Energjia hidroelektrike synon të shndërrojë energjinë ujore të lumenjve natyrorë në energji elektrike që njerëzit mund ta përdorin. Ekzistojnë burime të ndryshme energjie që përdoren në prodhimin e energjisë, siç janë energjia diellore, energjia e ujit në lumenj dhe energjia e erës e gjeneruar nga rrjedha e ajrit. Kostoja e gjenerimit të energjisë hidroelektrike duke përdorur energjinë hidroelektrike është e lirë dhe ndërtimi i hidrocentraleve mund të kombinohet edhe me projekte të tjera për ruajtjen e ujit. Vendi ynë është shumë i pasur me burime hidroelektrike dhe kushtet janë gjithashtu shumë të mira. Energjia hidroelektrike luan një rol të rëndësishëm në ndërtimin e ekonomisë kombëtare.
Niveli i ujit në rrjedhën e sipërme të një lumi është më i lartë se niveli i ujit në rrjedhën e poshtme. Për shkak të ndryshimit në nivelin e ujit të lumit, gjenerohet energjia e ujit. Kjo energji quhet energji potenciale ose energji potenciale. Diferenca midis lartësisë së ujit të lumit quhet rënie, e quajtur edhe ndryshimi i nivelit të ujit ose maja e ujit. Kjo rënie është një kusht bazë për formimin e energjisë hidraulike. Përveç kësaj, madhësia e fuqisë hidraulike varet edhe nga madhësia e rrjedhës së ujit në lumë, i cili është një kusht tjetër bazë po aq i rëndësishëm sa rënia. Si rënia ashtu edhe rrjedha ndikojnë drejtpërdrejt në fuqinë hidraulike; sa më i madh të jetë vëllimi i ujit të rënies, aq më e madhe është fuqia hidraulike; nëse rënia dhe vëllimi i ujit janë relativisht të vogla, prodhimi i hidrocentralit do të jetë më i vogël.
Rënia në përgjithësi shprehet në metra. Gradienti është raporti i rënies dhe distancës, i cili mund të tregojë shkallën e përqendrimit të rënies. Rënia është më e përqendruar dhe përdorimi i energjisë hidraulike është më i përshtatshëm. Rënia e përdorur nga një hidrocentral është diferenca midis sipërfaqes së ujit në rrjedhën e sipërme të hidrocentralit dhe sipërfaqes së ujit në rrjedhën e poshtme pasi kalon nëpër turbinë.
Rrjedha është sasia e ujit që rrjedh në një lumë për njësi të kohës dhe shprehet në metra kub në një sekondë. Një metër kub ujë është një ton. Rrjedha e një lumi ndryshon në çdo kohë, kështu që kur flasim për rrjedhën, duhet të shpjegojmë kohën e vendit specifik ku rrjedh. Rrjedha ndryshon shumë ndjeshëm me kalimin e kohës. Lumenjtë në vendin tonë në përgjithësi kanë një rrjedhë të madhe në sezonin e shirave në verë dhe vjeshtë, dhe relativisht të vogël në dimër dhe pranverë. Në përgjithësi, rrjedha e lumit është relativisht e vogël në rrjedhën e sipërme; për shkak se degët bashkohen, rrjedha e poshtme rritet gradualisht. Prandaj, megjithëse rënia e sipërme është e përqendruar, rrjedha është e vogël; rrjedha e poshtme është e madhe, por rënia është relativisht e shpërndarë. Prandaj, shpesh është më ekonomike të përdoret energjia hidraulike në rrjedhën e mesme të lumit.
Duke ditur rënien dhe rrjedhën e përdorur nga një hidrocentral, prodhimi i tij mund të llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme:
N= GQH
Në formulë, N–dalja, në kilovat, mund të quhet edhe fuqi;
Q–rrjedha, në metra kub për sekondë;
H – rënie, në metra;
G = 9.8, është nxitimi i gravitetit, njësia: Njuton/kg
Sipas formulës së mësipërme, fuqia teorike llogaritet pa zbritur asnjë humbje. Në fakt, në procesin e gjenerimit të energjisë hidroelektrike, turbinat, pajisjet e transmetimit, gjeneratorët etj., të gjitha kanë humbje të pashmangshme të fuqisë. Prandaj, fuqia teorike duhet të zbritet, domethënë, fuqia aktuale që mund të përdorim duhet të shumëzohet me koeficientin e efikasitetit (simboli: K).
Fuqia e projektuar e gjeneratorit në hidrocentral quhet fuqi nominale, dhe fuqia aktuale quhet fuqi aktuale. Në procesin e transformimit të energjisë, është e pashmangshme të humbasë një pjesë e energjisë. Në procesin e gjenerimit nga hidrocentrali, ka kryesisht humbje të turbinave dhe gjeneratorëve (ka edhe humbje në tubacione). Humbjet e ndryshme në mikro-hidrocentralin rural përbëjnë rreth 40-50% të fuqisë totale teorike, kështu që prodhimi i hidrocentralit në të vërtetë mund të përdorë vetëm 50-60% të fuqisë teorike, domethënë, efikasiteti është rreth 0.5-0.60 (nga të cilat efikasiteti i turbinës është 0.70-0.85, efikasiteti i gjeneratorëve është 0.85 deri në 0.90, dhe efikasiteti i tubacioneve dhe pajisjeve të transmetimit është 0.80 deri në 0.85). Prandaj, fuqia (prodhimi) aktual i hidrocentralit mund të llogaritet si më poshtë:
K–efikasiteti i hidrocentralit, (0.5~0.6) përdoret në llogaritjen e përafërt të mikro-hidrocentralit; kjo vlerë mund të thjeshtohet si:
N=(0.5~0.6)QHG Fuqia aktuale=efikasitet×rrjedhje×rënie×9.8
Përdorimi i energjisë hidrike është përdorimi i fuqisë së ujit për të vënë në lëvizje një makinë, e cila quhet turbinë uji. Për shembull, rrota e lashtë e ujit në vendin tonë është një turbinë uji shumë e thjeshtë. Turbinat e ndryshme hidraulike që përdoren aktualisht janë përshtatur me kushte të ndryshme specifike hidraulike, në mënyrë që ato të mund të rrotullohen më me efikasitet dhe ta shndërrojnë energjinë e ujit në energji mekanike. Një lloj tjetër makinerie, një gjenerator, është i lidhur me turbinën, në mënyrë që rotori i gjeneratorit të rrotullohet me turbinën për të gjeneruar energji elektrike. Gjeneratori mund të ndahet në dy pjesë: pjesa që rrotullohet me turbinën dhe pjesa fikse e gjeneratorit. Pjesa që është e lidhur me turbinën dhe rrotullohet quhet rotori i gjeneratorit, dhe ka shumë pole magnetike rreth rotorit; një rreth rreth rotorit është pjesa fikse e gjeneratorit, e quajtur statori i gjeneratorit, dhe statori është i mbështjellë me shumë spirale bakri. Kur shumë pole magnetike të rotorit rrotullohen në mes të spiraleve të bakrit të statorit, gjenerohet një rrymë në telat e bakrit, dhe gjeneratori e shndërron energjinë mekanike në energji elektrike.
Energjia elektrike e gjeneruar nga termocentrali shndërrohet në energji mekanike (motor elektrik ose motor), energji drite (llambë elektrike), energji termike (furrë elektrike) e kështu me radhë nga pajisje të ndryshme elektrike.
Përbërja e hidrocentralit
Përbërja e një hidrocentrali përfshin: strukturat hidraulike, pajisjet mekanike dhe pajisjet elektrike.
(1) Strukturat hidraulike
Ka diga, porta hyrëse, kanale (ose tunele), rezervuarë të përparmë presioni (ose rezervuarë rregullues), tuba presioni, termocentrale dhe kanale shkarkimi, etj.
Një digë (pendë) ndërtohet në lumë për të bllokuar ujin e lumit dhe për të ngritur sipërfaqen e ujit për të formuar një rezervuar. Në këtë mënyrë, formohet një pikë e përqendruar midis sipërfaqes së ujit të rezervuarit në pendë (pendë) dhe sipërfaqes së ujit të lumit poshtë digës, dhe më pas uji futet në hidrocentralin elektrik përmes përdorimit të tubave të ujit ose tuneleve. Në lumenj relativisht të pjerrët, përdorimi i kanaleve të devijimit gjithashtu mund të formojë një pikë. Për shembull: Në përgjithësi, rënia për kilometër e një lumi natyror është 10 metra. Nëse hapet një kanal në skajin e sipërm të këtij seksioni të lumit për të futur ujin e lumit, kanali do të gërmohet përgjatë lumit, dhe pjerrësia e kanalit do të jetë më e sheshtë. Nëse rënia në kanal bëhet për kilometër, ajo bie vetëm 1 metër, kështu që uji rrjedh 5 kilometra në kanal, dhe sipërfaqja e ujit bie vetëm 5 metra, ndërsa uji bie 50 metra pasi udhëton 5 kilometra në kanalin natyror. Në këtë kohë, uji nga kanali kthehet përsëri në termocentral nga lumi me anë të një tubi uji ose tuneli, dhe aty krijohet një rënie e përqendruar prej 45 metrash që mund të përdoret për të gjeneruar energji elektrike. Figura 2
Përdorimi i kanaleve të devijimit, tuneleve ose tubave të ujit (siç janë tubat plastikë, tubat e çelikut, tubat e betonit, etj.) për të formuar një hidrocentral me një rënie të përqendruar quhet hidrocentral me kanal devijimi, i cili është një plan urbanistik tipik i hidrocentraleve.
(2) Pajisje mekanike dhe elektrike
Përveç punimeve hidraulike të lartpërmendura (diga, kanale, oborre, tuba presioni, punishte), hidrocentrali ka nevojë edhe për pajisjet e mëposhtme:
(1) Pajisje mekanike
Ekzistojnë turbina, rregullatorë uji, valvola porte, pajisje transmetimi dhe pajisje jo-gjeneruese.
(2) Pajisje elektrike
Ka gjeneratorë, panele kontrolli shpërndarjeje, transformatorë dhe linja transmetimi.
Por jo të gjitha hidrocentralet e vogla kanë strukturat hidraulike dhe pajisjet mekanike dhe elektrike të përmendura më sipër. Nëse lartësia e ujit është më pak se 6 metra në hidrocentralin me rënie të ulët, në përgjithësi përdoren kanali udhëzues i ujit dhe kanali i ujit me kanal të hapur, dhe nuk ka pellg të përparmë presioni dhe tub uji nën presion. Për stacionet elektrike me gamë të vogël furnizimi me energji dhe distancë të shkurtër transmetimi, përdoret transmetimi i drejtpërdrejtë i energjisë dhe nuk kërkohet transformator. Hidrocentralet me rezervuarë nuk kanë nevojë të ndërtojnë diga. Përdorimi i marrjeve të thella, tubave të brendshëm të digës (ose tuneleve) dhe kanaleve të derdhjes eliminon nevojën për struktura hidraulike siç janë digat, portat e marrjes, kanalet dhe pellgjet e përparmë presioni.
Për të ndërtuar një hidrocentral, para së gjithash, duhet të kryhet një punë e kujdesshme studimi dhe projektimi. Në punën e projektimit, ka tre faza projektimi: projektimi paraprak, projektimi teknik dhe detajimi i ndërtimit. Për të bërë një punë të mirë në punën e projektimit, së pari është e nevojshme të kryhet një punë e plotë studimi, domethënë të kuptohen plotësisht kushtet natyrore dhe ekonomike lokale - dmth. topografia, gjeologjia, hidrologjia, kapitali e kështu me radhë. Korrektësia dhe besueshmëria e projektit mund të garantohet vetëm pasi të zotërohen këto situata dhe të analizohen ato.
Komponentët e hidrocentraleve të vogla kanë forma të ndryshme në varësi të llojit të hidrocentralit.
3. Studimi Topografik
Cilësia e punës së studimit topografik ka një ndikim të madh në planin inxhinierik dhe vlerësimin e sasisë inxhinierike.
Eksplorimi gjeologjik (kuptimi i kushteve gjeologjike) përveç kuptimit të përgjithshëm dhe kërkimit mbi gjeologjinë e pellgut ujëmbledhës dhe përgjatë lumit, është gjithashtu e nevojshme të kuptohet nëse themeli i sallës së makinerive është i fortë, gjë që ndikon drejtpërdrejt në sigurinë e vetë termocentralit. Pasi të shkatërrohet diga me një vëllim të caktuar rezervuari, ajo jo vetëm që do të dëmtojë vetë hidrocentralin, por do të shkaktojë edhe humbje të mëdha jetësh dhe pronash në rrjedhën e poshtme.
4. Test hidrologjik
Për hidrocentralet, të dhënat më të rëndësishme hidrologjike janë të dhënat e nivelit të ujit të lumit, rrjedhjes, përmbajtjes së sedimenteve, kushteve të akullimit, të dhënat meteorologjike dhe të dhënat e studimit të përmbytjeve. Madhësia e rrjedhës së lumit ndikon në planin e derdhjes së hidrocentralit. Nënvlerësimi i ashpërsisë së përmbytjes do të shkaktojë dëmtimin e digës; sedimenti i mbartur nga lumi mund ta mbushë shpejt rezervuarin në rastin më të keq. Për shembull, kanali i hyrjes do të shkaktojë mbushjen e kanalit me llum, dhe sedimenti i trashë do të kalojë nëpër turbinë dhe do të shkaktojë konsumimin e turbinës. Prandaj, ndërtimi i hidrocentraleve duhet të ketë të dhëna të mjaftueshme hidrologjike.
Prandaj, përpara se të vendosim për të ndërtuar një hidrocentral, së pari duhet të hetojmë drejtimin e zhvillimit ekonomik në zonën e furnizimit me energji elektrike dhe kërkesën e ardhshme për energji elektrike. Në të njëjtën kohë, të vlerësojmë situatën e burimeve të tjera të energjisë në zonën e zhvillimit. Vetëm pas hulumtimit dhe analizës së situatës së mësipërme mund të vendosim nëse hidrocentrali duhet të ndërtohet dhe sa i madh duhet të jetë ai.
Në përgjithësi, qëllimi i punës së studimit të hidroenergjisë është të ofrojë informacion bazë të saktë dhe të besueshëm të nevojshëm për projektimin dhe ndërtimin e hidrocentraleve.
5. Kushtet e përgjithshme për përzgjedhjen e vendit
Kushtet e përgjithshme për zgjedhjen e një vendi mund të shpjegohen nga katër aspektet e mëposhtme:
(1) Vendndodhja e përzgjedhur duhet të jetë në gjendje të shfrytëzojë energjinë e ujit në mënyrën më ekonomike dhe të përmbushë parimin e kursimit të kostove, domethënë, pasi të përfundojë termocentrali, shpenzohet sa më pak para dhe gjenerohet sa më shumë energji elektrike. Zakonisht mund të matet duke vlerësuar të ardhurat vjetore nga prodhimi i energjisë dhe investimin në ndërtimin e termocentralit për të parë se për sa kohë mund të rikuperohet kapitali i investuar. Megjithatë, kushtet hidrologjike dhe topografike janë të ndryshme në vende të ndryshme, dhe nevojat për energji elektrike janë gjithashtu të ndryshme, kështu që kostoja e ndërtimit dhe investimi nuk duhet të kufizohen nga vlera të caktuara.
(2) Kushtet topografike, gjeologjike dhe hidrologjike të vendit të përzgjedhur duhet të jenë relativisht më të mira, dhe duhet të ketë mundësi në projektim dhe ndërtim. Në ndërtimin e hidrocentraleve të vogla, përdorimi i materialeve të ndërtimit duhet të jetë në përputhje me parimin e "materialeve lokale" sa më shumë që të jetë e mundur.
(3) Vendndodhja e përzgjedhur duhet të jetë sa më afër zonës së furnizimit me energji elektrike dhe përpunimit për të zvogëluar investimin në pajisjet e transmetimit të energjisë dhe humbjen e energjisë.
(4) Gjatë përzgjedhjes së vendndodhjes, duhet të përdoren sa më shumë që të jetë e mundur strukturat ekzistuese hidraulike. Për shembull, pika e ujit mund të përdoret për të ndërtuar një hidrocentral në një kanal ujitjeje, ose një hidrocentral mund të ndërtohet pranë një rezervuari ujitjeje për të gjeneruar energji elektrike nga rrjedha e ujitjes, e kështu me radhë. Meqenëse këto hidrocentrale mund të përmbushin parimin e gjenerimit të energjisë elektrike kur ka ujë, rëndësia e tyre ekonomike është më e dukshme.
Koha e postimit: 19 maj 2022
