У природним рекама вода тече од узводно ка низводно помешана са наносом, а често испира корито и падине обала, што показује да је у води скривена одређена количина енергије.У природним условима, ова потенцијална енергија се троши на рибање, потискивање седимента и савладавање отпора трења.Ако изградимо неке зграде и уградимо неку неопходну опрему да направимо стабилан ток воде кроз водену турбину, водену турбину ће покретати водена струја, попут ветрењаче, која може непрекидно да ротира, а енергија воде ће се претварати у механичку енергију.Када водена турбина покреће генератор да се ротира заједно, може произвести електричну енергију, а енергија воде се претвара у електричну енергију.Ово је основни принцип производње хидроелектране.Водене турбине и генератори су најосновнија опрема за производњу хидроелектране.Дозволите ми да вам дам кратак увод у мало знања о производњи електричне енергије из хидроелектрана.
1. Хидроенергија и снага протока воде
У пројектовању хидроелектране, да би се одредио обим електране, неопходно је познавати производни капацитет електране.Према основним принципима производње хидроелектране, није тешко уочити да је капацитет производње електричне енергије електране одређен количином посла који може да обави струја.Укупан рад који вода може да изврши у одређеном временском периоду називамо енергијом воде, а рад који може да изврши у јединици времена (секунди) зове се струјна снага.Очигледно, што је већа снага протока воде, то је већи капацитет производње електричне енергије у електрани.Стога, да бисмо знали капацитет производње електричне енергије у електрани, прво морамо израчунати снагу протока воде.Снага протока воде у реци може се израчунати на овај начин, под претпоставком да је пад воде на одређеном делу реке Х (метри), а запремина воде Х која пролази кроз попречни пресек реке у јединици време (секунде) је К (кубни метар/секунда), тада је проток Снага пресека једнака производу тежине воде и пада.Очигледно, што је већи пад воде, то је већи проток и већа је снага протока воде.
2. Производња хидроелектрана
Под одређеним напоном и протоком, електрична енергија коју хидроелектрана може да произведе назива се хидроенергетска снага.Очигледно, излазна снага зависи од снаге протока воде кроз турбину.У процесу претварања водене енергије у електричну, вода мора да савлада отпор корита река или објеката на путу од узводно до низводно.Водене турбине, генератори и преносна опрема такође морају да савладају многе отпоре током рада.Да би се савладао отпор, мора се радити, а снага протока воде ће се потрошити, што је неизбежно.Дакле, снага протока воде која се може користити за производњу електричне енергије је мања од вредности добијене формулом, односно излаз хидроелектране треба да буде једнак снази протока воде помноженој са фактором мањим од 1. Овај коефицијент се назива и ефикасност хидроелектране.
Специфична вредност ефикасности хидроелектране је повезана са количином губитка енергије који настаје када вода протиче кроз зграду и водену турбину, преносну опрему, генератор итд., што је већи губитак, то је нижа ефикасност.У малој хидроелектрани, збир ових губитака чини око 25-40% снаге протока воде.Односно, проток воде који може да произведе 100 киловата струје улази у хидроелектрану, а генератор може да произведе само 60 до 75 киловата електричне енергије, тако да је ефикасност хидроелектране која је еквивалентна 60~75%.
Из претходног увода се може видети да када су проток електране и разлика у нивоу воде константни, излазна снага електране зависи од ефикасности.Пракса је показала да поред перформанси хидрауличних турбина, генератора и преносне опреме, на ефикасност хидроелектрана утичу и други фактори, као што су квалитет изградње објеката и уградње опреме, квалитет рада и управљања, као и да ли је пројектовање хидроелектране. хидроелектрана исправна, све су то фактори који утичу на ефикасност хидроелектране.Наравно, неки од ових утицајних фактора су примарни, а неки секундарни, а под одређеним условима ће се и примарни и секундарни фактори трансформисати један у други.
Међутим, без обзира који је фактор, одлучујући фактор је то што људи нису објекти, машине контролишу људи, а технологијом управља мисао.Због тога је при пројектовању, изградњи и избору опреме хидроелектрана потребно да се у потпуности посвети субјективној улози човека, те да се тежи ка врхунском технологији како би се што више смањио енергетски губитак протока воде.Ово је за неке хидроелектране где је сам пад воде релативно мали.То је посебно важно.Истовремено, потребно је ефикасно ојачати рад и управљање хидроелектранама, како би се побољшала ефикасност електрана, потпуно искористили водни ресурси и омогућила већа улога малим хидроелектранама.
Време поста: 09.06.2021
