Jako największe odnawialne źródło energii, energia hydroelektryczna stanowi 22 procent światowej energii elektrycznej i wytwarza więcej energii niż inne źródła odnawialne, takie jak systemy energii słonecznej , wiatr, źródła geotermalne.
Są to drugie co do wielkości elektrownie po elektrowniach paliwowych. Elektrownia wodna jest skonstruowana w celu wytwarzania energii elektrycznej dla obciążeń podstawowych lub szczytowych, aw niektórych przypadkach przenosi oba obciążenia.
Te elektrownie zapewniają niezawodną energię elektryczną dzięki szerokiej gamie charakterystyk, takich jak możliwość śledzenia obciążenia, zasilanie szczytowe, szybsza praca od początku itp.
Praca Elektrowni Wodnej
Energia wodna jest wytwarzana z wody wypływającej z rzek lub z niektórych konstrukcji wykonanych przez człowieka, w których woda jest dostępna lub przechowywana. Elektrownie wodne składają się ze zbiornika wraz z zaporą, zastawką, turbiną, generator i linie przesyłowe.
W pobliżu jeziora lub dużej rzeki buduje się zaporę, aby przechowywać wodę w zbiorniku. Tama zatrzymuje wodę i zwiększa ciśnienie wody przy dnie. Jest zbudowany na większych wysokościach, aby zwiększyć natężenie przepływu.
praca elektrowni wodnej
Woda ze zbiorników przepływa przez zastawki, które są ogromnymi tunelami do transportu wody. W tych roślinach do obracania wału silnika wykorzystuje się opadanie wody.
Kiedy woda jest podawana ze zbiornika przez tunele na łopatkach turbiny, turbina zaczyna się obracać w kierunku działania siły wody. Ponieważ ta turbina jest połączona z wałem alternatora, energia elektryczna jest wytwarzany przez alternator.
Tutaj energia kinetyczna przepływającej wody jest zamieniana na energię elektryczną, która jest następnie przesyłana do podstacji liniami przesyłowymi, jak pokazano na powyższym rysunku.
Ilość energii elektrycznej zależy od dwóch czynników
1. Głowa wody
2. Szybkość przepływu wody wypływającej z wody
Głowica wody wskazuje odległość lustra wody od powierzchni turbiny i zależy od ilości wody dostępnej w zbiorniku oraz wielkości zbiornika. Jeśli głowica jest większa, woda z większej wysokości opada z większą siłą, powodując wzrost obrotów turbiny.
Powoduje to więcej wyników w więcej wytwarzanie energii. Podobnie, jeśli tempo wypływu wody jest większe, generowana jest duża moc, ponieważ ilość spadającej wody jest większa, a prędkość wody zależy od przepustowości rzeki, takiej jak duża woda lub więcej wody płynącej w większych rzekach.
Części / komponenty elektrowni wodnej
Budowa elektrowni wodnej wymaga wysokich początkowych kosztów budowy tamy, zbiorników i elektrowni. Ale po uruchomieniu wymaga mniejszych opłat za konserwację w porównaniu do elektrowni opalanych paliwem.
Poniżej opisano niektóre główne części lub komponenty elektrowni wodnych.
Zapora :
Zapora
Są to konstrukcje budowane na rzekach w celu zatrzymania przepływu wody i magazynowania wody w zbiorniku. Tama zbiera i magazynuje wodę w porze deszczowej i umożliwia ciągłą pracę zakładu nawet w okresie letnim. Podnosi poziom wody, dzięki czemu wysokość spadającej wody wzrasta.
Bramy wlotowe lub kontrolne :
Służą one do wypuszczania lub zatrzymywania wody z tamy. Woda ze zbiornika odprowadzana jest przez te zasuwy do turbozespołu. Woda uzyskuje energię potencjalną i kinetyczną, gdy przepływa przez bramki kontrolne.
Zastawka :
Zastawki
Pomaga zwiększyć prędkość wody przy większym tempie do napędzania turbin. Są to długie rury, które prowadzą wodę ze zbiornika do turbiny.
Turbiny wodne:
turbina wodna
Potencjał i energia kinetyczna wody ze zbiornika zasilanego na turbinę wodną zamieniana jest na ruch obrotowy. Kiedy woda uderza w łopatki turbiny, zaczyna się ona obracać w kierunku siły netto wody.
Różne typy turbin obejmują turbiny z kołami Kaplana, Francisa i Peltona. Turbina Francisa jest najczęściej stosowaną turbiną w różnych elektrowniach wodnych. Rodzaj turbiny zależy od wysokości podnoszenia lub ilości wody i mocy generowanej energii elektrycznej.
Generatory:
Nazywa się je również alternatorami, w których wał wirnika jest połączony z wałem turbiny. Dlatego podczas obracania się turbiny powoduje to obróć generator wał. Ten obrót generuje energię elektryczną, która jest następnie przesyłana do podstacji za pośrednictwem linii przesyłowych.
Rodzaje elektrowni wodnych
Elektrownie wodne dzieli się na trzy podstawowe typy w zależności od sposobu ich działania. Te metody generowania to instalacje przepływowe, magazynowe i szczytowo-pompowe, które pokrótce opisano poniżej.
Elektrownie wodne typu Run-of-River
Jest również nazywany rośliną typu dywersyjnego. W tym przypadku część wody jest kierowana do kanałów z rzeki. Tego typu rośliny mogą nie wymagać tamy do przechowywania wody. Projekt i wygląd tych elektrowni różni się od konwencjonalnych hydroelektrowni. Służą one do dostarczania mocy do obciążenia podstawowego.
Uruchomienie hydroelektrowni rzecznej
Rośliny te wykorzystują mały staw wodny zwany Forebay, aby sprostać natychmiastowym obciążeniom przez mniej okresów. Forebay reguluje dopływ wody do turbozespołu, dzięki czemu zmienia się również generowana moc netto. Zmniejsza potrzebę konstruowania dużych zbiorników na duże spiętrzenie lub przypływ wody, dzięki czemu początkowy koszt jest niższy w porównaniu z magazynami.
Elektrownie magazynowe
Jest to najpopularniejszy typ elektrowni wodnej, który wymaga tamy do magazynowania wody w zbiorniku. Tama ułatwia zwiększanie spiętrzenia, a także prędkości wody.
Stoiska doprowadzają wodę z zapory do turbozespołu, więc generowana moc zależy od dopływu wody ze zbiornika. Są one używane jako rośliny podstawowe i szczytowe. Wytworzona moc netto to więcej niż przepływ roślin rzecznych.
Magazyny szczytowo-pompowe
W tym odwracalnym układzie pompa-turbina i zastawka wymienia wodę między zbiornikiem czołowym (górnym) i tylnym. W przypadku małej ilości prądu, popytowa woda pompowana jest do stawu końcowego do stawu czołowego za pomocą maszyn hydraulicznych. Odbywa się to poprzez wykorzystanie mocy generowanej z elektrowni opalanych paliwem.
Magazyn szczytowo-pompowy
W godzinach szczytu lub przy obciążeniach woda jest odprowadzana z powrotem ze stawu czołowego do zbiornika resztkowego przez zastawki. Efektywność energetyczna tych zakładów waha się od 70 do 80%. Ze względu na szczytowe obciążenie dostarczające energię przy niskich kosztach, przychody są zwiększone.
Zalety elektrowni wodnych
• Niskie koszty operacyjne : Po wybudowaniu tamy energia elektryczna jest wytwarzana w stałym tempie, ponieważ nie jest wymagane żadne paliwo.
• Brak zanieczyszczeń: elektrownia wodna nie wytwarza żadnych szkodliwych odpadów ani gazów cieplarnianych, dzięki czemu zanieczyszczenie atmosfery jest mniejsze niż w przypadku elektrowni cieplnych i jądrowych.
• Ekonomiczna moc : energia jest wytwarzana z energii odnawialnej, więc przy jej wytwarzaniu nie są wymagane żadne koszty paliwa. To sprawia, że koszt energii elektrycznej jest niski w porównaniu z podwyżkami cen paliw kopalnych.
• Przechowywanie wody: Konstrukcja tej rośliny ułatwia również nawadnianie i ogranicza powodzie, susze poprzez magazynowanie wody. Jest to bardzo przydatne, ponieważ eliminuje niepotrzebne marnotrawstwo wody.
Mam nadzieję, że dobrze zrozumieliście podstawową wiedzę na temat energii wodnej i jej działania. Ponadto wszelkie pytania dotyczące projektów elektrycznych i elektronicznych, prosimy pisać sugestie i komentarze dotyczące tego artykułu w sekcji komentarzy poniżej. I odpowiedz na to pytanie, jeśli jesteś zainteresowany - Jak klasyfikowane są elektrownie wodne na podstawie wydajności?
Kredyty fotograficzne:
Tama na rzece wg wikimedia
Zastawki wg wikimedia
Budowa turbiny wodnej wg snowyhydro
Rośliny run-of-river wg wikimedia
Magazyn szczytowo-pompowy wg faktura VAT
