Prinsipyo at proseso ng hydraulic turbine sa planta ng hydropower

I-flush ang turbine ng tubig gamit ang potensyal na enerhiya o kinetic energy, at magsisimulang umikot ang turbine ng tubig. Kung ikokonekta natin ang generator sa turbine ng tubig, maaaring magsimulang makabuo ng kuryente ang generator. Kung tataasan natin ang antas ng tubig upang i-flush ang turbine, tataas ang bilis ng turbine. Samakatuwid, mas malaki ang pagkakaiba sa antas ng tubig, mas malaki ang kinetic energy na nakukuha ng turbine, at mas mataas ang convertible electric energy. Ito ang pangunahing prinsipyo ng hydropower.

Ang proseso ng pagpapalit ng enerhiya ay: ang gravitational potential energy ng tubig sa itaas ng agos ay kino-convert sa kinetic energy ng daloy ng tubig. Kapag ang tubig ay dumadaloy sa turbine, ang kinetic energy ay inililipat sa turbine, at pinapaandar ng turbine ang generator upang gawing enerhiyang elektrikal ang kinetic energy. Samakatuwid, ito ang proseso ng pagpapalit ng mekanikal na enerhiya sa enerhiyang elektrikal.

Dahil sa iba't ibang natural na kondisyon ng mga istasyon ng hydropower, ang kapasidad at bilis ng mga yunit ng hydro generator ay lubhang nag-iiba. Sa pangkalahatan, ang maliliit na hydro generator at high-speed hydro generator na pinapagana ng mga impulse turbine ay kadalasang gumagamit ng mga pahalang na istruktura, habang ang malalaki at katamtamang bilis ng mga generator ay kadalasang gumagamit ng mga patayong istruktura. Dahil ang karamihan sa mga istasyon ng hydropower ay malayo sa mga lungsod, kadalasan ay kailangan nilang magsuplay ng kuryente sa mga karga sa pamamagitan ng mahahabang linya ng transmisyon, samakatuwid, ang sistema ng kuryente ay naglalagay ng mas mataas na mga kinakailangan para sa katatagan ng operasyon ng mga hydro generator: ang mga parameter ng motor ay kailangang maingat na piliin; ang mga kinakailangan para sa moment of inertia ng rotor ay malaki. Samakatuwid, ang hitsura ng hydro generator ay naiiba sa steam turbine generator. Malaki ang diameter ng rotor nito at maikli ang haba nito. Ang oras na kinakailangan para sa pagsisimula at pagkonekta ng grid ng mga yunit ng hydro generator ay medyo maikli, at ang pagpapadala ng operasyon ay flexible. Bilang karagdagan sa pangkalahatang pagbuo ng kuryente, ito ay partikular na angkop para sa mga peak shaving unit at emergency standby unit. Ang maximum na kapasidad ng mga yunit ng water turbine generator ay umabot na sa 700,000 kilowatts.

Tungkol naman sa prinsipyo ng generator, napakalinaw ng pisika sa hayskul, at ang prinsipyo ng paggana nito ay batay sa batas ng electromagnetic induction at sa batas ng electromagnetic force. Samakatuwid, ang pangkalahatang prinsipyo ng pagkakagawa nito ay ang paggamit ng angkop na magnetic conductivity at mga conductive na materyales upang bumuo ng magnetic circuit at circuit para sa mutual electromagnetic induction upang makabuo ng electromagnetic power at makamit ang layunin ng conversion ng enerhiya.

Ang generator ng turbine ng tubig ay pinapagana ng turbine ng tubig. Maikli at makapal ang rotor nito, maikli ang oras na kinakailangan para sa pagsisimula ng yunit at koneksyon sa grid, at flexible ang pagpapadala ng operasyon. Bukod sa pangkalahatang pagbuo ng kuryente, partikular itong angkop para sa peak shaving unit at emergency standby unit. Ang pinakamataas na kapasidad ng mga unit ng generator ng turbine ng tubig ay umabot na sa 800,000 kilowatts.

Ang diesel generator ay pinapagana ng isang internal combustion engine. Mabilis itong patakbuhin at madaling patakbuhin, ngunit mataas ang gastos sa pagbuo ng kuryente. Pangunahin itong ginagamit bilang pang-emergency backup power, o sa mga lugar kung saan hindi naaabot ng malaking power grid ang mga mobile power station. Ang kapasidad nito ay mula ilang kilowatt hanggang ilang kilowatt. Ang torque output sa shaft ng diesel engine ay napapailalim sa pana-panahong pulsation, kaya dapat maiwasan ang mga aksidente sa resonance at pagkabasag ng shaft.

Ang bilis ng hydro generator ang magtatakda ng frequency ng alternating current na nalilikha. Upang matiyak ang katatagan ng frequency na ito, dapat na patatagin ang bilis ng rotor. Upang patatagin ang bilis, ang bilis ng prime mover (water turbine) ay maaaring kontrolin sa isang closed loop control mode. Ang frequency signal ng AC power na ipapadala ay sinasample at ipinapadala pabalik sa control system na kumokontrol sa anggulo ng pagbukas at pagsasara ng guide vane ng water turbine upang makontrol ang output power ng water turbine. Sa pamamagitan ng feedback control principle, maaaring patatagin ang bilis ng generator.