Производња хидроелектрана, као обновљив, чист и без загађења извор енергије, одавно је била цењена од стране људи. Данас се велике и средње хидроелектране широко користе и релативно су зреле технологије обновљивих извора енергије широм света. На пример, хидроелектрана Три клисуре у Кини је највећа хидроелектрана на свету. Међутим, велике и средње хидроелектране имају много негативних утицаја на животну средину, као што су бране које блокирају несметан ток природних река, блокирају испуштање седимента и мењају екосистемско окружење; Изградња хидроелектрана такође захтева опсежно поплављивање земљишта, што резултира великим бројем имиграната.
Као нови извор енергије, мале хидроенергије имају много мањи утицај на еколошку средину и стога их људи све више цене. Мале хидроелектране, као и велике и средње хидроелектране, су хидроелектране. Уобичајено названи „мале хидроелектране“ односе се на хидроелектране или хидроелектране и енергетске системе са веома малим инсталираним капацитетом, а њихов инсталирани капацитет варира у зависности од националних услова сваке земље.
У Кини, „мале хидроелектране“ се односе на хидроелектране и локалне електроенергетске мреже са инсталираним капацитетом од 25 MW или мање, које финансирају и којима управљају локални, колективни или појединачни субјекти. Мале хидроелектране спадају у чисту енергију без угљеника, која нема проблем исцрпљивања ресурса и не изазива загађење животне средине. Оне су неопходна компонента кинеске имплементације стратегије одрживог развоја.
Развој обновљивих извора енергије, као што су мале хидроелектране, у складу са локалним условима и трансформација хидроенергетских ресурса у висококвалитетну електричну енергију одиграли су важну улогу у обезбеђивању националног економског и друштвеног развоја, побољшању квалитета живота људи, решавању проблема потрошње електричне енергије у подручјима без несташице електричне енергије и енергије, промоцији управљања рекама, еколошком побољшању, заштити животне средине и локалном друштвено-економском развоју.
Кина има обилне резерве малих хидроенергетских ресурса, са теоретски процењеном резервом од 150 милиона kW и потенцијалним инсталираним капацитетом од преко 70.000 MW за развој. Неизбежан је избор снажан развој малих хидроенергетских ресурса како би се побољшала енергетска структура у контексту заштите животне средине са ниским садржајем угљеника, уштеде енергије и смањења емисија, као и одрживог развоја. Према плану Министарства за водне ресурсе, до 2020. године Кина ће изградити 10 провинција са малим хидроенергетским капацитетом од преко 5 милиона kW, 100 великих база малих хидроенергетских ресурса са инсталираним капацитетом од преко 200.000 kW и 300 округа са малим хидроенергетским капацитетом од преко 100.000 kW. До 2023. године, како је планирано од стране Министарства за водне ресурсе, производња мале хидроенергије не само да ће достићи циљ за 2020. годину, већ ће се на овој основи и боље развити.
Хидроелектрана је систем за производњу електричне енергије који претвара енергију воде у електричну енергију помоћу водене турбине, а генераторски сет водене турбине је основни уређај за постизање конверзије енергије у малим хидроенергетским системима. Процес конверзије енергије хидроелектричног генераторског сета подељен је у две фазе.
Прва фаза претвара потенцијалну енергију воде у механичку енергију водне турбине. Проток воде има различиту потенцијалну енергију на различитим надморским висинама и теренима. Када проток воде са вишег положаја удари у турбину на нижем положају, потенцијална енергија генерисана променом нивоа воде претвара се у механичку енергију турбине.
У другој фази, механичка енергија водене турбине се прво претвара у електричну енергију, која се затим преноси на електричну опрему преко далековода електроенергетске мреже. Након што је под утицајем протока воде, водена турбина покреће коаксијално повезани генератор да се окреће. Ротор генератора који се ротира побуђује магнетно поље, а намотај статора генератора пресеца линије побуђујућег магнетног поља како би генерисао индуковану електромоторну силу. С једне стране, емитује електричну енергију, а са друге стране генерише електромагнетни кочиони момент у супротном смеру ротације на ротору. Проток воде континуирано утиче на јединицу водене турбине, а обртни момент који водена турбина добија од протока воде превазилази електромагнетни кочиони момент генерисан у ротору генератора. Када ова два фактора достигну равнотежу, јединица водене турбине ће радити константном брзином како би стабилно генерисала електричну енергију и завршила конверзију енергије.
Хидроелектрични генератор је важан уређај за конверзију енергије који претвара потенцијалну енергију воде у електричну енергију. Генерално се састоји од водене турбине, генератора, регулатора брзине, система побуде, система за хлађење и опреме за управљање електраном. Кратак увод у типове и функције главне опреме у типичном хидроелектричном генератору је следећи:
1) Водена турбина. Постоје две уобичајено коришћене врсте водних турбина: импулсне и реактивне.
2) Генератор. Већина генератора користи електрично побуђене синхроне генераторе.
3) Систем побуде. Због чињенице да су генератори генерално електрично побуђени синхрони генератори, неопходно је контролисати једносмерни систем побуде како би се постигла регулација напона, регулација активне и реактивне снаге електричне енергије, како би се побољшао квалитет излазне електричне енергије.
4) Уређај за регулацију и контролу брзине (укључујући регулатор брзине и уређај за притисак уља). Регулатор се користи за регулисање брзине водене турбине, тако да фреквенција излазне електричне енергије задовољава захтеве напајања.
5) Систем хлађења. Мали хидрогенератори углавном користе ваздушно хлађење, користећи систем вентилације који помаже у расипању топлоте и хлађењу површине статора, ротора и гвозденог језгра генератора.
6) Уређај за кочење. Хидраулични генератори са номиналним капацитетом који прелази одређену вредност опремљени су уређајима за кочење.
7) Опрема за управљање електранама. Већина опреме за управљање електранама користи рачунарску дигиталну контролу како би остварила функције као што су прикључак на мрежу, регулација фреквенције, регулација напона, регулација фактора снаге, заштита и комуникација производње хидроелектричне енергије.
Мале хидроелектране могу се поделити на преусмеравајуће, бранске и хибридне на основу методе концентрисаног пада. Већина малих хидроелектрана у Кини су релативно економичне мале хидроелектране преусмеравајућег типа.
Карактеристике производње мале хидроелектране су мала размера изградње станице, једноставан инжењеринг, лака набавка опреме и у основи самостална употреба, без преноса електричне енергије на места далеко од станице; Мрежа малих хидроелектрана има мали капацитет, а капацитет производње електричне енергије је такође мали. Одбацивање малих хидроелектрана има јаке локалне и масовне карактеристике.
Као чисти извор енергије, мале хидроелектране су допринеле изградњи социјалистичких нових енергетских села у Кини. Верујемо да ће комбинација малих хидроелектрана и технологије складиштења енергије учинити развој малих хидроелектрана привлачнијим у будућности!
Време објаве: 11. децембар 2023.
