Хидроенергија је претварање водене енергије природних река у електричну енергију коју људи користе.Постоје различити извори енергије који се користе у производњи електричне енергије, као што су соларна енергија, енергија воде у рекама и енергија ветра која се генерише струјањем ваздуха.Трошкови производње хидроенергије коришћењем хидроенергије су јефтини, а изградња хидроелектрана се такође може комбиновати са другим пројектима заштите вода.Наша земља је веома богата хидроенергетским ресурсима и услови су такође веома добри.Хидроенергија игра важну улогу у изградњи националне економије.
Узводни водостај реке је виши од водостаја низводно.Због разлике у водостају реке производи се водена енергија.Ова енергија се назива потенцијална енергија или потенцијална енергија.Разлика између висине речне воде назива се пад, такође се назива и разлика у нивоу воде или водена глава.Овај пад је основни услов за формирање хидрауличке снаге.Осим тога, величина хидрауличке снаге зависи и од величине протока воде у реци, што је још један основни услов једнако важан као и пад.И пад и проток директно утичу на хидрауличку снагу;што је већа запремина воде капи, већа је хидрауличка снага;ако су пад и запремина воде релативно мали, снага хидроелектране ће бити мања.
Пад се углавном изражава у метрима.Градијент је однос пада и удаљености, који може да укаже на степен концентрације капи.Пад је концентрисанији, а употреба хидрауличке снаге је погоднија.Пад који користи хидроелектрана је разлика између горње водене површине хидроелектране и низводне водене површине након проласка кроз турбину.
Проток је количина воде која протиче у реци у јединици времена, а изражава се у кубним метрима у једној секунди.Један кубни метар воде је једна тона.Ток реке се мења у било ком тренутку, па када говоримо о току, морамо објаснити време конкретног места где тече.Проток се веома значајно мења током времена.Реке у нашој земљи углавном имају велики протицај у кишној сезони лети и у јесен, а релативно мали зими и пролеће.Генерално, ток реке је релативно мали узводно;јер се притоке спајају низводни ток се постепено повећава.Стога, иако је узводни пад концентрисан, проток је мали;низводни ток је велик, али је пад релативно раштркан.Због тога је често најекономичније користити хидрауличку снагу у средњем току реке.
Знајући пад и проток који користи хидроелектрана, њен учинак се може израчунати помоћу следеће формуле:
Н= ГКХ
У формули, Н–излаз, у киловатима, такође се може назвати снагом;
К–проток, у кубним метрима у секунди;
Х – пад, у метрима;
Г = 9,8 , је убрзање гравитације, јединица: Њутн/кг
Према горњој формули, теоријска снага се израчунава без одузимања губитака.У ствари, у процесу производње хидроенергије, турбине, преносна опрема, генератори, итд. сви имају неизбежне губитке енергије.Дакле, теоријску снагу треба одбацити, односно стварну снагу коју можемо да користимо помножити са коефицијентом ефикасности (симбол: К).
Пројектована снага генератора у хидроелектрани назива се називна снага, а стварна снага се назива стварна снага.У процесу трансформације енергије неизбежан је губитак дела енергије.У процесу производње хидроенергије углавном се јављају губици турбина и генератора (има и губици у цевоводима).Различити губици у руралној микро-хидроелектрани чине око 40-50% укупне теоријске снаге, тако да излаз хидроелектране заправо може да користи само 50-60% теоријске снаге, односно ефикасност је око 0,5-0,60 (од чега је ефикасност турбине 0,70-0,85, ефикасност генератора 0,85 до 0,90, а ефикасност цевовода и преносне опреме је 0,80 до 0,85).Дакле, стварна снага (излаз) хидроелектране може се израчунати на следећи начин:
К–ефикасност хидроелектране, (0,5～0,6) се користи у грубом прорачуну микро-хидроелектране;ова вредност се може поједноставити као:
Н=(0,5～0,6)КХГ Стварна снага=ефикасност×проток×пад×9,8
Употреба хидроенергије је коришћење водене снаге за покретање машине, која се зове водена турбина.На пример, древни водени точак у нашој земљи је врло једноставна водена турбина.Различите хидрауличне турбине које се тренутно користе су прилагођене различитим специфичним хидрауличким условима, тако да могу ефикасније да ротирају и претварају енергију воде у механичку енергију.Друга врста машинерије, генератор, повезан је са турбином, тако да ротор генератора ротира са турбином да би произвео електричну енергију.Генератор се може поделити на два дела: део који се окреће са турбином и фиксни део генератора.Део који је повезан са турбином и ротира се назива се ротор генератора, а око ротора има много магнетних полова;круг око ротора је фиксни део генератора, који се зове статор генератора, а статор је омотан са много бакарних намотаја.Када се много магнетних полова ротора окреће у средини бакарних намотаја статора, на бакарним жицама се ствара струја, а генератор претвара механичку енергију у електричну.
Електрична енергија коју генерише електрана се претвара у механичку енергију (електромотор или мотор), светлосну енергију (електрична лампа), топлотну енергију (електрична пећ) и тако даље помоћу различите електричне опреме.
хе састав хидроелектране
Састав хидроелектране обухвата: хидрауличне објекте, машинску опрему и електро опрему.
(1) Хидрауличне конструкције
Има бране (бране), улазне капије, канале (или тунеле), предње резервоаре под притиском (или регулационе резервоаре), потисне цеви, електране и излазне канале, итд.
Брана (брана) је изграђена у реци да блокира речну воду и подигне површину воде да формира резервоар.На овај начин се формира концентрисана кап између водене површине акумулације на прегради (брани) и водене површине реке испод бране, а затим се вода уводи у хидроелектрану коришћењем водоводних цеви. или тунела.У релативно стрмим рекама, коришћење диверзионих канала такође може да формира пад.На пример: Генерално, пад по километру природне реке је 10 метара.Ако се на горњем крају овог дела реке отвори канал за увођење речне воде, канал ће бити ископан дуж реке, а нагиб канала ће бити равнији.Ако је пад у каналу направљен по километру, он је пао само 1 метар, тако да је вода текла 5 километара у каналу, а површина воде је пала само 5 метара, док је вода пала 50 метара након што је прешла 5 километара у природном каналу. .У овом тренутку, вода из канала се реком води назад до електране са водоводном цеви или тунелом, а ту је концентрисани пад од 45 метара који може да се користи за производњу електричне енергије.Слика 2
Употреба диверзионих канала, тунела или водоводних цеви (као што су пластичне цеви, челичне цеви, бетонске цеви, итд.) за формирање хидроелектране са концентрисаним падом назива се хидроелектрана са каналом за преусмеравање, што је типичан распоред хидроелектрана. .
(2) Машинска и електрична опрема
Поред наведених хидрауличних радова (преграде, канали, предворје, потисне цеви, радионице), хидроелектрани је потребна и следећа опрема:
(1) Машинска опрема
Постоје турбине, регулатори, засуни, преносна опрема и опрема која не производи.
(2) Електрична опрема
Постоје генератори, разводне централе, трансформатори и далеководи.
Али немају све мале хидроелектране горе наведене хидрауличне конструкције и механичку и електричну опрему.Ако је висина воде мања од 6 метара у хидроелектрани са ниским напоном, обично се користе канал за вођење воде и канал за воду отвореног канала, а нема предњег базена и цеви за воду под притиском.За електране са малим дометом напајања и кратком даљином преноса, усвојен је директан пренос снаге и није потребан трансформатор.Хидроелектране са резервоарима не морају да граде бране.Употреба дубоких довода, унутрашњих цеви (или тунела) брана и прелива елиминише потребу за хидрауличним конструкцијама као што су бране, улазне капије, канали и предњи базени под притиском.
За изградњу хидроелектране, пре свега, морају се извршити пажљиви премер и пројектантски радови.У пројектовању постоје три фазе пројектовања: идејни пројекат, технички пројекат и израда детаља.Да би се квалитетно обавио посао пројектовања, потребно је прво извршити темељне геодетске радове, односно у потпуности разумети локалне природне и економске услове – односно топографију, геологију, хидрологију, капитал и тако даље.Исправност и поузданост дизајна могу се гарантовати тек након савладавања ових ситуација и њихове анализе.
Компоненте малих хидроелектрана имају различите облике у зависности од типа хидроелектране.
3. Топографско снимање
Квалитет топографских премера има велики утицај на инжињерски распоред и процену инжењерске квантитете.
Геолошка истраживања (разумевање геолошких услова) поред општег разумевања и истраживања геологије слива и дуж реке, потребно је разумети и да ли је основа машинске просторије чврста, што директно утиче на безбедност електричне енергије. сама станица.Једном када се бараж са одређеном запремином резервоара уништи, то не само да ће оштетити саму хидроелектрану, већ ће изазвати и огроман губитак живота и имовине низводно.
4. Хидролошко испитивање
За хидроелектране најважнији хидролошки подаци су евиденција водостаја реке, протока, садржаја наноса, стања залеђивања, метеоролошки подаци и подаци о поплавама.Величина речног тока утиче на изглед прелива хидроелектране.Потцењивање јачине поплаве проузроковаће оштећење бране;седимент који носи река може у најгорем случају брзо напунити резервоар.На пример, уливни канал ће проузроковати муљ канала, а крупнозрнасти седимент ће проћи кроз турбину и изазвати хабање турбине.Дакле, изградња хидроелектрана мора имати довољно хидролошких података.
Стога, пре него што се одлучимо за изградњу хидроелектране, прво морамо да истражимо правац економског развоја у области снабдевања електричном енергијом и будућу потражњу за електричном енергијом.Истовремено, проценити стање осталих извора енергије у области развоја.Тек након истраживања и анализе горе наведеног стања можемо одлучити да ли је потребно градити хидроелектрану и колики би требао бити обим.
Уопштено говорећи, сврха хидроенергетских истраживања је да пружи тачне и поуздане основне информације неопходне за пројектовање и изградњу хидроелектрана.
5. Општи услови за избор локације
Општи услови за избор локације могу се објаснити са следећа четири аспекта:
(1) Одабрана локација треба да буде у стању да најекономичније користи енергију воде и да буде у складу са принципом уштеде, односно да се након завршетка електране троши најмање новца и производи највише електричне енергије. .Обично се може измерити проценом годишњег прихода од производње електричне енергије и улагања у изградњу станице да би се видело колико времена може да се поврати уложени капитал.Међутим, хидролошки и топографски услови су различити на различитим местима, а различите су и потребе за електричном енергијом, тако да трошак изградње и улагања не би требало да буду ограничени одређеним вредностима.
(2) Топографски, геолошки и хидролошки услови одабраног локалитета треба да буду релативно супериорни и да постоје могућности у пројектовању и изградњи.У изградњи малих хидроелектрана, употреба грађевинског материјала треба да буде што је могуће више у складу са принципом „локалних материјала“.
(3) Одабрана локација мора бити што је могуће ближе области напајања и обраде како би се смањила улагања у опрему за пренос енергије и губитак енергије.
(4) Приликом избора локације потребно је максимално искористити постојеће хидротехничке конструкције.На пример, кап воде се може користити за изградњу хидроелектране у каналу за наводњавање, или се хидроелектрана може изградити поред резервоара за наводњавање за производњу електричне енергије из тока за наводњавање, итд.Пошто ове хидроелектране могу да испуне принцип производње електричне енергије када има воде, њихов економски значај је очигледнији.
Време поста: 19.05.2022
