HPP: principiu de funcționare, schemă, echipament, putere

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Aproape toată lumea își imaginează scopul centralelor hidroelectrice, dar doar câțiva înțeleg cu adevărat principiul de funcționare al hidrocentralelor. Principalul mister pentru oameni este modul în care acest baraj uriaș generează energie electrică fără nici un combustibil. Să vorbim despre asta.

Ce este o hidrocentrală?

Centrala hidroelectrică este un complex complex format din diverse structuri și echipamente speciale. Pe râuri se construiesc centrale hidroelectrice, unde există un debit constant de apă pentru a umple barajul și rezervorul. Structuri similare (baraje) create în timpul construcției unei centrale hidroelectrice sunt necesare pentru a concentra un debit constant de apă, care este transformat în energie electrică folosind echipamente speciale pentru centralele hidroelectrice.

Rețineți că alegerea unui loc pentru construcție joacă un rol important în ceea ce privește eficiența CHE. Sunt necesare două condiții: o aprovizionare inepuizabilă cu apă garantată și o pantă mare a râului.

Principiul de funcționare HPP

Funcționarea unei centrale hidroelectrice este destul de simplă. Structuri hidraulice ridicateasigură o presiune stabilă a apei care pătrunde în palele turbinei. Presiunea pune turbina în mișcare, drept urmare rotește generatoarele. Acestea din urmă generează energie electrică, care este apoi livrată consumatorului prin linii de transport de în altă tensiune.

Dificultatea principală a unei astfel de structuri este de a asigura o presiune constantă a apei, care se realizează prin construirea unui baraj. Datorită acesteia, o cantitate mare de apă este concentrată într-un singur loc. În unele cazuri, se folosește un flux natural de apă și, uneori, un baraj și o derivație (debit natural) sunt folosite împreună.

În clădirea propriu-zisă există echipamente pentru o centrală hidroelectrică, a cărei sarcină principală este transformarea energiei mecanice a mișcării apei în energie electrică. Această sarcină este atribuită generatorului. Echipamente suplimentare sunt, de asemenea, folosite pentru a controla funcționarea stației, a dispozitivelor de distribuție și a stațiilor de transformare.

Imaginea de mai jos arată o diagramă schematică a HPP.

După cum puteți vedea, fluxul de apă rotește turbina generatorului, care generează energie, o furnizează transformatorului pentru conversie, după care este transportată prin linii electrice la furnizor.

Putere

Există diferite hidrocentrale care pot fi împărțite în funcție de puterea generată:

1. Foarte puternic - peste 25 MW.
2. Mediu – până la 25 MW.
3. Mic - cu generare de până la 5 MW.

Puterea unei centrale hidroelectrice depinde în primul rând de debitul de apă și de eficiența generatorului în sine, care este utilizat pe ea. Dar chiar și cel mai multo instalație eficientă nu va putea produce cantități mari de energie electrică cu o presiune slabă a apei. De asemenea, merită luat în considerare faptul că puterea unei centrale hidroelectrice nu este constantă. Din cauze naturale, nivelul apei din baraj poate crește sau scădea. Toate acestea au un impact asupra volumului de energie electrică produsă.

Rolul barajului

Cel mai complex, mai mare și, în general, principalul element al oricărei centrale hidroelectrice este un baraj. Este imposibil de înțeles ce este o centrală hidroelectrică fără a înțelege esența modului în care funcționează un baraj. Sunt poduri uriașe care țin curgerea apei. În funcție de design, acestea pot diferi: există structuri gravitaționale, arcuite și alte structuri, dar scopul lor este întotdeauna același - să rețină o cantitate mare de apă. Datorită barajului, este posibil să se concentreze un flux stabil și puternic de apă, direcționându-l către paletele unei turbine care rotește un generator. Acesta, la rândul său, produce energie electrică.

Tehnologie

După cum știm deja, principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice se bazează pe utilizarea energiei mecanice a apei în cădere, care este ulterior transformată în energie electrică cu ajutorul unei turbine și a unui generator. Turbinele în sine pot fi instalate fie în baraj, fie în apropierea acestuia. În unele cazuri, se folosește o conductă prin care apa de sub nivelul barajului trece sub presiune ridicată.

Există mai mulți indicatori de putere ai oricărei centrale hidroelectrice: debitul de apă și înălțimea hidrostatică. Ultimul indicator este determinat de diferența de înălțime dintre punctele de început și de sfârșit.cădere liberă a apei. Când creați un design de stație, întregul design se bazează pe unul dintre acești indicatori.

Tehnologiile cunoscute de astăzi pentru producerea energiei electrice fac posibilă obținerea unui randament ridicat la conversia energiei mecanice în energie electrică. Uneori este de câteva ori mai mare decât cea a centralelor termice. O astfel de eficiență ridicată se realizează datorită echipamentelor utilizate la centrala hidroelectrică. Este fiabil și relativ ușor de utilizat. În plus, din cauza lipsei de combustibil și a eliberării unei cantități mari de energie termică, durata de viață a unui astfel de echipament este destul de lungă. Defecțiunile sunt extrem de rare aici. Se crede că durata minimă de viață a grupurilor și structurilor generatoare în general este de aproximativ 50 de ani. Deși, de fapt, chiar și astăzi, centralele hidroelectrice care au fost construite în anii treizeci ai secolului trecut funcționează cu succes.

hidrocentrale rusești

Astăzi, în Rusia funcționează aproximativ 100 de hidrocentrale. Desigur, capacitatea lor este diferită, iar majoritatea sunt stații cu o capacitate instalată de până la 10 MW. Există, de asemenea, stații precum Pirogovskaya sau Akulovskaya, care au fost puse în funcțiune în 1937, iar capacitatea lor este de numai 0,28 MW.

Cele mai mari sunt centralele nucleare Sayano-Shushenskaya și Krasnoyarsk, cu o capacitate de 6400, respectiv 6000 MW. Urmează posturile:

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

În ciuda numărului mare de astfel de centrale, acestea generează doar 47.700 MW, ceea ce este egal cu 20% din volumul total al energiei produse în Rusia.

În încheiere

Acum înțelegeți principiul funcționării centralelor hidroelectrice, care transformă energia mecanică a fluxului de apă în energie electrică. În ciuda ideii destul de simple de a obține energie, complexul de echipamente și noile tehnologii fac astfel de structuri complexe. Cu toate acestea, în comparație cu centralele nucleare, acestea sunt cu adevărat primitive.