodnej elektrárne Wudongde bolo vypustených viac ako 780 000 vzácnych rybích plôdikov, ako sú napríklad ryba s rozpolteným bruchom, biela korytnačka, múka dlhosrstá a ostriež. Okrem toho si výstavba vodných elektrární vyžaduje aj presídlenie a usadlosť imigrantov, čo poskytuje lepšie životné podmienky a rozvojové príležitosti pre miestnych obyvateľov. Napríklad v okrese Qiaojia sa nachádza vodná elektráreň Baihetan, ktorá zahŕňa presídlenie a usadlosť 48 563 ľudí. Okres Qiaojia transformoval oblasť presídlenia na modernú urbanizovanú oblasť pre presídlenie, zlepšil infraštruktúru a zariadenia verejných služieb a zlepšil kvalitu života a šťastie imigrantského obyvateľstva.
Vodná elektráreň nie je len elektráreň, ale aj zdrojom úžitku. Nielenže poskytuje čistú energiu pre krajinu, ale prináša aj zelený rozvoj do miestnej oblasti. Je to obojstranne výhodná situácia, ktorá si zaslúži naše uznanie a poučenie.
2. Základné typy výroby vodnej energie
Medzi bežne používané metódy koncentrovaného kvapkania patrí výstavba priehrady, odvádzanie vody alebo kombinácia oboch.
V úseku rieky s veľkým spádom postavte priehradu, vybudujte nádrž na uskladnenie vody a zvýšenie hladiny, nainštalujte vodnú turbínu mimo priehrady a voda z nádrže bude pretekať cez odvádzací kanál (odvádzací kanál) do vodnej turbíny v dolnej časti priehrady. Voda poháňa turbínu, ktorá sa otáča a poháňa generátor na výrobu elektriny, a potom preteká cez odpadový kanál do rieky po prúde. Toto je spôsob, ako postaviť priehradu a vybudovať nádrž na výrobu energie.
Vzhľadom na veľký rozdiel hladiny vody medzi hladinou vody v nádrži vo vnútri priehrady a výstupnou hladinou hydraulickej turbíny mimo priehrady je možné využiť veľké množstvo vody v nádrži na prácu prostredníctvom veľkej potenciálnej energie, čím sa dosiahne vysoká miera využitia vodných zdrojov. Vodná elektráreň vybudovaná metódou koncentrovaného poklesu pri výstavbe priehrady sa nazýva priehradná vodná elektráreň a pozostáva prevažne z priehradných vodných elektrární a vodných elektrární s korytom rieky.
Vybudovanie nádrže na uskladnenie vody a zvýšenie hladiny vody v hornom toku rieky, inštalácia vodnej turbíny v dolnom toku a odvedenie vody z hornej nádrže do dolnej vodnej turbíny cez odvádzací kanál. Prietok vody poháňa turbínu, ktorá sa otáča a poháňa generátor na výrobu elektriny, a potom prechádza cez odpadový kanál do dolného toku rieky. Odvádzací kanál bude dlhší a bude prechádzať cez horu, čo predstavuje spôsob odvádzania vody a výroby energie.
V dôsledku veľkého rozdielu hladín vody H0 medzi hladinou nádrže proti prúdu a výstupnou hladinou turbíny po prúde, veľké množstvo vody v nádrži pracuje s vysokou potenciálnou energiou, čo umožňuje dosiahnuť vysokú účinnosť využitia vodných zdrojov. Vodné elektrárne, ktoré využívajú metódu koncentrovaného odklonu vody, sa nazývajú vodné elektrárne s odklonom, a to najmä s tlakovými odklonovými vodnými elektrárňami a beztlakovými odklonovými vodnými elektrárňami.
3. Ako dosiahnuť „19-násobné opätovné použitie kvapky vody“?
Vodná elektráreň Nanshan bola oficiálne dokončená a uvedená do prevádzky 30. októbra 2019 a nachádza sa na križovatke okresov Yanyuan a Butuo v autonómnej prefektúre Liangshan Yi v provincii Sichuan. Celková inštalovaná kapacita vodnej elektrárne je 102 000 megawattov. Ide o projekt vodnej elektrárne, ktorý komplexne využíva prírodné vodné zdroje, veternú energiu a slnečnú energiu. Najzaujímavejšie je, že táto vodná elektráreň nielen vyrába elektrinu, ale vďaka technologickým prostriedkom dosahuje aj maximálnu účinnosť vodných zdrojov. Opakovane využíva kvapku vody 19-krát, čím vytvára ďalších 34,1 miliardy kilowatthodín elektriny, čím vytvára mnohonásobné zázraky v oblasti výroby vodnej energie.
Po prvé, vodná elektráreň Nanshan využíva poprednú svetovú hybridnú technológiu výroby vodnej energie, ktorá komplexne využíva prírodné vodné zdroje, veternú energiu a slnečnú energiu a dosahuje systematickú optimalizáciu a spoluprácu prostredníctvom technologických prostriedkov, čím sa dosahuje udržateľný rozvoj.
Po druhé, vodná elektráreň zavádza najmodernejšie technológie, ako je analýza veľkých dát, umelá inteligencia a internet vecí, na presné riadenie rôznych aspektov, ako sú parametre jednotky, hladina vody, spád a prietok vody, s cieľom zlepšiť prevádzkovú účinnosť vodnej elektrárne. Napríklad zavedením technológie automatického sledovania a regulácie konštantného tlaku vody maximalizuje jednotka generátora vodnej turbíny využitie vodných zdrojov a zároveň zabezpečuje bezpečnú prevádzku, čím sa dosahuje cieľ optimalizácie a zvýšenia výroby energie prostredníctvom optimalizácie spádu. Zároveň, keď je hladina vody v nádrži nízka, vodné elektrárne zavádzajú dynamický systém riadenia nádrže, aby spomalili tempo poklesu hladiny vody, zlepšili účinnosť recyklácie a efektívne zvýšili kapacitu výroby energie.
Okrem toho je nevyhnutný aj vynikajúci dizajn vodnej elektrárne Nanshan. Používa vodnú turbínu PM (turbína Pelton Michel), ktorá sa vyznačuje tým, že keď sa voda rozprašuje na obežné koleso, prierez trysky a prietok smerom k obežnému kolesu sa dajú nastaviť otáčaním tak, aby smer a rýchlosť rozprašovania vody zodpovedali smeru otáčania a rýchlosti obežného kolesa, čím sa maximalizuje účinnosť výroby energie. Okrem toho boli použité pokročilé technológie, ako je technológia viacbodového rozprašovania vody a pridanie rotujúcich sekcií, čo výrazne zlepšuje účinnosť výroby energie.
Vodná elektráreň Nanshan napokon využíva aj exkluzívnu technológiu skladovania energie. V oblasti zachytávania vody bola pridaná sada núdzových odvodňovacích zariadení. Prostredníctvom nádrže na skladovanie vody je možné vodné zdroje rozdeliť do rôznych časových období, čím sa dosahuje viacero funkcií, ako je výroba vody a prenos energie, a zabezpečuje sa ekonomické a bezpečné využívanie vodných zdrojov.
Celkovo možno povedať, že dôvod, prečo vodná elektráreň Nanshan dosiahla cieľ „19-násobného opätovného využitia kvapky vody“, spočíva v rôznych faktoroch vrátane poprednej svetovej hybridnej technológie výroby vodnej energie, použitia najmodernejších technológií, efektívnych mechanizmov riadenia, vynikajúceho dizajnu a jedinečnej technológie skladovania energie. To nielen prináša nové nápady a modely pre rozvoj vodného energetického priemyslu, ale poskytuje aj užitočné ukážky a inšpirácie pre udržateľný rozvoj čínskeho energetického priemyslu.
Čas uverejnenia: 14. augusta 2023
