Zasada działania elektrowni wodnej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Zasada działania elektrowni wodnej jest dość prosta. Konstrukcje hydrauliczne elektrowni wodnej zapewniają niezbędny przepływ wody wpływającej do łopatek turbiny hydraulicznej, która prowadzi do generatora wytwarzającego energię elektryczną.

Rys.1. Schemat jednego z typów turbin hydraulicznych

Wymagane ciśnienie wody wytwarza się za pomocą tamy (w przypadku elektrowni wodnej typu zaporowego) lub przekierowania - naturalnego przepływu wody (elektrownie wodne dywersyjne). W niektórych przypadkach, aby uzyskać wymagane ciśnienie wody, stosuje się jednocześnie zaporę i obejście:

• elektrownie wodne zaporowe (ryc. 2). Są to najpopularniejsze typy dużych elektrowni wodnych w Kirgistanie. Ciśnienie wody w nich powstaje poprzez zainstalowanie tamy, która całkowicie blokuje rzekę i podnosi w niej poziom wody do wymaganej wysokości. W tym przypadku sam budynek elektrowni wodnej zlokalizowany jest za zaporą, w jej dolnej części. Woda w tym przypadku dostarczana jest do turbin specjalnymi tunelami ciśnieniowymi.
• dywersyjne elektrownie wodne (rys. 3). Takie elektrownie buduje się w miejscach, gdzie występuje skarpa rzeki. Niezbędną do wytworzenia ciśnienia ilość wody usuwa się z koryta rzeki za pomocą specjalnych systemów odwadniających (kanały, gałęzie, rowy). Ich nachylenie jest znacznie mniejsze niż średnie nachylenie rzeki. Dzięki temu woda po pewnym dystansie podnosi się do wymaganej wysokości i gromadzi się w basenie ciśnieniowym. Stamtąd rurociągiem ciśnieniowym woda wpływa do turbiny i ostatecznie trafia ponownie do tej samej rzeki. W niektórych przypadkach na początku kanału dywersyjnego tworzona jest tama i niewielki zbiornik.

Ryż. 2. Typ zapory wodnej

Ryż. 3. Elektrownia wodna typu przekierowania

Wszystkie urządzenia energetyczne zlokalizowane są bezpośrednio w samym budynku elektrowni wodnej. W zależności od przeznaczenia ma swój specyficzny podział. Hydrogeneratory znajdują się w turbinowni i bezpośrednio przetwarzają energię wody na energię elektryczną. Istnieje również sprzęt elektryczny, który obejmuje urządzenia sterujące i monitorujące pracę elektrowni wodnych, stacji transformatorowej, rozdzielnic i wiele innych.

Elektrownie wodne dzielimy ze względu na wytwarzaną moc:

• potężny - wytwarzaj od 30 MW i więcej;
• małe HPP - od 1 MW do 30 MW;
• mini HPP - od 100 kW do 1 MW;
• mikro HPP - od 5 kW do 100 kW;
• elektrownia wodna pico - do 5 kW.

Moc elektrowni wodnej zależy od ciśnienia i przepływu wody, a także od sprawności (współczynnika sprawności) zastosowanych turbin i generatorów. Ze względu na fakt, że z przyczyn naturalnych przepływ wody ulega ciągłym zmianom w zależności od pory roku, a także z wielu innych powodów, za wyraz mocy elektrowni wodnej przyjmuje się zwyczajowo moc cykliczną. Na przykład istnieją roczne, miesięczne, tygodniowe lub dzienne cykle pracy elektrowni wodnej.

W zależności od przepływu i ciśnienia wody w elektrowniach wodnych stosuje się różne typy turbin. Do wysokociśnieniowych turbin kubełkowych i promieniowo-osiowych z metalowymi komorami spiralnymi. W elektrowniach wodnych średnioprężnych instaluje się turbiny łopatkowe i promieniowo-osiowe, w elektrowniach wodnych niskoprężnych turbiny łopatkowe montuje się w komorach żelbetowych lub stalowych. Zasada działania wszystkich typów turbin jest taka sama - woda pod ciśnieniem (ciśnienie wody) dostaje się do łopatek turbiny, które zaczynają się obracać. W ten sposób energia mechaniczna przekazywana jest do generatora, który wytwarza energię elektryczną. Turbiny różnią się niektórymi właściwościami technicznymi, a także komorami - stalowymi lub żelbetowymi i są zaprojektowane dla różnych ciśnień wody.

Elektrownie wodne, w zależności od ich przeznaczenia, mogą zawierać także dodatkowe konstrukcje, takie jak śluzy, przeprawy dla ryb, ujęcia wody służące do nawadniania i wiele innych.

Wartość elektrowni wodnych polega na tym, że wykorzystują one odnawialne zasoby naturalne do produkcji energii elektrycznej. Ze względu na to, że dla elektrowni wodnych nie ma potrzeby stosowania dodatkowego paliwa, ostateczny koszt wytworzonej energii elektrycznej jest znacznie niższy niż przy zastosowaniu innych typów elektrowni.

Cechy elektrowni wodnych (za i przeciw)

• (+) koszt energii elektrycznej w elektrowniach wodnych jest ponad dwukrotnie niższy niż w elektrowniach cieplnych.
• (+) turbiny wodne umożliwiają pracę we wszystkich trybach od mocy zerowej do maksymalnej i pozwalają na szybką zmianę mocy w razie potrzeby, pełniąc rolę regulatora wytwarzania energii elektrycznej.
• (+) odpływ rzeczny jest odnawialnym źródłem energii
• (+) znacznie mniejszy wpływ na powietrze i lodowce niż inne typy elektrowni.
• (-) często wydajne elektrownie wodne są bardziej oddalone od odbiorców i wymagają budowy kosztownych linii przesyłowych energii (PTL).
• (-) zbiorniki często zajmują duże obszary.
• (-) tamy często zmieniają charakter łowisk, gdyż blokują drogę do tarlisk ryb wędrownych, ale często sprzyjają zwiększeniu zasobów ryb w samym zbiorniku i prowadzeniu hodowli ryb.

Autorzy: Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Lampy grawitacyjne działają bez zasilania sieciowego 31.01.2019 Lampa grawitacyjna jest pomysłem londyńskich wynalazców Jima Reevesa i Martina Riddiforda. Jego urządzenie wykorzystuje prosty system dźwigni i ciężarków do napędzania miniaturowego generatora elektrycznego. Nowe urządzenie ma pomóc 1,3 miliarda ludzi żyjących w odległych i biednych regionach bez rozwiniętej sieci elektrycznej. Specyfika urządzenia polega na tym, że GravityLight nie wymaga do działania zwykłych źródeł energii. Żarówka pali się dzięki wadze 12 kg, którą należy zawiesić na specjalnym haczyku. Obciążenie będzie się stopniowo obniżać pod własnym ciężarem, zapewniając lampie energię na nieco ponad 20 minut. Następnie musisz powtórzyć operację, aby światło ponownie się zaświeciło. W rzeczywistości urządzenie realizuje tę samą zasadę działania, co w tradycyjnym zegarku z ciężarkami. Twórcy urządzenia są przekonani, że znajdzie szerokie zastosowanie w biednych krajach afrykańskich. Pierwszy prototyp urządzenia został przetestowany w 26 różnych krajach w zeszłym roku i otrzymał wysokie uznanie od pierwszych użytkowników. Według twórców żarówka „grawitacyjna” nie tylko wniesie światło do domów, ale także pozwoli wielu rodzinom znacznie zaoszczędzić na zakupie nafty do oświetlenia. Autorzy projektu zwracają szczególną uwagę na Kenię: w tym kraju planują założyć przedsiębiorstwo do produkcji lamp GravityLight.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Globalny system transportowy ze sterowcami

▪ sztuczny mięsień

▪ miękki egzoszkielet

▪ Emisje CO2 uratują Ziemię przed epoką lodowcową

▪ Kulturowe osobliwości percepcji pojawiają się w wieku dwóch lat

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Audio Art. Wybór artykułu

▪ Artykuł Zamieszanie i wahanie. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Kiedy człowiek zaczął używać gazu? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Śliwka rozłożona. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Świetlówki. Informator

▪ artykuł Żywe ryby i ryby-zabawki. eksperyment fizyczny

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024