1, Pangkalahatang-ideya ng pagbuo ng hydropower
Ang pagbuo ng hydroelectric power ay upang i-convert ang enerhiya ng tubig ng mga natural na ilog sa electric energy para magamit ng mga tao. Ang mga pinagmumulan ng enerhiya na ginagamit ng mga istasyon ng kuryente ay magkakaiba, tulad ng solar energy, lakas ng tubig ng mga ilog, at lakas ng hangin na nabuo ng daloy ng hangin. Ang halaga ng pagbuo ng hydropower gamit ang hydropower ay mura, at ang pagtatayo ng mga hydropower station ay maaari ding pagsamahin sa iba pang water conservancy undertaking. Ang Tsina ay mayaman sa yamang tubig at may mahusay na mga kondisyon. Ang hydropower ay may mahalagang papel sa pambansang konstruksyon ng ekonomiya.
Ang antas ng tubig sa itaas ng ilog ay mas mataas kaysa sa antas ng tubig sa ibaba ng agos. Dahil sa pagkakaiba sa pagitan ng antas ng tubig ng ilog, nabubuo ang enerhiya ng tubig. Ang enerhiyang ito ay tinatawag na potensyal na enerhiya o potensyal na enerhiya. Ang pagkakaiba sa pagitan ng taas ng ibabaw ng tubig ng ilog ay tinatawag na drop, tinatawag ding water level difference o ulo. Ang pagbagsak na ito ay isang pangunahing kondisyon para sa haydroliko na kapangyarihan. Bilang karagdagan, ang laki ng kapangyarihan ng tubig ay nakasalalay din sa laki ng daloy ng tubig sa ilog, na isa pang pangunahing kondisyon na kasinghalaga ng patak. Ang parehong drop at discharge ay direktang nakakaapekto sa laki ng haydroliko na kapangyarihan; Kung mas malaki ang pagbagsak ng tubig, mas malaki ang haydroliko na kapangyarihan; Kung ang drop at dami ng tubig ay medyo maliit, ang output ng hydropower station ay magiging mas maliit.
Ang pagbaba ay karaniwang ipinahayag sa metro. Ang gradient ng ibabaw ng tubig ay ang ratio ng drop at distansya, na maaaring magpahiwatig ng antas ng konsentrasyon ng drop. Kung ang patak ay medyo puro, ang paggamit ng kapangyarihan ng tubig ay mas maginhawa. Ang drop na ginagamit ng isang hydropower station ay ang pagkakaiba sa pagitan ng upstream water surface ng hydropower station at ang downstream water surface pagkatapos dumaan sa hydraulic turbine.
Ang daloy ay ang dami ng tubig na dumadaloy sa isang ilog sa isang yunit ng oras, na ipinapakita sa metro kubiko bawat segundo. Ang isang metro kubiko ng tubig ay isang tonelada. Ang daloy ng isang ilog ay nagbabago anumang oras at kahit saan, kaya kapag pinag-uusapan natin ang daloy, dapat nating ipaliwanag ang oras ng tiyak na lugar kung saan ito dumadaloy. Ang daloy ay nagbabago nang malaki sa oras. Sa pangkalahatan, ang mga ilog sa China ay may malaking daloy sa tag-araw, taglagas at tag-ulan, ngunit maliit na daloy sa taglamig at tagsibol. Ang daloy ay nag-iiba bawat buwan, at ang dami ng tubig ay nag-iiba bawat taon. Ang daloy ng mga pangkalahatang ilog ay medyo maliit sa upstream; Habang nagtatagpo ang mga tributaries, unti-unting tumataas ang daloy sa ibaba ng agos. Samakatuwid, kahit na ang upstream drop ay puro, ang daloy ay maliit; Bagama't malaki ang daloy sa ibaba ng agos, ang patak ay medyo dispersed. Samakatuwid, madalas na pinakamatipid ang paggamit ng kapangyarihan ng tubig sa gitnang pag-abot ng ilog.
Alam ang pagbaba at daloy na ginagamit ng isang hydropower station, ang output nito ay maaaring kalkulahin gamit ang sumusunod na formula:
N= GQH
Sa formula, N - output, yunit: kW, tinatawag ding kapangyarihan;
Q - daloy, sa metro kubiko bawat segundo;
H - Drop, sa metro;
G=9.8, ay ang acceleration ng gravity, sa Newton/kg
Ang teoretikal na kapangyarihan ay kinakalkula ayon sa formula sa itaas, at walang pagkawala ay ibabawas. Sa katunayan, sa proseso ng pagbuo ng hydropower, ang mga water turbine, mga kagamitan sa paghahatid, mga generator, atbp. ay may hindi maiiwasang pagkawala ng kuryente. Samakatuwid, ang teoretikal na kapangyarihan ay dapat na may diskwento, iyon ay, ang aktwal na kapangyarihan na magagamit natin ay dapat na i-multiply sa koepisyent ng kahusayan (simbolo: K).
Ang dinisenyo na kapangyarihan ng generator sa hydropower station ay tinatawag na rated power, at ang aktwal na kapangyarihan ay tinatawag na aktwal na kapangyarihan. Sa proseso ng pagbabagong-anyo ng enerhiya, hindi maiiwasang mawalan ng kaunting enerhiya. Sa proseso ng pagbuo ng hydropower, higit sa lahat ay may mga pagkalugi ng mga hydraulic turbine at generator (kabilang ang mga pagkawala ng mga pipeline). Sa mga rural na istasyon ng micro hydropower, ang iba't ibang pagkalugi ay nagkakahalaga ng 40~50% ng kabuuang teoretikal na kapangyarihan, kaya ang output ng mga istasyon ng hydropower ay maaari lamang gumamit ng 50~60% ng teoretikal na kapangyarihan, iyon ay, ang kahusayan ay humigit-kumulang 0.5~0.60 (kabilang ang kahusayan ng turbine na 0.70~0.85, ang kahusayan ng mga kagamitan sa paghahatid ng tubo~0.9.85, ang kahusayan ng mga tubo at ang transmission ng mga tubo~0.9.85~0.9.85. 0.80~0.85). Samakatuwid, ang aktwal na kapangyarihan (output) ng hydropower station ay maaaring kalkulahin tulad ng sumusunod:
K – kahusayan ng hydropower station, (0.5~0.6) ay pinagtibay para sa magaspang na pagkalkula ng micro hydropower station; Ang formula sa itaas ay maaaring gawing simple bilang:
N=(0.5 ～ 0.6) QHG aktwal na kapangyarihan=kahusayan × daloy × Bumaba × siyam na punto walo
Ang paggamit ng hydropower ay ang paggamit ng tubig upang magmaneho ng isang uri ng makinarya, na tinatawag na water turbine. Halimbawa, ang sinaunang waterwheel sa China ay isang napakasimpleng water turbine. Ang iba't ibang hydraulic turbine na ginagamit ngayon ay iniangkop sa iba't ibang partikular na kondisyon ng haydroliko, upang mas mabisa ang pag-ikot ng mga ito at gawing mekanikal na enerhiya ang enerhiya ng tubig. Ang isa pang makina, ang generator, ay konektado sa water turbine upang paikutin ang rotor ng generator kasama ng water turbine, at pagkatapos ay maaaring mabuo ang kuryente. Ang generator ay maaaring nahahati sa dalawang bahagi: ang bahagi na umiikot kasama ng hydraulic turbine at ang nakapirming bahagi ng generator. Ang bahagi na umiikot kasama ng hydraulic turbine ay tinatawag na rotor ng generator, at mayroong maraming magnetic pole sa paligid ng rotor; Ang isang bilog sa paligid ng rotor ay ang nakapirming bahagi ng generator, na tinatawag na stator ng generator. Ang stator ay nakabalot ng maraming coils coils. Kapag maraming magnetic pole ng rotor ang umiikot sa gitna ng stator copper coil, ang kasalukuyang bubuo sa copper wire, at ang generator ay upang i-convert ang mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya.
Ang electric energy na nabuo ng power station ay binago mula sa iba't ibang electrical equipment tungo sa mekanikal na enerhiya (motor o motor), light energy (electric lamp), heat energy (electric furnace), atbp.
2、 Komposisyon ng hydropower station
Ang hydropower station ay binubuo ng mga haydroliko na istruktura, kagamitang mekanikal at kagamitang elektrikal.
（1） Mga istrukturang haydroliko
Kabilang dito ang weir (dam), intake gate, channel (o tunnel), forebay (o regulating tank), penstock, power house at tailrace, atbp.
Gumawa ng weir (dam) sa ilog upang harangan ang ilog, itaas ang ibabaw ng tubig at bumuo ng isang reservoir. Sa ganitong paraan, ang isang konsentradong patak ay nabuo mula sa ibabaw ng tubig ng reservoir sa weir (dam) hanggang sa ibabaw ng tubig ng ilog sa ilalim ng dam, at pagkatapos ay ipinapasok ang tubig sa istasyon ng hydropower sa pamamagitan ng mga tubo ng tubig o mga lagusan. Sa matarik na channel ng ilog, ang paggamit ng mga diversion channel ay maaari ding bumuo ng isang patak. Halimbawa, ang patak ng natural na ilog ay 10 metro kada kilometro. Kung ang isang channel ay binuksan sa itaas na dulo ng seksyong ito ng ilog upang ipasok ang tubig, ang channel ay huhukayin sa tabi ng ilog, at ang gradient ng channel ay magiging patag. Kung ang pagbaba sa channel ay 1 metro lamang kada kilometro, ang tubig ay dadaloy ng 5 kilometro sa channel, at ang tubig ay babagsak lamang ng 5 metro, habang ang tubig ay babagsak ng 50 metro pagkatapos maglakad ng 5 kilometro sa natural na ilog. Sa oras na ito, ang tubig sa channel ay dinadala pabalik sa power house sa tabi ng ilog na may mga tubo ng tubig o tunnels, at mayroong 45m concentrated drop na maaaring magamit upang makabuo ng kuryente.
Ang hydropower station na gumagamit ng mga diversion channel, tunnel o water pipe (gaya ng mga plastic pipe, steel pipe, concrete pipe, atbp.) upang bumuo ng concentrated drop ay tinatawag na diversion channel type hydropower station, na isang tipikal na layout ng mga hydropower station.
（2） Kagamitang mekanikal at elektrikal
Bilang karagdagan sa mga gawaing haydroliko sa itaas (weir, canal, forebay, penstock at powerhouse), kailangan din ng hydropower station ang mga sumusunod na kagamitan:
(1) Kagamitang mekanikal
May mga hydraulic turbine, gobernador, gate valve, transmission equipment at non power generation equipment.
(2) Kagamitang elektrikal
Mayroong mga generator, mga control panel ng pamamahagi, mga transformer, mga linya ng paghahatid, atbp.
Gayunpaman, hindi lahat ng maliliit na istasyon ng hydropower ay mayroong mga haydroliko na istruktura at kagamitang mekanikal at elektrikal sa itaas. Kung ang low head hydropower station na may water head na mas mababa sa 6 na metro ay karaniwang gumagamit ng paraan ng diversion channel at open channel diversion chamber, walang forebay at penstock. Ang power station na may maliit na power supply range at maikling transmission distance ay gumagamit ng direktang transmission na walang transpormer. Ang mga istasyon ng hydropower na may mga reservoir ay hindi kailangang magtayo ng mga dam. Ang deep water inlet ay pinagtibay, at ang inner pipe (o tunnel) at spillway ng dam ay hindi kinakailangang gumamit ng hydraulic structures gaya ng weir, intake gate, channel at forebay.
Upang makapagtayo ng isang hydropower station, maingat na survey at disenyo ay dapat na isagawa muna. May tatlong yugto ng disenyo sa disenyo: paunang disenyo, teknikal na disenyo at mga detalye ng konstruksiyon. Upang makagawa ng isang mahusay na trabaho sa disenyo, kailangan muna nating magsagawa ng masusing pagsisiyasat, iyon ay, ganap na maunawaan ang mga lokal na natural at pang-ekonomiyang kondisyon - iyon ay, topograpiya, heolohiya, hydrology, kapital, atbp. Ang kawastuhan at pagiging maaasahan ng disenyo ay maaari lamang matiyak pagkatapos na makabisado ang mga kundisyong ito at pag-aralan ang mga ito.
Ang mga bahagi ng maliliit na istasyon ng hydropower ay may iba't ibang anyo ayon sa iba't ibang uri ng mga istasyon ng hydropower.
3, Topographic survey
Ang kalidad ng topographic survey ay may malaking impluwensya sa layout ng proyekto at pagtatantya ng mga dami.
Ang paggalugad ng geological (pag-unawa sa mga kondisyong geological) ay nangangailangan ng hindi lamang pangkalahatang pag-unawa at pagsasaliksik sa geology ng basin at geology sa tabing-ilog, kundi pati na rin ang pag-unawa kung ang pundasyon ng machine room ay solid, na direktang nakakaapekto sa kaligtasan ng mismong power station. Kapag ang barrage na may tiyak na dami ng reservoir ay nawasak, hindi lamang nito masisira ang hydropower station mismo, ngunit magdudulot din ng malaking pagkalugi ng buhay at ari-arian sa ibaba ng agos. Samakatuwid, ang heolohikal na pagpili ng forebay ay karaniwang inilalagay sa unang lugar.
4, Hydrometry
Para sa mga istasyon ng hydropower, ang pinakamahalagang hydrological data ay ang mga talaan ng antas ng tubig sa ilog, daloy, konsentrasyon ng sediment, icing, meteorological data at data ng survey ng baha. Ang laki ng daloy ng ilog ay nakakaapekto sa layout ng spillway ng hydropower station, at ang kalubhaan ng baha ay minamaliit, na hahantong sa pagkawasak ng dam; Ang sediment na dala ng ilog ay mabilis na mapupuno ang reservoir sa pinakamasamang kaso. Halimbawa, ang pag-agos sa channel ay magdudulot ng channel siltation, at ang magaspang na sediment ay dadaan sa hydraulic turbine at magdudulot ng pagkasira ng hydraulic turbine. Samakatuwid, ang pagtatayo ng mga istasyon ng hydropower ay dapat na may sapat na data ng hydrological.
Samakatuwid, bago magpasyang magtayo ng isang hydropower station, kinakailangang siyasatin at pag-aralan ang direksyon ng pag-unlad ng ekonomiya at ang hinaharap na pangangailangan para sa kuryente sa lugar ng suplay ng kuryente. Kasabay nito, tantiyahin ang sitwasyon ng iba pang pinagmumulan ng kuryente sa development area. Pagkatapos lamang na pag-aralan at pag-aralan ang mga kondisyon sa itaas maaari tayong magpasya kung ang hydropower station ay kailangang itayo at kung gaano kalaki ang sukat ng konstruksiyon.
Sa pangkalahatan, ang layunin ng hydropower survey ay magbigay ng tumpak at maaasahang pangunahing data na kinakailangan para sa disenyo at pagtatayo ng mga hydropower station.
5、 Pangkalahatang kondisyon ng napiling lugar ng istasyon
Ang mga pangkalahatang kondisyon para sa pagpili ng lugar ng istasyon ay maaaring ilarawan sa sumusunod na apat na aspeto:
（1） Ang napiling lugar ng istasyon ay dapat gumawa ng pinakamatipid na paggamit ng enerhiya ng tubig at sumunod sa prinsipyo ng pagtitipid sa gastos, iyon ay, pagkatapos makumpleto ang istasyon ng kuryente, ang pinakamababang gastos ay gagastusin at ang pinakamataas na kapangyarihan ay bubuo. Sa pangkalahatan, masusukat ito sa pamamagitan ng pagtatantya ng taunang kita mula sa pagbuo ng kuryente at pamumuhunan sa pagtatayo ng istasyon upang makita kung gaano katagal mababawi ang namuhunan na kapital. Gayunpaman, dahil sa iba't ibang mga kondisyon ng hydrological at topographic at iba't ibang mga pangangailangan para sa kapangyarihan, ang gastos at pamumuhunan ay hindi dapat limitado ng ilang mga halaga.
（2） Ang napiling lugar ng istasyon ay dapat magkaroon ng higit na mataas na topographic, geological at hydrological na kondisyon, at posible sa disenyo at konstruksiyon. Ang pagtatayo ng mga maliliit na istasyon ng hydropower ay dapat sumunod sa prinsipyo ng "mga lokal na materyales" hangga't maaari sa mga tuntunin ng mga materyales sa gusali.
（3） Ang napiling lugar ng istasyon ay dapat na malapit sa suplay ng kuryente at lugar ng pagproseso hangga't maaari upang mabawasan ang pamumuhunan sa kagamitan sa paghahatid at pagkawala ng kuryente.
（4） Kapag pumipili ng lugar ng istasyon, ang mga umiiral na haydroliko na istruktura ay dapat gamitin hangga't maaari. Halimbawa, maaaring gamitin ang patak ng tubig upang magtayo ng mga istasyon ng hydropower sa mga channel ng irigasyon, o maaaring magtayo ng mga istasyon ng hydropower malapit sa mga reservoir ng irigasyon upang makabuo ng kuryente gamit ang daloy ng irigasyon, atbp. Dahil ang mga istasyon ng hydropower na ito ay maaaring sumunod sa prinsipyo ng pagbuo ng kuryente kapag may tubig, ang kanilang kahalagahan sa ekonomiya ay mas kitang-kita.
Oras ng post: Okt-25-2022
