HPP: עקרון ההפעלה, מעגל, ציוד, כוח

כמעט כולם מדמייןהמטרה של תחנות כוח הידרואלקטרית, אבל רק מעטים מבינים באופן מהימן את עקרון הפעולה של HPP. המסתורין העיקרי עבור אנשים - איך כל זה סכר ענק ללא דלק מייצר אנרגיה חשמלית. על זה ולדבר.

מהו צמח הידרופאוור?

תחנת הכוח הידרואלקטרית מורכבת מורכבת,מורכב מתקנים שונים וציוד מיוחד. תחנות אנרגית מים נבנו על הנהרות, שבו קיימת זרימה מתמדת של מים למילוי סכר המאגר. מבנים דומים (סכר) שנוצרו במהלך בניית כוח הידרואלקטרית הכרחי ריכוז קבוע של זרימת מים, אשר באמצעות ציוד מיוחד עבור אנרגית מים מומרת לאנרגיה חשמלית.

יש לציין כי תפקיד חשוב מבחינת יעילותהעבודה של מפעל הידרופאוור הוא שיחק על ידי בחירה של מיקום לבנייה. יש צורך בשני תנאים: מובטחת אספקת מים בלתי נדלה זווית משופעת גבוהה של הנהר.

עקרון הפעולה של תחנת כוח הידרואלקטרית

הניתוח של תחנת הכוח הידרואלקטרית הוא פשוט למדי.המבנים ההידראליים שהוקמו מספקים ראש יציב של מים, אשר חודר להבי הטורבינה. הראש מניע את הטורבינה לתנועה, וכתוצאה מכך היא מסובבת את הגנרטורים. אלה מייצרים חשמל, אשר מועבר לאחר מכן לצרכן באמצעות קווי מתח גבוה.

הקושי העיקרי של מבנה כזה -הבטחת ראש קבוע של מים, אשר מושגת על ידי הקמת סכר. בזכות זה, כמות גדולה של מים מרוכזת במקום אחד. בחלק מהמקרים נעשה שימוש בזרם מים טבעי, ולפעמים נעשה שימוש בסכר ובנגזרות (זרם טבעי).

בבניין קיים ציוד לתחנות כוח הידרואלקטריות,המשימה העיקרית של אשר היא להפוך את האנרגיה המכנית של תנועת המים לאנרגיה חשמלית. משימה זו מוקצית לגנרטור. כמו כן, ציוד נוסף משמש כדי לפקח על הפעולה של התחנה, הפצת התקנים ותחנות שנאי.

בתמונה הבאה מוצג תרשים סכמטי של תחנת הידרואלקטרית

כפי שניתן לראות, זרימת המים מסובבת את הטורבינה של הגנרטור, אשר מייצר אנרגיה, מספקת אותו לשנאי להמרה, ולאחר מכן הוא מועבר על ידי קווי חשמל לספק.

כוח

ישנן תחנות כוח הידרואלקטריות שונות אשר ניתן לחלק את הכוח שנוצר:

1. חזק מאוד - עם ייצור של יותר מ 25 MW.
2. בינונית - עם עד 25 מגוואט.
3. קטן - עם פלט של עד 5 MW.

כושר ההידרופאוור תלוי בעיקרזרימת מים ויעילות של הגנרטור עצמו, אשר משמש בו. אבל אפילו את ההתקנה היעילה ביותר לא יוכלו לייצר כמויות גדולות של חשמל עם לחץ מים נמוך. זה גם שווה בהתחשב בעוצמה של תחנת כוח הידרואלקטרי אינו קבוע. בשל סיבות טבעיות, מפלס המים בסכר עשוי לעלות או להקטין. כל זה יש השפעה על כמות החשמל המיוצר.

תפקידו של דאם

היסוד המורכב, הגדול והיסודי ביותרכל תחנת הידרואלקטרי - סכר אי אפשר להבין מה התחנה הידרואלקטרית היא בלי להבין את מהות עבודתו של הסכר. הם מגשרים ענקיים המחזיקים את זרימת המים. בהתאם לעיצוב, הם עשויים להיות שונים: יש כוח הכבידה, הקשתות מבנים אחרים, אבל המטרה שלהם היא תמיד זהה - להחזיק כמות גדולה של מים. הודות לסכר ניתן לרכז זרם מים יציב ורב עוצמה, המכוון אותו להבי הטורבינה, המסובבים את הגנרטור. הוא, בתורו, מייצר אנרגיה חשמלית.

טכנולוגיה

כפי שאנו כבר יודעים, העיקרון של הפעולה של תחנות כוח הידרואלקטריות מבוסס עלאת השימוש באנרגיה מכנית של מים נופלים, אשר מאוחר יותר להמרה אנרגיה חשמלית באמצעות טורבינה גנרטור. הטורבינות עצמן יכולות להיות מותקנות בסכר או בקרבתו. בחלק מהמקרים נעשה שימוש בצינור שדרכו מתחת למפלס הסכר עובר מים, בלחץ גבוה.

ישנם מספר אינדיקטורים כוח עבור כל תחנת הידרואלקטרית: צריכת מים ולחץ הידרוסטטי. הדמות השנייה נקבעת על ידי ההבדל בגובה בין הראשוני לנקודה הסופית של נפילה חופשית של מים. בעת יצירת פרויקט תחנה, המבנה כולו מבוסס על אחד המדדים האלה.

טכנולוגיות ייצור ידוע היוםחשמל לאפשר להשיג יעילות גבוהה בהמרת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. לפעמים זה גבוה פי כמה מזה של תחנות כוח תרמיות. יעילות גבוהה כזו מושגת בשל הציוד המשמש בתחנת הכוח הידרואלקטרית. זה אמין וקל יחסית לשימוש. בנוסף, בשל חוסר דלק ושחרור כמות גדולה של אנרגיית חום, חיי השירות של ציוד כזה הוא די גדול. שבר כאן הוא נדיר ביותר. הוא האמין כי חיי השירות המינימלי של ערכות גנרטור ומתקנים באופן כללי הוא כ -50 שנים. אמנם, גם כיום, תחנות הכוח ההידרואלקטריות, שנבנו בשנות השלושים של המאה הקודמת, פועלות בהצלחה רבה.

תחנות כוח הידרואלקטריות של רוסיה

היום ברוסיהיש כ -100 תחנות כוח הידרואלקטריות. כמובן, הכוח שלהם שונה, ורובם תחנות עם קיבולת מותקנת של עד 10 MW. יש גם תחנות כגון Pirogovskaya או Akulovskaya, אשר הוזמן בשנת 1937, ואת היכולת שלהם הוא רק 0.28 MW.

הגדול ביותר הם Sayano-Shushenskaya ו Krasnoyarskaya HPPs עם קיבולת של 6,400 ו 6,000 MW, בהתאמה. הם ואחריו תחנות:

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

למרות מספר עצום של תחנות כאלה, הם מייצרים רק 47,700 MW, אשר שווה ל 20% מכלל הנפח של כל האנרגיה המיוצר ברוסיה.

לסיכום

עכשיו אתה מבין את העיקרון של הפעולה של תחנת כוח הידרואלקטרית,המרת אנרגיה מכנית לזרימת המים לחשמל. למרות הרעיון פשוט למדי של השגת אנרגיה, קומפלקס של ציוד וטכנולוגיות חדשות להפוך מתקנים כאלה מורכבים. עם זאת, בהשוואה תחנות כוח גרעיניות, הם פרימיטיביים באמת.