HPP: funktionsprincip, skema, udstyr, strøm

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Næsten alle forestiller sig formålet med vandkraftværker, men kun få forstår virkelig princippet om drift af vandkraftværker. Hovedmysteriet for folk er, hvordan hele denne enorme dæmning genererer elektrisk energi uden brændstof. Lad os tale om det.

Hvad er et vandkraftværk?

Vandkraftværk er et komplekst kompleks bestående af forskellige strukturer og specialudstyr. Vandkraftværker bygges på floder, hvor der er en konstant strøm af vand til at fylde dæmningen og reservoiret. Lignende strukturer (dæmninger) skabt under opførelsen af et vandkraftværk er nødvendige for at koncentrere en konstant strøm af vand, som omdannes til elektrisk energi ved hjælp af specialudstyr til vandkraftværker.

Bemærk, at valget af et byggested spiller en vigtig rolle med hensyn til effektiviteten af HPP. To betingelser er nødvendige: garanteret uudtømmelig forsyning af vand og en høj hældning af floden.

HPP-driftsprincip

Betjening af et vandkraftværk er ret simpelt. Opført hydrauliske strukturergive et stabilt tryk af vand, der kommer ind i turbinebladene. Trykket sætter turbinen i gang, som et resultat af det roterer generatorerne. Sidstnævnte genererer elektricitet, som derefter leveres til forbrugeren gennem højspændingstransmissionsledninger.

Den største vanskelighed ved en sådan struktur er at sikre et konstant vandtryk, hvilket opnås ved at bygge en dæmning. Takket være det er en stor mængde vand koncentreret på ét sted. I nogle tilfælde bruges en naturlig vandstrøm, og nogle gange bruges en dæmning og omledning (naturlig strømning) sammen.

I selve bygningen er der udstyr til et vandkraftværk, hvis hovedopgave er at omdanne den mekaniske energi fra vandbevægelser til elektrisk energi. Denne opgave er tildelt generatoren. Yderligere udstyr bruges også til at styre driften af stationen, distributionsanordninger og transformerstationer.

Billedet nedenfor viser et skematisk diagram af HPP.

Som du kan se, roterer strømmen af vand generatorens turbine, som genererer energi, leverer den til transformeren til konvertering, hvorefter den transporteres gennem elledninger til leverandøren.

Power

Der er forskellige vandkraftværker, der kan opdeles efter den genererede strøm:

1. Meget kraftig - over 25 MW.
2. Medium – op til 25 MW.
3. Small - med generation op til 5 MW.

Et vandkraftværks effekt afhænger primært af vandstrømmen og effektiviteten af selve generatoren, som bruges på den. Men selv det mesteen effektiv installation vil ikke kunne producere store mængder el med et svagt vandtryk. Det er også værd at overveje, at effekten af et vandkraftværk ikke er konstant. På grund af naturlige årsager kan vandstanden i dæmningen stige eller falde. Alt dette har indflydelse på mængden af produceret elektricitet.

Dæmningens rolle

Det mest komplekse, største og generelt hovedelementet i ethvert vandkraftværk er en dæmning. Det er umuligt at forstå, hvad et vandkraftværk er uden at forstå essensen af, hvordan en dæmning fungerer. De er enorme broer, der holder vandstrømmen. Afhængigt af designet kan de variere: der er gravitations-, buede og andre strukturer, men deres mål er altid det samme - at beholde en stor mængde vand. Det er takket være dæmningen, at det er muligt at koncentrere en stabil og kraftig vandstrøm, der leder det til vingerne på en turbine, der roterer en generator. Det producerer til gengæld elektrisk energi.

Teknologi

Som vi allerede ved, er princippet for driften af et vandkraftværk baseret på brugen af den mekaniske energi fra faldende vand, som senere omdannes til elektrisk energi ved hjælp af en turbine og en generator. Selve møllerne kan installeres enten i dæmningen eller i nærheden af den. I nogle tilfælde bruges en rørledning, hvorigennem vand under dæmningens niveau passerer under højt tryk.

Der er adskillige effektindikatorer for ethvert vandkraftværk: vandgennemstrømning og hydrostatisk højde. Den sidste indikator bestemmes af højdeforskellen mellem start- og slutpunkter.frit fald af vand. Når du opretter et stationsdesign, er hele designet baseret på en af disse indikatorer.

Dagens kendte teknologier til produktion af elektricitet gør det muligt at opnå høj effektivitet ved konvertering af mekanisk energi til elektrisk energi. Nogle gange er det flere gange højere end for termiske kraftværker. En sådan høj effektivitet opnås på grund af det udstyr, der bruges på vandkraftværket. Den er pålidelig og forholdsvis nem at bruge. På grund af manglen på brændstof og frigivelsen af en stor mængde termisk energi er levetiden for sådant udstyr desuden ret lang. Nedbrud er yderst sjældne her. Det antages, at minimumslevetiden for generatorsæt og strukturer generelt er omkring 50 år. Selv om vandkraftværker, der blev bygget i 30'erne af det sidste århundrede, faktisk fungerer ganske vellykket.

russiske vandkraftværker

I dag opererer omkring 100 vandkraftværker i Rusland. Selvfølgelig er deres kapacitet forskellig, og de fleste af dem er stationer med en installeret kapacitet på op til 10 MW. Der er også sådanne stationer som Pirogovskaya eller Akulovskaya, som blev sat i drift i 1937, og deres kapacitet er kun 0,28 MW.

De største er Sayano-Shushenskaya og Krasnoyarsk HPP med en kapacitet på henholdsvis 6400 og 6000 MW. Stationer følger:

1. Bratskaya (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HPP (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

På trods af det enorme antal af sådanne anlæg genererer de kun 47.700 MW, hvilket svarer til 20 % af den samlede mængde af al energi produceret i Rusland.

Afslutningsvis

Nu forstår du princippet om drift af vandkraftværker, som omdanner den mekaniske energi fra vandstrømmen til elektrisk energi. På trods af den ret enkle idé om at opnå energi, gør komplekset af udstyr og nye teknologier sådanne strukturer komplekse. Men sammenlignet med atomkraftværker er de virkelig primitive.