HPP: funktionsprincip, schema, utrustning, kraft

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Nästan alla föreställer sig syftet med vattenkraftverk, men bara ett fåtal förstår verkligen principen för drift av vattenkraftverk. Det största mysteriet för människor är hur hela den här enorma dammen genererar elektrisk energi utan bränsle. Låt oss prata om det.

Vad är ett vattenkraftverk?

Vattenkraftverk är ett komplext komplex som består av olika strukturer och specialutrustning. Vattenkraftverk byggs på floder, där det finns ett konstant flöde av vatten för att fylla dammen och reservoaren. Liknande strukturer (dammar) som skapas under byggandet av ett vattenkraftverk är nödvändiga för att koncentrera ett konstant flöde av vatten, som omvandlas till elektrisk energi med hjälp av specialutrustning för vattenkraftverk.

Observera att valet av byggplats spelar en viktig roll när det gäller effektiviteten hos HPP. Två villkor är nödvändiga: garanterat outtömlig vattenförsörjning och en hög sluttning av floden.

HPP-driftprincip

Driften av ett vattenkraftverk är ganska enkelt. Uppförda hydrauliska strukturerge ett stabilt vattentryck som kommer in i turbinbladen. Trycket sätter turbinen i rörelse, som ett resultat av vilket det roterar generatorerna. De senare genererar el, som sedan levereras till konsumenten genom högspänningsledningar.

Den största svårigheten med en sådan struktur är att säkerställa ett konstant vattentryck, vilket uppnås genom att bygga en damm. Tack vare det koncentreras en stor mängd vatten på ett ställe. I vissa fall används ett naturligt flöde av vatten, och ibland används en damm och avledning (naturligt flöde) tillsammans.

I själva byggnaden finns utrustning för ett vattenkraftverk, vars huvuduppgift är att omvandla den mekaniska energin från vattenrörelser till elektrisk energi. Denna uppgift tilldelas generatorn. Ytterligare utrustning används också för att styra driften av stationen, distributionsanordningar och transformatorstationer.

Bilden nedan visar ett schematiskt diagram av HPP.

Som du kan se roterar vattenflödet generatorns turbin, som genererar energi, levererar den till transformatorn för omvandling, varefter den transporteras genom kraftledningar till leverantören.

Power

Det finns olika vattenkraftverk som kan delas upp efter den genererade effekten:

1. Mycket kraftfull – över 25 MW.
2. Medium – upp till 25 MW.
3. Small - med generation upp till 5 MW.

Kraften hos ett vattenkraftverk beror i första hand på vattenflödet och effektiviteten hos själva generatorn som används på den. Men även det mestaen effektiv installation kommer inte att kunna producera stora mängder el med ett svagt vattentryck. Det är också värt att tänka på att kraften i ett vattenkraftverk inte är konstant. På grund av naturliga orsaker kan vattennivån i dammen öka eller minska. Allt detta påverkar mängden el som produceras.

Dammens roll

Den mest komplexa, största och i allmänhet huvuddelen av ett vattenkraftverk är en damm. Det är omöjligt att förstå vad ett vattenkraftverk är utan att förstå essensen av hur en damm fungerar. De är enorma broar som håller vattenflödet. Beroende på designen kan de skilja sig åt: det finns gravitations-, välvda och andra strukturer, men deras mål är alltid detsamma - att behålla en stor mängd vatten. Det är tack vare dammen som det är möjligt att koncentrera ett stabilt och kraftfullt vattenflöde och leda det till bladen på en turbin som roterar en generator. Den producerar i sin tur elektrisk energi.

Teknik

Som vi redan vet bygger principen för driften av ett vattenkraftverk på användningen av den mekaniska energin från fallande vatten, som senare omvandlas till elektrisk energi med hjälp av en turbin och en generator. Själva turbinerna kan installeras antingen i dammen eller nära den. I vissa fall används en rörledning genom vilken vatten under dammens nivå passerar under högt tryck.

Det finns flera effektindikatorer för alla vattenkraftverk: vattenflöde och hydrostatisk tryckhöjd. Den sista indikatorn bestäms av höjdskillnaden mellan start- och slutpunkten.fritt vattenfall. När du skapar en stationsdesign baseras hela designen på en av dessa indikatorer.

Dagens kända teknologier för produktion av el gör det möjligt att få hög effektivitet vid omvandling av mekanisk energi till elektrisk energi. Ibland är det flera gånger högre än för värmekraftverk. Så hög effektivitet uppnås tack vare den utrustning som används vid vattenkraftverket. Den är pålitlig och relativt enkel att använda. Dessutom, på grund av bristen på bränsle och frigörandet av en stor mängd termisk energi, är livslängden för sådan utrustning ganska lång. Sammanbrott är extremt sällsynt här. Man tror att minimilivslängden för generatoraggregat och strukturer i allmänhet är cirka 50 år. Även om i själva verket, även idag, fungerar vattenkraftverk som byggdes på trettiotalet av förra seklet ganska framgångsrikt.

ryska vattenkraftverk

Idag är cirka 100 vattenkraftverk i drift i Ryssland. Naturligtvis är deras kapacitet olika, och de flesta av dem är stationer med en installerad kapacitet på upp till 10 MW. Det finns också sådana stationer som Pirogovskaya eller Akulovskaya, som togs i drift 1937, och deras kapacitet är bara 0,28 MW.

De största är Sayano-Shushenskaya och Krasnoyarsk HPP med en kapacitet på 6400 respektive 6000 MW. Stationer följer:

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

Trots det enorma antalet sådana anläggningar genererar de bara 47 700 MW, vilket är lika med 20 % av den totala volymen av all energi som produceras i Ryssland.

Avslutningsvis

Nu förstår du principen för drift av vattenkraftverk, som omvandlar den mekaniska energin från vattenflödet till elektrisk energi. Trots den ganska enkla idén att skaffa energi, gör komplexet av utrustning och ny teknik sådana strukturer komplexa. Men jämfört med kärnkraftverk är de verkligen primitiva.