Като най-големият възобновяем енергиен източник, водноелектрическата енергия представлява 22 процента от електричеството в света и генерира повече енергия от други възобновяеми източници като слънчеви енергийни системи , вятър, геотермални източници.
Те са вторите по големина електроцентрали след централите, работещи с гориво. Водноелектрическата централа е конструирана да произвежда електрическа енергия за базови или пикови натоварвания и в някои случаи тя носи и двата товара.
Тези електроцентрали осигуряват надеждна електроенергия поради голямото разнообразие от характеристики като възможността за проследяване на натоварването, подаване на пиково натоварване, по-бърза работа от началото и т.н.
Работа на водноелектрическа централа
Хидроенергията се генерира от вода, течаща от реките или от някои изкуствени конструкции, в които водата е налична или съхранявана. Хидроелектрическите централи обхващат резервоара с язовир, заграждение, турбина, генератор и преносни линии.
Язовир е построен в близост до езеро или голяма река, за да се съхранява вода в резервоар. Язовирът задържа водата и увеличава налягането на водата на дъното. Той е конструиран на по-високи височини за увеличаване на дебита.
работа на водноелектрическа централа
Водата от резервоарите се пренася през запаси, които са огромни тунели за пренасяне на вода. При тези растения падането на вода се използва за завъртане на вала на двигателя.
Когато водата се подава от резервоара през тунели на лопатките на турбината, турбината започва да се върти по посока на водната сила. Тъй като тази турбина е свързана към вала на алтернатора, електрическа енергия се произвежда от алтернатора.
Тук кинетичната енергия на течащата вода се преобразува в електричество, което по-нататък се предава към подстанциите чрез далекопроводи, както е показано на горната фигура.
Количеството електричество зависи от два фактора, които са
1. Глава на водата
2. Скорост на водния поток на изтичане на водата
Главата на водата показва разстоянието между водната повърхност и повърхността на турбината и зависи от наличната вода в резервоара и размера на резервоара. Ако главата е повече, водата от по-голяма височина пада с по-голяма сила, което води до увеличаване на въртенето на турбината.
Това води до повече резултати в повече производство на електроенергия. По същия начин, ако скоростта на заустване на водата е по-голяма, се генерира висока мощност, тъй като количеството вода, което пада, е по-голямо и скоростта на водата зависи от капацитета на реките като огромна вода или повече вода, течаща в по-големи реки.
Части / компоненти на водноелектрическа централа
Изграждането на водноелектрическа централа се нуждае от високи първоначални разходи за изграждане на язовир, резервоари и електроцентрала. Но след като се стартира, се нуждае от по-малко такси за поддръжка в сравнение с инсталациите, работещи с гориво.
Някои от основните части или компоненти на водноелектрически централи са описани по-долу.
Язовир :
Язовир
Това са конструкциите, построени на реки, за да спрат водния поток и да съхраняват водата в резервоара. Язовирът събира и съхранява водата през дъждовните сезони и позволява непрекъсната работа на централата дори през летните сезони. Той повдига главата на водата, така че височината на падащата вода се увеличава.
Входни или контролни порти :
Те се използват за освобождаване или спиране на водата от язовира. Водата от резервоара се изпуска през тези отвори към турбинната единица. Водата получава потенциал, както и кинетични енергии, докато тече през контролните порти.
Penstock :
Penstocks
Помага за увеличаване на скоростта на водата с по-висока скорост за задвижване на турбини. Те са с дълги тръби, които пренасят водата от резервоара към турбинната къща.
Водни турбини:
водна турбина
Потенциалната и кинетичната енергия на водата от резервоара, захранвана от хидротурбината, се превръща във въртеливо движение. Когато водата удари лопатките на турбината, тя започва да се върти по посока на нетната сила на водата.
Различните видове турбини включват турбини на колелата Kaplan, Francis и Pelton. Турбината на Франсис е най-често срещаната турбина, използвана в различни водни централи. Типът турбина зависи от напора или количеството вода и капацитета на генерираната електрическа енергия.
Генератори:
Те също се наричат алтернатори, при които роторният вал е свързан с вала на турбината. Следователно докато турбината се върти, това води до завъртете генератора вал. Това въртене генерира електрическа енергия, която по-нататък се предава към подстанциите чрез далекопроводи.
Видове водни централи
Водноелектрическите централи са класифицирани в три основни типа според начина, по който работят. Тези методи за генериране са съоръжения за оттичане на вода, съхранение и помпени съоръжения и са обяснени накратко по-долу.
Течащи водни централи
Нарича се още отклонителен тип растение. При това част от водата се отклонява в канали от реката. Тези видове растения може да не изискват язовир за съхранение на вода. Дизайнът и външният вид на тези централи се различават от конвенционалните водноелектрически централи. Те се използват за захранване на базовото натоварване.
Изпълнение на речна водна централа
Тези растения използват малко водно езерце, наречено Forebay, за да посрещнат непосредствените натоварвания за по-малко периоди. Forebay регулира водния поток към турбината, така че генерираната нетна мощност също варира. Това намалява необходимостта от изграждане на големи резервоари за висок напор или прилив на вода, така че първоначалните разходи са намалени в сравнение със съоръженията за съхранение.
Хидроцентрали за съхранение
Това е най-често срещаният тип водноелектрическа централа, която изисква язовир за съхранение на водата в резервоара. Язовирът улеснява увеличаването на главата, както и скоростта на водата.
Penstocks пренасят вода от язовира до турбинната единица, така че генерираната мощност зависи от подаването на вода от резервоара. Те се използват като основа, както и за растения с пиково натоварване. Нетната генерирана мощност е повече от работата на речните централи.
Помпени съоръжения за съхранение
В този случай реверсивната помпа-турбина и устройството за обмен на вода обменят водата между резервоарите за глава (горен резервоар) и опашка. В случай на ниско електричество, водата за нуждите се изпомпва към опашното езерце до главното езерце от хидравлични машини. Това става чрез използване на мощността, генерирана от горивни инсталации.
Помпено съоръжение за съхранение
По време на пиковите часове или натоварванията водата се освобождава обратно от езерото на главата до езерото през опашката. Енергийната ефективност на тези инсталации варира от 70 до 80%. Поради върховото натоварване, доставящо енергия с ниска цена, приходите се увеличават.
Предимства на водноелектрическите централи
• Ниски оперативни разходи : След изграждането на язовира електричеството се произвежда с постоянна скорост, тъй като не е необходимо гориво.
• Без замърсяване: ВЕЦ не произвежда никакви вредни отпадъци или парникови газове, поради което замърсяването на атмосферата е по-малко в сравнение с термалните и ядрените централи.
• Икономична мощност : мощността се генерира от възобновяема енергия, така че не се изискват разходи за гориво, докато се генерира. Това прави ниските разходи за електроенергия в сравнение с пешеходните цени на изкопаемите горива.
• Съхранение на вода: Конструкцията на тези растения също така улеснява водата за напояване и намалява наводненията, засушаванията, като съхранява водата. Това е много полезно, защото преодолява ненужното разхищение на вода.
Надявам се, че сте имали ясно разбиране на основните знания за водноелектрическата енергия и нейната работа. Освен това при всякакви въпроси относно електрически и електронни проекти, моля, напишете вашите предложения и коментари относно тази статия в раздела за коментари по-долу. И отговорете на този въпрос, ако ви интересува - Въз основа на капацитета как се класифицират водноелектрическите централи?
Кредити за снимки:
Язовир на река от wikimedia
Penstocks от wikimedia
Строителство на водна турбина от снежнохидро
Бягство от речни растения от wikimedia
Помпено съоръжение за съхранение от ДДС
