Uzalishaji wa umeme wa maji, kama chanzo cha nishati mbadala, kisicho na uchafuzi na safi, umethaminiwa na watu kwa muda mrefu. Siku hizi, vituo vikubwa na vya kati vya kuzalisha umeme kwa maji vinatumika sana na teknolojia za nishati mbadala zilizokomaa kote ulimwenguni. Kwa mfano, kituo cha kufua umeme cha Three Gorges nchini China ndicho kituo kikubwa zaidi cha kuzalisha umeme kwa maji duniani. Hata hivyo, vituo vikubwa na vya kati vya kuzalisha umeme kwa maji vina athari nyingi hasi kwa mazingira, kama vile mabwawa kuzuia mtiririko mzuri wa mito ya asili, kuzuia utiririshaji wa mashapo, na kubadilisha mazingira ya mfumo ikolojia; Ujenzi wa vituo vya kufua umeme kwa maji pia unahitaji mafuriko makubwa ya ardhi, na kusababisha idadi kubwa ya wahamiaji.
Kama chanzo kipya cha nishati, umeme mdogo wa maji una athari ndogo zaidi kwa mazingira ya ikolojia, na kwa hivyo unazidi kuthaminiwa na watu. Vituo vidogo vya kuzalisha umeme kwa maji, kama vile vituo vikubwa na vya ukubwa wa kati, vyote ni mitambo ya kuzalisha umeme kwa maji. Inayojulikana kama "nguvu ndogo ya maji" inarejelea vituo vya nguvu ya maji au mitambo ya umeme wa maji na mifumo ya nguvu iliyo na uwezo mdogo sana uliowekwa, na uwezo wake uliowekwa hutofautiana kulingana na hali ya kitaifa ya kila nchi.
Nchini Uchina, "nguvu ndogo ya maji" inarejelea vituo vya kuzalisha umeme kwa maji na kuunga mkono gridi za ndani zenye uwezo uliosakinishwa wa 25MW au chini ya hapo, ambazo zinafadhiliwa na kuendeshwa na mashirika ya ndani, ya pamoja, au ya kibinafsi. Umeme mdogo wa maji ni wa nishati isiyo na kaboni, ambayo haina tatizo la kupungua kwa rasilimali na haisababishi uchafuzi wa mazingira. Ni sehemu ya lazima ya utekelezaji wa mkakati wa maendeleo endelevu wa China.
Kuendeleza nishati mbadala kama vile umeme mdogo wa maji kulingana na hali ya ndani na kubadilisha rasilimali za umeme wa maji kuwa umeme wa hali ya juu kumekuwa na jukumu muhimu katika kuhakikisha maendeleo ya kitaifa ya kiuchumi na kijamii, kuboresha maisha ya watu, kutatua tatizo la matumizi ya umeme katika maeneo yasiyo na umeme na uhaba wa umeme, kukuza utawala wa mto, uboreshaji wa mazingira, ulinzi wa mazingira, na maendeleo ya kijamii na kiuchumi ya ndani.
China ina akiba nyingi za rasilimali ndogo za umeme wa maji, ikiwa na akiba ya kinadharia ya kW milioni 150 na uwezo wa kuweka zaidi ya MW 70000 kwa maendeleo. Ni chaguo lisiloepukika kuendeleza kwa nguvu nguvu ndogo ya maji ili kuboresha muundo wa nishati katika muktadha wa ulinzi wa mazingira wa kaboni duni, uhifadhi wa nishati na upunguzaji wa hewa chafu, na maendeleo endelevu. Kwa mujibu wa mpango wa Wizara ya Rasilimali za Maji, ifikapo mwaka 2020, China itajenga majimbo 10 madogo ya kuzalisha umeme kwa maji yenye uwezo wa kuweka zaidi ya kW milioni 5, besi kubwa 100 za kuzalisha umeme kwa nguvu za kW 200000, na kaunti ndogo 300 za kufua umeme wa maji zenye uwezo wa kuweka zaidi ya 100000 kW. Ifikapo mwaka 2023, kama ilivyopangwa na Wizara ya Rasilimali za Maji, uzalishaji mdogo wa umeme wa maji hautafikia tu lengo la 2020, lakini pia utakuwa na maendeleo makubwa kwa msingi huu.
Kituo cha kuzalisha umeme kwa maji ni mfumo wa kuzalisha umeme ambao hubadilisha nishati ya maji kuwa umeme kupitia turbine ya maji, na seti ya jenereta ya turbine ya maji ni kifaa cha msingi cha kufikia ubadilishaji wa nishati katika mifumo ndogo ya umeme wa maji. Mchakato wa ubadilishaji wa nishati ya seti ya jenereta ya umeme imegawanywa katika hatua mbili.
Hatua ya kwanza inabadilisha nishati inayowezekana ya maji kuwa nishati ya mitambo ya turbine ya maji. Mtiririko wa maji una uwezo tofauti wa nishati katika miinuko na ardhi tofauti. Wakati mtiririko wa maji kutoka kwa nafasi ya juu unaathiri turbine katika nafasi ya chini, nishati inayoweza kuzalishwa na mabadiliko ya kiwango cha maji inabadilishwa kuwa nishati ya mitambo ya turbine.
Katika hatua ya pili, nishati ya mitambo ya turbine ya maji inabadilishwa kwanza kuwa nishati ya umeme, ambayo hupitishwa kwa vifaa vya umeme kupitia mistari ya maambukizi ya gridi ya nguvu. Baada ya kuathiriwa na mtiririko wa maji, turbine ya maji huendesha jenereta iliyounganishwa ya koaxial kuzunguka. Rota ya jenereta inayozunguka huendesha uga wa sumaku wa msisimko kuzunguka, na upepo wa stator wa jenereta hukata mistari ya uga wa sumaku ya msisimko ili kuzalisha nguvu ya kielektroniki inayochochewa. Kwa upande mmoja, hutoa nishati ya umeme, na kwa upande mwingine, hutoa torque ya kusimama kwa umeme katika mwelekeo tofauti wa mzunguko kwenye rota. Mtiririko wa maji huendelea kuathiri kifaa cha turbine ya maji, na torati ya mzunguko inayopatikana na turbine ya maji kutoka kwa mtiririko wa maji inashinda torati ya breki ya kielektroniki inayotolewa kwenye rota ya jenereta. Wakati hizi mbili zinafikia usawa, kitengo cha turbine ya maji kitafanya kazi kwa kasi isiyobadilika ili kuzalisha umeme kwa utulivu na ubadilishaji kamili wa nishati.
Seti ya jenereta ya umeme wa maji ni kifaa muhimu cha ubadilishaji wa nishati ambacho hubadilisha nishati inayoweza kutokea ya maji kuwa nishati ya umeme. Kwa ujumla huwa na turbine ya maji, jenereta, kidhibiti kasi, mfumo wa uchochezi, mfumo wa kupoeza, na vifaa vya kudhibiti mitambo. Utangulizi mfupi wa aina na kazi za vifaa kuu katika seti ya kawaida ya jenereta ya umeme ni kama ifuatavyo.
1) Turbine ya maji. Kuna aina mbili za mitambo ya maji inayotumika sana: msukumo na tendaji.
2) Jenereta. Jenereta nyingi hutumia jenereta za synchronous zenye msisimko wa umeme.
3) Mfumo wa uchochezi. Kwa sababu ya ukweli kwamba jenereta kwa ujumla ni jenereta zenye msisimko wa umeme, ni muhimu kudhibiti mfumo wa uchochezi wa DC ili kufikia udhibiti wa voltage, udhibiti wa nguvu na tendaji wa nishati ya umeme, ili kuboresha ubora wa nishati ya umeme ya pato.
4) Udhibiti wa kasi na kifaa cha kudhibiti (ikiwa ni pamoja na kidhibiti kasi na kifaa cha shinikizo la mafuta). Gavana hutumiwa kudhibiti kasi ya turbine ya maji, ili mzunguko wa nishati ya umeme ya pato inakidhi mahitaji ya usambazaji wa nguvu.
5) Mfumo wa baridi. Jenereta ndogo za hidrojeni hasa hutumia kupoeza hewa, kwa kutumia mfumo wa uingizaji hewa ili kusaidia kuondosha joto na kupoeza uso wa stator ya jenereta, rota na msingi wa chuma.
6) Kifaa cha kusimama. Jenereta za hydraulic na uwezo uliopimwa unaozidi thamani fulani zina vifaa vya kuvunja.
7) Vifaa vya kudhibiti mitambo. Vifaa vingi vya udhibiti wa kituo cha umeme huchukua udhibiti wa dijiti wa kompyuta ili kufikia utendakazi kama vile uunganisho wa gridi ya taifa, udhibiti wa mzunguko, udhibiti wa voltage, udhibiti wa kipengele cha nguvu, ulinzi na mawasiliano ya uzalishaji wa umeme unaotokana na maji.
Umeme mdogo wa maji unaweza kugawanywa katika aina ya diversion, aina ya bwawa, na aina ya mseto kulingana na mbinu ya kichwa iliyokolea. Vituo vingi vidogo vya kuzalisha umeme kwa maji nchini Uchina ni vya aina ya uchepushaji wa aina ya vituo vidogo vya kuzalisha umeme kwa kutumia maji.
Sifa za uzalishaji mdogo wa umeme wa maji ni kiwango kidogo cha ujenzi wa kituo, uhandisi rahisi, ununuzi rahisi wa vifaa, na kimsingi matumizi ya kibinafsi, bila kupeleka umeme kwenye maeneo ya mbali na kituo; Gridi ndogo ya umeme wa maji ina uwezo mdogo, na uwezo wa kuzalisha umeme pia ni mdogo. Kukataliwa kwa nguvu ndogo ya umeme wa maji kuna sifa kali za mitaa na za wingi.
Kama chanzo cha nishati safi, umeme mdogo wa maji umechangia ujenzi wa vijiji vya nishati mpya ya ujamaa nchini China. Tunaamini kwamba mchanganyiko wa nishati ndogo ya maji na teknolojia ya kuhifadhi nishati utafanya maendeleo ya umeme mdogo wa maji kuvutia macho zaidi katika siku zijazo!
Muda wa kutuma: Dec-11-2023
