Hur kan en droppe vatten återanvändas 19 gånger? En artikel avslöjar mysterierna kring vattenkraftproduktion
Vattenkraftproduktion har länge varit ett viktigt sätt att försörja el. Floden flyter tusentals kilometer lång och innehåller enorm energi. Utvecklingen och användningen av naturlig vattenenergi till elektricitet kallas vattenkraftproduktion. Processen för vattenkraftproduktion är egentligen en energiomvandlingsprocess.
1. Vad är ett pumpkraftverk?
Pumpkraftverk är för närvarande den mest tekniskt mogna och stabila metoden för högkapacitetsenergilagring. Genom att bygga eller använda de två befintliga reservoarerna bildas ett dropp, och överskottsel från kraftsystemet under lågbelastningsperioder pumpas till höga platser för lagring. Under toppbelastningsperioder genereras el genom att släppa ut vatten, så kallad "superkraftbank".
Vattenkraftverk är anläggningar som använder vattenflödets kinetiska energi för att generera elektricitet. De byggs vanligtvis vid höga vattenfall i floder och använder dammar för att stoppa vattenflödet och bilda reservoarer, som sedan omvandlar vattenenergi till elektricitet genom vattenturbiner och generatorer.
Kraftproduktionseffektiviteten för ett enskilt vattenkraftverk är dock inte hög eftersom det efter att vattnet flödat genom ett vattenkraftverk fortfarande finns mycket återstående kinetisk energi som inte utnyttjas. Om flera vattenkraftverk kan seriekopplas för att bilda ett kaskadsystem kan en vattendroppe aktiveras flera gånger på olika höjder, vilket förbättrar kraftproduktionseffektiviteten.
Vilka är fördelarna med vattenkraftverk utöver kraftproduktion? Faktum är att byggandet av vattenkraftverk också har en viktig inverkan på den lokala ekonomiska och sociala utvecklingen.
Å ena sidan kan byggandet av vattenkraftverk driva lokal infrastrukturbyggnation och industriell utveckling. Byggandet av vattenkraftverk kräver en stor mängd arbetskraft, materiella resurser och finansiella investeringar, vilket skapar lokala sysselsättningsmöjligheter och marknadsefterfrågan, driver utvecklingen av relaterade industrikedjor och ökar de lokala skatteintäkterna. Till exempel är den totala investeringen i Wudongde vattenkraftverksprojekt cirka 120 miljarder yuan, vilket kan driva regionala investeringar på 100 miljarder yuan till 125 miljarder yuan. Under byggperioden är den genomsnittliga årliga sysselsättningsökningen cirka 70 000 personer, vilket bildar en ny drivkraft för lokal ekonomisk tillväxt.
Å andra sidan kan byggandet av vattenkraftverk förbättra den lokala ekologiska miljön och människors välbefinnande. Byggandet av vattenkraftverk bör inte bara följa strikta miljöstandarder, utan också genomföra ekologisk restaurering och skydd, föda upp och släppa ut sällsynta fiskar, förbättra flodlandskap och främja biologisk mångfald. Till exempel har mer än 780 000 sällsynta fiskyngel, såsom split belly fish, white sköldpadda, long thin loach och abborre, släppts ut sedan Wudongde vattenkraftverk grundades. Dessutom kräver byggandet av vattenkraftverk omlokalisering och vidarebosättning av invandrare, vilket ger bättre levnadsvillkor och utvecklingsmöjligheter för lokalbefolkningen. Till exempel är Qiaojia län platsen för Baihetan vattenkraftverk, vilket innebär omlokalisering och vidarebosättning av 48 563 personer. Qiaojia län har omvandlat omlokaliseringsområdet till ett modernt urbaniseringsområde, förbättrat infrastruktur och offentliga serviceanläggningar samt förbättrat livskvaliteten och lyckan för invandrarbefolkningen.
Ett vattenkraftverk är inte bara ett kraftverk, utan också en fördelaktig anläggning. Det ger inte bara ren energi till landet, utan bidrar också till grön utveckling i närområdet. Detta är en win-win-situation som förtjänar vår uppskattning och lärdom.
2. Grundläggande typer av vattenkraftproduktion
De vanligt förekommande metoderna för koncentrerad vattenfallshantering inkluderar dammkonstruktion, vattenavledning eller en kombination av båda.
Bygg en damm i en del av floden med ett stort fall, etablera en reservoar för att lagra vatten och höja vattennivån, installera en vattenturbin utanför dammen, och vattnet från reservoaren rinner genom vattenledningskanalen (avledningskanalen) till vattenturbinen i den nedre delen av dammen. Vattnet driver turbinen att rotera och driver generatorn för att generera elektricitet, och rinner sedan genom utloppskanalen till floden nedströms. Detta är sättet att bygga en damm och bygga en reservoar för kraftproduktion.
På grund av den stora skillnaden i vattennivå mellan vattenytan i reservoaren inuti dammen och utloppsytan från den hydrauliska turbinen utanför dammen, kan en stor mängd vatten i reservoaren användas för arbete genom en stor potentiell energi, vilket kan uppnå en hög utnyttjandegrad av vattenresurserna. Vattenkraftverket som byggs med hjälp av metoden med koncentrerad droppdammkonstruktion kallas ett dammliknande vattenkraftverk och består huvudsakligen av dammliknande vattenkraftverk och flodbäddsliknande vattenkraftverk.
Anläggning av en reservoar för att lagra vatten och höja vattennivån i flodens övre delar, installation av en vattenturbin i de nedre delarna och avledning av vattnet från den uppströms belägna reservoaren till den nedre vattenturbinen genom avledningskanalen. Vattenflödet driver turbinen att rotera och driver generatorn för att generera elektricitet, och passerar sedan genom utloppskanalen till flodens nedre delar. Avledningskanalen kommer att vara längre och passera genom berget, vilket är ett sätt att avleda vatten och generera kraft.
På grund av den stora vattennivåskillnaden H0 mellan reservoarens uppströms yta och turbinens nedströms utloppsyta, arbetar en stor mängd vatten i reservoaren med en stor potentiell energi, vilket kan uppnå hög effektivitet i vattenresursutnyttjandet. Vattenkraftverk som använder en koncentrerad vattentrycksavledningsmetod kallas vattenkraftverk av avledningstyp, främst inklusive tryckavledningstyp och vattenkraftverk av icke-tryckavledningstyp.
3. Hur uppnår man "19 gångers återanvändning av en droppe vatten"?
Det är känt att Nanshan vattenkraftverk officiellt färdigställdes och togs i drift den 30 oktober 2019, beläget vid korsningen mellan Yanyuan County och Butuo County i Liangshan Yi autonoma prefektur, Sichuanprovinsen. Vattenkraftverkets totala installerade kapacitet är 102 000 megawatt, vilket är ett vattenkraftprojekt som utnyttjar naturliga vattenresurser, vindkraft och solenergi på ett omfattande sätt. Och det mest iögonfallande är att detta vattenkraftverk inte bara genererar elektricitet, utan också uppnår maximal effektivitet i vattenresurserna genom tekniska medel. Det använder en droppe vatten 19 gånger, vilket skapar ytterligare 34,1 miljarder kilowattimmar elektricitet, vilket skapar flera mirakel inom vattenkraftproduktion.
För det första använder Nanshan vattenkraftverk världens ledande hybridvattenkraftsteknik, som på ett omfattande sätt utnyttjar naturliga vattenresurser, vindenergi och solenergi, och uppnår systematisk optimering och samarbete genom tekniska medel, vilket uppnår hållbar utveckling.
För det andra introducerar vattenkraftverket banbrytande tekniker som stordataanalys, artificiell intelligens och sakernas internet för att finjustera olika aspekter som enhetsparametrar, vattennivå, tryckhöjd och vattenflöde, i syfte att förbättra vattenkraftverkets driftseffektivitet. Genom att till exempel etablera en teknik för automatisk spårning och reglering av konstant tryckhöjd maximerar vattenturbingeneratorenheten utnyttjandet av vattenresurser samtidigt som säker drift säkerställs, vilket uppnår målet att optimera och öka kraftproduktionen genom tryckhöjdsoptimering. Samtidigt, när vattennivån i reservoaren är låg, etablerar vattenkraftverk ett dynamiskt hanteringssystem för reservoaren för att bromsa vattennivåns sänkning, förbättra återvinningseffektiviteten och effektivt öka kraftproduktionskapaciteten.
Dessutom är Nanshan vattenkraftverks utmärkta design oumbärlig. Det använder en PM-vattenturbin (Pelton Michel-turbin), som kännetecknas av att när vatten sprutas på impellern kan munstyckets tvärsnittsarea och flödeshastigheten mot impellern justeras genom rotation, så att vattensprutans riktning och hastighet matchas med impellerns rotationsriktning och hastighet, vilket maximerar effektiviteten i kraftproduktionen. Dessutom har avancerad teknik som flerpunktsvattensprutningsteknik och tillägg av roterande sektioner använts, vilket avsevärt förbättrar kraftproduktionens effektivitet.
Slutligen använder Nanshan vattenkraftverk även exklusiv energilagringsteknik. En uppsättning nöddräneringsanläggningar för vattennivåer har lagts till i vattendeponeringsområdet. Genom vattenlagringsreservoaren kan vattenresurserna delas in i olika tidsperioder, vilket uppnår flera funktioner som vattenproduktion och kraftöverföring, och säkerställer ekonomisk och säker användning av vattenresurserna.
Sammantaget beror Nanshan vattenkraftverk på att målet att "återanvända 19 gånger en droppe vatten" på olika faktorer, inklusive världens ledande hybridteknik för vattenkraftproduktion, tillämpning av spetsteknologi, effektiva hanteringsmekanismer, utmärkt design och unik energilagringsteknik. Detta ger inte bara nya idéer och modeller för utvecklingen av vattenkraftindustrin, utan ger också värdefulla demonstrationer och inspirationer för hållbar utveckling av Kinas energiindustri.
Publiceringstid: 14 augusti 2023
