نیروگاه برق آبی سایانو-شوشنسکایا (SSHGES) بزرگترین نیروگاه در روسیه است که در رودخانه ینیسه ، بین قلمرو کراسنویارسک و خاکاسیا واقع شده است. ساخت ایستگاه از سال 1963 آغاز شد. اولین واحد هیدرولیکی در دسامبر 1978 راه اندازی شد. ساخت نیروگاه برق آبی فقط در سال 2000 به پایان رسید. نه سال بعد ، یک تصادف در ایستگاه رخ داد: سپس واحد برق آبی شماره 2 از کار افتاد ، با فشار آب از محل خود به بیرون پرتاب شد. اتاق ماشین و اتاق های فنی زیر آن آب گرفتگی شد ، 75 نفر کشته شدند. همانطور که کمیسیون بعداً تأسیس کرد ، علت حادثه فرسودگی گل میخ های توربین بود. RusHydro 41 میلیارد روبل برای مرمت و نوسازی جامع ایستگاه هزینه کرد. کار اکنون تقریباً به پایان رسیده است. دهکده نحوه کار ایستگاه را فهمید.
نیروگاه برق سایانو-شوشنسکایا
بزرگترین نیروگاه برق آبی
در روسیه
سال تاسیس: 1963
محل: دهکده چریوموشکی ، خاکاسیه
تعداد کارکنان: 580 نفر
مخزن سایانو-شوشنسکی توسط سد نیروگاه برق آبی تشکیل شده است. حجم آن 31 کیلومتر مکعب است. این سد با ارتفاع 245 متر بلندترین سد قوسی قوسی جهان است. طول این خط الراس 1074 متر و عرض آن 105 متر است.
از مخزن ، آب به مجاری آب می ریزد. قطر هر مجراي آب 7.5 متر است. در بدنه سد حدود یازده هزار حسگر مختلف وجود دارد که وضعیت سازه را کنترل می کنند.
از مجاری ، آب به سمت توربین ها می رود. به لطف چرخش آنها ، ژنراتورها به حرکت در می آیند و باعث تولید برق می شوند.
پانل کنترل مرکزی مغز ایستگاه ، از آنجا که فقط دو نفر کار آن را کنترل می کنند.
ده واحد برق آبی در ساختمان SSHGES نصب شده است که هر کدام ظرفیت 640 مگاوات دارند. بنابراین ظرفیت کل این ایستگاه 6400 مگاوات است که بزرگترین نیروگاه در روسیه است. هر یک از ده واحد برق آبی SShGES می تواند 350 متر مکعب آب در ثانیه عبور دهد.
کار مرمت در موتورخانه نیروگاه برق Sayano-Shushenskaya اکنون در حال اتمام است ، آخرین واحد برق آبی در حال بازسازی است و کارهای تکمیل آن در حال انجام است.
تجهیزات موجود در ارتفاعات پایین سالن توربین نیز کاملاً نوسازی شد.
با خروج از توربین ها ، آب پایین دست جوشیده و گرداب ایجاد می کند.
سرریز عملیاتی در هنگام طغیان شدید استفاده می شود و می تواند حداکثر 13 هزار متر مکعب آب در ثانیه عبور دهد.
پیش از این ، جریان از ایستگاه به یک تابلو برق باز عرضه می شد که اکنون در حال از بین بردن است.
اکنون عملکردهای آن توسط یک تابلو برق کامل عایق بندی شده با گاز واقع در یک اتاق کوچک بسته انجام می شود. بسیار قابل اطمینان تر و ایمن تر است و به هزینه های نگهداری بسیار کمتری نیاز دارد. این شامل 19 سلول است که هر کدام شامل سوئیچ ها ، جداکننده ها ، سوئیچ های زمینی ، ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ اندازه گیری و همچنین یک کابینت کنترل هستند. سلول حاوی گاز SF6 است. این یک گاز سنگین است و یک عایق بسیار خوبی است.
این ایستگاه سالانه به طور متوسط \u200b\u200b23.5 میلیارد کیلووات ساعت برق تولید می کند. ظرفیت طراحی 6400 مگاوات است. مصرف کنندگان اصلی کارخانه های آلومینیوم سایان و خاکاس ، شرکت های منطقه کراسنویارسک و منطقه کمروو هستند. علاوه بر این ، این ایستگاه یک ایستگاه تنظیم کننده برای کل سیستم انرژی سیبری است.
عکسها: ایوان گوشچین
نیروگاه برق آبی (HPP) یک سیستم پیچیده فناوری است که هدف نهایی آن تولید برق از یک رودخانه رودخانه است.
انرژی برق یک روش جایگزین برای به دست آوردن انرژی ارزان است:
تمدن بشری در تمام مراحل توسعه خود به شدت به منابع انرژی ارزان برای گرم کردن خانه ها و پشتیبانی از ساده ترین عملیات تولیدی صنعتگران نیاز داشت. منابع اصلی انرژی شامل انرژی گرمایی حاصل از احتراق چوب ، ذغال سنگ نارس ، ذغال سنگ و مشتقات هیدروکربن بدون فرآوری بود.
با این حال ، برای دستیابی به انرژی گرمایی ، داشتن ذخایر کافی مواد اولیه ضروری بود. به عبارت دیگر ، برای آتش سوزی در دل دهقانان دهقانی که در قرون وسطی زندگی می کردند و گرمای اجاق گاز صنعتگر وجود داشت ، تهیه هیزم و یا تأمین لازم ذغال سنگ ضروری بود. تقاضا برای سوخت به طور مداوم در حال افزایش بود ، که ساخت معادن ذغال سنگ را ضروری می کند ، منجر به جنگل زدایی و بهبود تولید هیدروکربن می شود.
با وجود مفاهیم سنتی که طی قرن ها در جامعه علمی شکل گرفته است ، همیشه یک گزینه واقعی برای منابع انرژی مرسوم وجود داشته است. ما در مورد انرژی برق صحبت می کنیم ، که در داخل جریان های آب در حال حرکت پنهان است. در واقع ، مقادیر انرژی متمرکز در جریانهای کانال و حرکات جزر و مدی آبهای طبیعی بسیار زیاد است. امیدوار کننده ترین گزینه برای به دست آوردن انرژی ارزان ، تبدیل پتانسیل داخلی جریان به یک منبع الکتریکی به دلیل تفاوت در سطح جریان است. تا اواسط قرن نوزدهم ، چرخ های آب گسترده شده و نیروی ریزش آب را به انرژی مکانیکی شافت چرخان تبدیل می کردند. از اصل عملکرد چرخ آب به طور گسترده ای در آسیاب های آبی ، در کار چکش و دم آهنگر استفاده می شود. متعاقباً چرخهای آب با توربینهای هیدرولیکی کارآمدتر با بازده بالا جایگزین شدند.
در نیمه اول قرن گذشته ، در بسیاری از کشورهای پیشرفته جهان ، آنها شروع به ساختن سازه های هیدرولیکی منحصر به فرد - نیروگاه های برق آبی (نیروگاه های برق آبی) کردند. اعتقاد بر این است که اولین نیروگاه برق آبی در روسیه در سال 1892 در رودخانه Berezovka در رودنی آلتای ساخته شد. نیروگاه برق Beryozovskaya ، با ظرفیت 200 کیلووات ، برق سیستم تخلیه معدن را از معدن Zyryanovsky تأمین می کند.
نیروگاه برق آبی (HPP) به عنوان یک ساختار هیدرولیکی:
امروزه تعاریف مختلفی از نیروگاه برق آبی ( نیروگاه برق) رایج ترین نسخه از این تعریف باید شامل موارد زیر باشد:
نیروگاه برق آبی (HPP) یک سیستم تکنولوژیکی پیچیده است که هدف نهایی آن به دست آوردن برق از یک رودخانه رودخانه است.
یا مثلاً این:
نیروگاه برق آبی (HPP) - نیروگاهی که از انرژی جریان آب به عنوان منبع انرژی استفاده می کند.
بدیهی است که شرط اصلی بهره برداری از نیروگاه برق آبی انطباق با عوامل مختلف است:
الف) جریان حجم زیادی از آب در طول سال ،
ب) حداکثر شیب امداد رودخانه ، که باعث می شود توده آب پایین بیاید.
هنگام تصمیم گیری در مورد ساخت و ساز نیروگاه برق پتانسیل یک رودخانه طبیعی رودخانه را از نظر تأمین منابع آب کافی در نظر بگیرید. علاوه بر این ، در این مرحله لازم است که ویژگی های نقش برجسته محلی ، که می تواند به طور قابل توجهی بر قدرت ایستگاه تأثیر بگذارد ، مورد مطالعه قرار گیرد.
اصل بهره برداری از نیروگاه برق آبی:
در یک درک ساده ، می توان اصل عملکرد یک نیروگاه برق آبی را به صورت زیر نشان داد. جریان آب مورد نیاز برای بهره برداری از نیروگاه برق آبی از چندین سازه هیدرولیکی تأمین می شود. فشار جرم آب بر روی پره های توربین فشار می آورد که در حالت چرخشی تنظیم می شوند. از لحظه شروع چرخش پره ها ، انرژی مکانیکی به هیدروژنراتورها منتقل می شود که به نوبه خود تولید می شوند برق.
ساختار و اجزای نیروگاه برق آبی. اتاق موتور. توربین های آبی. ژنراتورهای فعلی هیدروژنراتورها. سد (سد). مخزن تساوی:
یکی از مکانهای مرکزی نیروگاه برق آبی است اتاق موتور، که خانه ها تجهیزات اولیه برق... یک اتاق بزرگ واقع در قسمت تحتانی جسم به اتاق ماشین اختصاص یافته است. یک سیستم کامل از واحدهای هیدرولیکی در سالن بر روی یک پایه بتونی خاص قرار داده شده است که به نوبه خود ، از آن تشکیل شده است توربین آبی و ژنراتورها... جریان آب به توربین ها باعث چرخش پره ها و در نتیجه آن می شود هیدروژنراتورها شروع به تولید جریان می کنند.
طول سالن توربین به تعداد توربین های مستقر در آنجا بستگی دارد. سالن مجهز به جرثقیل سقفی است که به لطف آن تجهیزات فرسوده به صورت دوره ای جایگزین می شوند ، یعنی توربین های آبی و ژنراتورهای جریان. توربین های تولید شده در صنعت داخلی برای فشارهای مختلف آب طراحی شده اند ، بنابراین با در نظر گرفتن توان محاسبه شده برای یک نیروگاه برق آبی خاص انتخاب می شوند. کار توربین های آبی و ژنراتورهای الکتریکی توسط جابجایی اپراتورها از اتاق دیگری واقع در ساختمان نیروگاه برق آبی کنترل می شود.
با تجزیه و تحلیل بسیاری از جنبه های مبهم عملکرد یک نیروگاه برق آبی ، نباید هدف از ساختارهای هیدرولیکی منفرد را از دست داد ، بدون این که فرایند تبدیل انرژی مکانیکی بدون آن غیرممکن است. از جمله ساختارهای مهم هیدرولیکی می توان به موارد زیر اشاره کرد سد (سد).
هدف اصلی این سد مسدود کردن هدفمند کانال رودخانه با تغییر مسیر جریان آب از طریق یک کانال بسته یا یک کانال مصنوعی در جهت نیروگاه برق آبی است. این سد همراه با نیروگاه ، یک ساختار هیدرولیکی پیچیده را تشکیل می دهد - یک مجموعه برق آبی. در نتیجه مسدود شدن مسیر آب رودخانه ، مخزنی به اندازه کافی حجیم تشکیل شده است که می توان سطح آن را با افزایش یا کاهش سر تخلیه تنظیم کرد. در مناطق کوهستانی سدهای کور در حال برپایی است که بستر رودخانه را کاملا مسدود می کند. برای بدست آوردن یک سر بزرگ از آب در حال سقوط ، الزامات مورد نیاز برای جرم سد افزایش می یابد که باعث افزایش مقاومت آن می شود. به همین دلیل است که در هنگام ساخت سدهای کوهی از یک پایه بتونی (بتن آرمه) استفاده می شود. سدهای سنگی ساخته شده از سنگهای متراکم یا آجرهای جامد با مقاومت بالا با قابلیت اطمینان کافی متمایز می شوند.
بدیهی است که برای اطمینان از عملکرد بی وقفه نیروگاه برق آبی ، لازم است فشار را در حد تعیین شده حفظ کنید. بنابراین ، آب تأمین شده به توربین ها به طور اولیه در آن متمرکز می شود مخزن موج... این روش برای نیروگاه های ساخته شده در رودخانه هایی با جریان طبیعی توده های آب که در طول سال تغییر نمی کند ، مربوط است. برای مخازن رودخانه با دبی ناپایدار ، احداث سد با تشکیل مرزهای واضح مخزن ، که با افزایش سطح آب همراه است ، ضروری است.
عملکرد شبانه روزی نیروگاه برق بدون مشکل دستگاه کنترل و نظارت ایستگاه ها .
تجهیزات اضافی نیز مهم است - پست ترانسفورماتور و تابلو برق.
عملکرد ایمن نیروگاه به کار هماهنگ همه سیستم ها و دستگاه ها بستگی دارد. با توجه به پیچیدگی عملیات کار آغاز شده و مقررات فن آوری ، مسئولیت مدیریت دستگاه و پرسنل تعمیر و نگهداری برای کار بدون مشکل کل تأسیسات.
- افزایش سریع قدرت پس از راه اندازی ایستگاه ؛
- امکانات پرورش صنعتی افزایش می یابد ماهی ها.
مضرات نیروگاه های برق آبی اشاره دارد به:
- خطرات حوادث در سازه های هیدرولیکی ساخته شده در مناطق کوهستانی با لرزه خیزی بالا ؛
- مشکلات زیست محیطی معمول برای مخازن بزرگ مرتبط با اتلاف دوره ای آب (کاهش در زنجیره های غذایی ، آلودگی مخزن ، تخلیه فیتوماس ، از بین رفتن مکان های لانه سازی مهاجران پرنده ها، از بین بردن بی مهرگان)
- جاری شدن سیل در مناطق حاصلخیز دشت با از دست دادن فرصت های بهره مندی از بهره برداری از آنها.
چشم انداز استفاده از نیروگاه های برق آبی:
امروزه ، نیروگاه برق آبی یک منطقه امیدوار کننده برای توسعه بخش انرژی ایالات است. برخلاف انرژی هسته ای ، برق آبی ترجیح داده می شود زیرا خطرات کمتری از حوادث و صدمه به همه موجودات زنده را به همراه دارد. بسیاری از کشورهای غربی در حال تعطیلی پروژه های هسته ای هستند و فناوری های ایمن و پاک تر را برای به دست آوردن انرژی ارزان ترجیح می دهند.
با این حال ، تعدادی از عوامل مانع توسعه انرژی آبی می شوند:
الف) نیاز به توسعه تولید توربین های هیدرولیک ؛
ب) کمبود بودجه برای پروژه های برق آبی
ج) دور بودن نیروگاه های برق آبی از شهرهای بزرگ و مناطق پرجمعیت ، که بر کارایی انتقال منابع انرژی تأثیر می گذارد.
انگیزه توسعه نیروگاه آبی می تواند بهبود فناوری های انباشت و انتقال برق به انرژی بزرگ باشد مسافت.
بزرگترین نیروگاه های برق آبی (بزرگ) در جهان:
| № | نام | یک کشور | رودخانه | سال شروع / اتمام (نوسازی) | قدرت (مگاوات) | تولید سالانه ، میلیاردکیلووات ساعت | منطقه مخزن (کیلومتر مربع) |
| 1 | سه دره | چین | یانگ تسه | 2003/2007/2012 | 22 500 | 98,1 | 632 |
| 2 | Baihetan (در دست ساخت) | چین | یانگ تسه | 2021(?) | 16 000* | 60,24 | ? |
| 3 | Itaipy | برزیل / پاراگوئه |
پارانا | 1984/1991/2003 | 14 000 | 98,6 ] | 1 350 |
| 4 | سیلودو | چین | یانگ تسه | 2014 | 13 860 | 55,2 | 108 |
| 5 | بلو مونتی (در دست ساخت) |
برزیل | شینگو | 2016/2019(?) | 11 233* | 39,5 | 448 |
| 6 | گری | ونزوئلا | کارونی | 1978/1986 | 10 235 | 53,41 | 4 250 |
| 7 | اودنده (در دست ساخت) |
چین | یانگ تسه | 2018/2020(?) | 10 200* | ? | ? |
| 8 | توکورویی | برزیل | توکانتین ها | 1984/2007 | 8 370 | 41,43 | 3 014 |
| 9 | تاسانگ (ساخت و ساز متوقف شد) |
میانمار | سالوین | ??? | 7 110* | 35,45 | 870 |
| 10 | گراند کولی | ایالات متحده آمریکا | کلمبیا | 1942/1980/1985 | 6 809 | 20 | 324 |
| 11 | هیداس (در دست ساخت) |
اتیوپی | نیل آبی | 2018/2022(?) | 6 450* | 16,15 | 1 562 |
| 12 | ژیانگ جیابا | چین | یانگ تسه | 2012/2014 | 6 448 | 30,8 | 95,6 |
| 13 | لانگتان | چین | هونگشیوه | 2007/2009 | 6 426 | 18,7 | ? |
| 14 | سایانو-شوشنسکایا | روسیه | ینیسی | 1985/1989 | 6 400 | 24 | 621 |
| 15 | تاربلا (مراحل 4 و 5 در دست ساخت) | پاکستان | سند | 1976/2018/2023 | 4 888
/ 6 298** |
13 | 250 |
| 16 | کراسنویارسک | روسیه | ینیسی | 1967/1971 | 6 000 | 20,4 | 2 000 |
| 17 | نایتژادو | چین | مکونگ | 2012/2014 | 5 850 | 23,9 | 320 |
| 18 | رابرت-بوراسا | کانادا (کبک) |
لا گراند | 1979/1981 | 5 616 | 26,5 | 2 835 |
| 19 | چرچیل فالز | کانادا (نیوفاندلند و لابرادور) |
چرچیل | 1971/1974 | 5 428 | 35 | 6 988 |
| 20 | جینپینگ دوم | چین | یالونگ جیانگ | 2012/2014 | 4 800 | ? | ? |
| 21 | براتسک | روسیه | آنگارا | 1961/1966 | 4 530 | 22,6 | 5 426 |
| 22 | دیامر-باسا (در دست ساخت) |
پاکستان | سند | 2023(?) | 4 500* | 19,03 | 112 |
| 23 | داسو (در دست ساخت) |
پاکستان | سند | 2023(?) | 4 320* | ? | ? |
| 24 | لازيوا | چین | زرد او | 2010 | 4 200 | 10,23 | ? |
| 25 | شیائووان | چین | مکونگ | 2010 | 4 200 | 19 | 190 |
| 26 | یاسیرتا | آرژانتین / پاراگوئه |
پارانا | 1998/2011 | 3 850 | 20,09 | 1 695 |
| 27 | اوست-ایلیمسک | روسیه | آنگارا | 1980 | 3 840 | 21,7 | 1 833 |
| 28 | ژیراو | برزیل | مادیرا | 2013/2016 | 3 750 | 19,2 | 258 |
| 29 | جینپینگ-من | چین | یالونگ جیانگ | 2014 | 3 600 | 16-18 | ? |
| 30 | روگون (در دست ساخت) |
تاجیکستان | وخش | 2018/2024(?) | 3 600* | 13,8 | ? |
| 31 | میتسون (ساخت و ساز متوقف شد) |
میانمار | Irrawaddy | ??? | 3 600* | 16,63 | 766 |
| 32 | سانتو آنتونیو | برزیل | مادیرا | 2012/2016 | 3 568,3 | 21,3 | 421 |
| 33 | ایلیا-سلطیرا | برزیل | پارانا | 1974 | 3 444 | 17,9 | 1 195 |
| 34 | ارتان | چین | یالونگ جیانگ | 1999 | 3 300 | 17 | 101 |
| 35 | پوبوگو | چین | دادوهه | 2009/2010 | 3 300 | 14,6 | ? |
| 36 | ماکاگوئه | ونزوئلا | کارونی | 1961/1996/2015 | 3 245 | 15,2 | 47,4 |
| 37 | شینگو | برزیل | سانفرانسیسکو | 1994/1997 | 3 162 | 18,7 | 60 |
| 38 | نورک | تاجیکستان | وخش | 1979/1988 | 3 015 | 13,2 | 98 |
| 39 | گوپیتان | چین | وو | 2009/2011 | 3 000 | 9,67 | 94,3 |
| 40 | گوانيانيان | چین | یانگ تسه | 2014/2016 | 3 000 | ? | ? |
| 41 | لیانگکو (در دست ساخت) |
چین | یالونگ جیانگ | 2021/2023(?) | 3 000* | ? | ? |
| 42 | بوگوچانسکایا | روسیه | آنگارا | 2012/2014 | 2 997 | 17,6 | 2 326 |
| 43 | سد بنت | کانادا (بریتیش کلمبیا) |
نخود فرنگی | 1968/2012 | 2 917 | 13,1 | 1 761 |
| 44 | میکا | کانادا (بریتیش کلمبیا) |
کلمبیا | 1973/2015 | 2 805 | 7,2 | 430 |
| 45 | لا گراند -4 | کانادا (کبک) |
لا گراند | 1986 | 2 779 | ? | 765 |
| 46 | ولژسکایا | روسیه | ولگا | 1961/2025 | 2 744,5 | 10,43 | 3 117 |
| 47 | گژوبه | چین | یانگ تسه | 1988 | 2 715 | 17,01 | ? |
| 48 | سد رئیس جوزف | ایالات متحده آمریکا | کلمبیا | 1958/1973/1979 | 2 620 | 12,5 | 34 |
| 49 | داگانشان | چین | دادوهه | 2015/2016 | 2 600 | 11,43 | ? |
| 50 | چانبه | چین | دادوهه | 2016/2017 | 2 600 | 8,34 | ? |
| 51 | دانیل جانسون | کانادا (کبک) |
مانی کوگان | 1970/1989 | 2 592 | ? | 1 942 |
| 52 | آنها رابرت موسی | ایالات متحده آمریکا | نیاگارا | 1961 | 2 525 | ? | – |
| 53 | ژیگولوسکایا | روسیه | ولگا | 1957/2018 | 2 488 | 11,7 | 6 450 |
| 54 | مزارع | کانادا (بریتیش کلمبیا) |
کلمبیا | 1984/2011 | 2 480 | ? | 115 |
| 55 | پائولو آفونسو چهارم | برزیل | سانفرانسیسکو | 1979/1983 | 2 462 | ? | – |
| 56 | ایتوانگو (در دست ساخت) |
کلمبیا | Cauca | 2018(?) | 2 456* | 9,2 | 38 |
| 57 | آنها مانوئل تورس
/ چیکواسن |
مکزیک | گریالوا (دره Sumidero) |
1980/2005 | 2 430 | ? | ? |
| 58 | لا گراند -3 | کانادا (کبک) |
لا گراند | 1984 | 2 418 | ? | 2 420 |
| 59 | سد آتاتورک | بوقلمون | فرات | 1993 | 2 400 | 8,9 | 817 |
| 60 | تري (در دست ساخت) |
هند | باجیراتی | 2006/2018 | 2 400 | 6,53 | 52 |
| 61 | جینانکیائو | چین | یانگ تسه | 2010 | 2 400 | ? | ? |
| 62 | شونلا | ویتنام | آره | 2010/2012 | 2 400 | 10,25 | 440 |
| 63 | باکون | مالزی | بالوئی | 2011 | 2 400 | ? | 695 |
| 64 | لیوان | چین | یانگ تسه | 2014/2015 | 2 400 | ? | 14,7 |
| 65 | گواندی | چین | یالونگ جیانگ | 2012/2013 | 2 400 | ? | ? |
| 66 | توکوما (در دست ساخت) |
ونزوئلا | کارونی | 2016/2018(?) | 2 320* | 12,1 | 87 |
| 67 | کارون -3 | ایران | کارون | 2005 | 2 280 | 4,17 | 48 |
| 68 | Iron Gate-I | رومانی / صربستان |
دانوب | 1970/2013 | 2 254,8 | 11,3 | 104 |
| 69 | مائاردنگ (در دست ساخت) |
چین | زرد او | 2016/2018(?) | 2 200* | ? | ? |
| 70 | سد جان دی | ایالات متحده آمریکا | کلمبیا | 1971 | 2 160 | 8,41 | ? |
| 71 | کارواچی | ونزوئلا | کارونی | 2006 | 2 160 | 12,95 | 238 |
| 72 | لوديلا | چین | یانگ تسه | 2014 | 2 160 | ? | ? |
| 73 | La Grande-2-A | کانادا (کبک) |
لا گراند | 1992 | 2 106 | ? | 2 835 |
| 74 | اسوان | مصر | نیل | 1970 | 2 100 | 11 | 5 250 |
| 75 | ایتومبیارا | برزیل | پارانایبا | 1980 | 2 082 | ? | 778 |
| 76 | سد هوور | ایالات متحده آمریکا | کلرادو | 1939/1961 | 2 080 | 4 | 639 |
| 77 | کاخورا-باسا | موزامبیک | زامبزی | 1975/1977 | 2 075 | ? | 2 039 |
| 78 | لائوسا (در دست ساخت) |
آنگولا | کوانزا | 2018(?) | 2 069,5* | 8,64 | 188 |
| 79 | بوریسکایا | روسیه | بوریا | 2003/2009 | 2 010 | 5,07 | 740 |
| 80 | لیجیاکسیا | چین | زرد او | 1997/2000 | 2 000 | ? | 383 |
| 81 | کارون -۱ | ایران | کارون | 1976/1995/2006 | 2 000 | ? | 54,8 |
| 82 | کارون -2 | ایران | کارون | 2002/2007 | 2 000 | 3,7 | 7,49 |
| 83 | آهای | چین | یانگ تسه | 2012/2014 | 2 000 | 8,89 | 23,4 |
| 84 | گوتوند (در دست ساخت) |
ایران | کارون | 2012/2018(?) | 2 000* | 4,5 | 96,5 |
| 85 | سوبان سیری (در دست ساخت) |
هند | سوبان سیری | 2016/2018(?) | 2 000* | 7,42 | 33,5 |
| 86 | شوانجیانگ کو (در دست ساخت) |
چین | دادوهه | 2018(?) | 2 000* | 8,34 | ? |
توجه داشته باشید:
* - ظرفیت طراحی نشان داده شده است ،
** - برق پس از اتمام نشان داده می شود.
بزرگترین نیروگاه های برق آبی در روسیه:
از سال 2017 ، روسیه دارای 15 نیروگاه برق آبی بیش از 1000 مگاوات و بیش از یکصد نیروگاه برق آبی با ظرفیت کمتر است.
| نام | قدرت، GW |
متوسط \u200b\u200bسالانه خروجی ، میلیارد کیلووات ساعت |
رودخانه |
| نیروگاه برق سایانو-شوشنسکایا | 6,40 | 23,50 | آر ینیسی ، سایانوگورسک |
| نیروگاه برق کراسنویارسک | 6,00 | 20,40 | آر ینیسی ، دیونوگورسک |
| نیروگاه برق آبی Bratsk | 4,52 | 22,60 | آر آنگارا ، براتسک |
| نیروگاه برق Ust-Ilimskaya | 3,84 | 21,70 | آر آنگارا ، اوست-ایلیمسک |
| نیروگاه برق بوگوچانسکایا | 3,00 | 17,60 | آر آنگارا ، کودینسک |
| نیروگاه ولژسکایا | 2,66 | 11,63 | آر ولگا ، ولگوگراد و ولژسکی (سد برق در بین شهرها واقع شده است) |
| نیروگاه برق Zhigulevskaya | 2,46 | 10,34 | آر ولگا ، ژیگولوسک |
| نیروگاه برق بوریسکایا | 2,01 | 7,10 | آر بوریا ، pos. تالاکان |
| نیروگاه چبوکساری | 1,40 (0,8)* | 3,50 (2,2)* | آر ولگا ، نووچبوکسارسک |
| نیروگاه برق آبی ساراتوف | 1,40 | 5,7 | آر ولگا ، بالاکوو |
| نیروگاه آبی Zeyskaya | 1,33 | 4,91 | آر Zeya ، Zeya |
| نیروگاه نیژنکامسک | 1,25 (0,45)* | 2,67 (1,8)* | آر کاما ، نابرژنیه چلنی |
| Zagorskaya PSP | 1,20 | 1,95 | آر Kunya ، pos. بوگورودسکوئه |
| نیروگاه Votkinskaya | 1,04 | 2,28 | آر کاما ، چایکوفسکی |
| نیروگاه برق چیرکیسکایا | 1,00 | 1,74 | آر سولاک ، ص. دوبکی |
توجه داشته باشید:
* - ظرفیت طراحی (واقعی) / متوسط \u200b\u200bتولید سالانه نشان داده شده است.
توجه: © عکس //www.pexels.com ، //pixabay.com
معرفی
امروزه انواع مختلفی از تولید برق وجود دارد ، آنها در استفاده از انواع مختلف مواد اولیه متفاوت هستند. منابع انرژی تجدید پذیر و منابع تجدید ناپذیر وجود دارد. در این مقاله یک نوع تولید برق در نیروگاه برق آبی ، که از منبع انرژی تجدید پذیر به عنوان ماده اولیه استفاده می کند ، تجزیه و تحلیل خواهد شد.
مفهوم عمومی HPP
نیروگاه برق آبی (HPP) نیروگاهی است که از انرژی جریان آب به عنوان منبع انرژی استفاده می کند. نیروگاه های برق آبی معمولاً با احداث سد و مخازن بر روی رودخانه ها ساخته می شوند.
برای تولید موثر برق در نیروگاه های برق آبی ، دو عامل اصلی مورد نیاز است: تضمین در دسترس بودن آب در تمام طول سال و احتمالاً دامنه های بزرگ رودخانه ، انواع تسکین مانند دره مانند ساخت هیدرولیک را ترجیح می دهند.
معایب نیروگاه های برق آبی:
آب گرفتگی زمین های قابل کشت
ساخت و ساز در جایی انجام می شود که ذخایر زیادی از انرژی آب وجود دارد.
در رودخانه های کوهستانی ، به دلیل لرزه خیزی زیاد مناطق خطرناک هستند.
کاهش و تنظیم بی نظیر آب از مخازن به مدت 1015 روز (تا زمان عدم وجود آنها) ، منجر به بازسازی اکوسیستم های منحصر به فرد دشت سیل در طول کل بستر رودخانه می شود ، در نتیجه ، آلودگی رودخانه ، کاهش زنجیره های غذایی ، کاهش تعداد ماهیان ، از بین بردن جانوران آبزی بی مهره ، افزایش تهاجمی عناصر گنه (میانه) به دلیل سوnutتغذیه در مراحل لارو ، از بین رفتن مکان های لانه سازی برای بسیاری از گونه های پرندگان مهاجر ، رطوبت ناکافی در خاک دشت سیلاب ، توالی گیاهان منفی (تخلیه فیتوماس) ، کاهش جریان مواد مغذی به اقیانوس ها.
اصل عملکرد نیروگاه برق
اصل کار یک نیروگاه برق آبی کاملاً ساده است. زنجیره سازه های هیدرولیکی فشار لازم آب تأمین شده به پره های توربین هیدرولیک را فراهم می کند که باعث تولید ژنراتورهایی می شود که برق تولید می کنند (شکل 1).
شکل 1 طرح یک نیروگاه برق آبی پلاتین
فشار آب مورد نیاز از طریق ساخت یک سد و در نتیجه غلظت رودخانه در یک مکان خاص ، و یا در اثر استنتاج جریان طبیعی آب ایجاد می شود. در بعضی موارد ، برای بدست آوردن فشار آب مورد نیاز ، هر دو سد و مشتق با هم استفاده می شوند. تمام تجهیزات برق مستقیماً در ساختمان نیروگاه برق آبی قرار دارند. بسته به هدف ، تقسیم بندی خاص خود را دارد. در اتاق ماشین واحدهای هیدرولیکی وجود دارد که مستقیماً انرژی جریان آب را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. همچنین انواع تجهیزات اضافی ، دستگاه های کنترل و نظارت برای عملکرد نیروگاه برق آبی ، ایستگاه ترانسفورماتور ، تابلو برق و موارد دیگر وجود دارد.
ایستگاه های برق آبی بسته به توان تولید شده تقسیم می شوند:
نیرومندها از 25 مگاوات و بالاتر تولید می کنند.
متوسط \u200b\u200bتا 25 مگاوات
نیروگاه های برق آبی کوچک تا 5 مگاوات.
توان یک نیروگاه برق آبی به فشار و میزان جریان آب و همچنین به کارایی توربین ها و ژنراتورهای مورد استفاده بستگی دارد. با توجه به اینکه طبق قوانین طبیعی ، سطح آب بسته به فصل دائماً در حال تغییر است و همچنین به دلایل زیادی ، معمولاً مصرف چرخه ای به عنوان بیانگر قدرت یک ایستگاه برق آبی است. به عنوان مثال ، تمایز بین چرخه سالانه ، ماهانه ، هفتگی یا روزانه یک نیروگاه برق آبی است.
نیروگاه های برق آبی نیز بسته به حداکثر استفاده از فشار آب تقسیم می شوند:
فشار بالا بیش از 60 متر
فشار متوسط \u200b\u200bاز 25 متر ؛
فشار کم از 3 تا 25 متر
بسته به فشار آب ، انواع مختلف توربین در نیروگاه های برق آبی استفاده می شود. برای توربین های فشار قوی ، سطل ها و توربین های محوری شعاعی با محفظه های مارپیچ فلزی. توربین های کاپلان و محوری در شعاعی در نیروگاه های برق آبی فشار متوسط \u200b\u200bو در توربین های فشار ضعیف کاپلان در محفظه های بتن مسلح نصب می شوند. اصل عملکرد انواع توربین ها مشابه است ؛ آب تحت فشار (فشار آب) وارد پره های توربین می شود که شروع به چرخش می کنند. بنابراین انرژی مکانیکی به هیدروژنراتور منتقل می شود که باعث تولید برق می شود. توربین ها در بعضی متفاوت هستند مشخصات فنی، و همچنین اتاقهای فولادی یا بتن آرمه ، و برای فشار متفاوت آب طراحی شده اند.
نیروگاه های برق آبی نیز بسته به اصل استفاده از منابع طبیعی و بر این اساس ، غلظت آب حاصل تقسیم می شوند. نیروگاه های برق آبی زیر را می توان در اینجا تشخیص داد:
نیروگاه های برق آبی کانال و سد ؛
نیروگاه های برق آبی سد ؛
نیروگاه های برق آبی مشتق شده ؛
نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده.
نیروگاه های برق آبی رودخانه ای و سدی متداول ترین نوع نیروگاه های برق آبی هستند. فشار آب در آنها با نصب سدی ایجاد می شود که رودخانه را کاملاً مسدود می کند ، یا سطح آب موجود در آن را به سطح مورد نیاز می رساند. چنین نیروگاه های برق آبی در رودخانه های دشت کم آب و همچنین رودخانه های کوهستانی ، در مکان هایی که بستر رودخانه باریک تر و فشرده تر است ، ساخته می شوند
نیروگاه های برق آبی سد در فشارهای بالاتر آب ساخته می شوند. در این حالت ، رودخانه به طور کامل توسط سد مسدود شده و ساختمان نیروگاه برق آبی خود در پشت سد ، در قسمت پایین آن واقع شده است. در این حالت ، آب از طریق تونل های فشار ویژه و نه مستقیم ، مانند نیروگاه های برق آبی رواناب به توربین ها تأمین می شود.
نیروگاه های برق آبی مشتق شده در آن مکان ها ساخته می شوند که شیب رودخانه زیاد است. غلظت مورد نیاز آب در این نوع نیروگاه های آبی توسط اشتقاق ایجاد می شود. آب از طریق سیستم های زهکشی ویژه از بستر رودخانه تخلیه می شود. دومی ها صاف می شوند و شیب آنها بسیار کمتر از شیب متوسط \u200b\u200bرودخانه است. در نتیجه ، آب مستقیماً به ساختمان نیروگاه برق آبی تأمین می شود. HC های مشتق شده می توانند باشند نوع متفاوت بدون فشار یا با اشتقاق فشار. در مورد اشتقاق فشار ، مجرای آب با یک شیب طولی بزرگ ریخته می شود. در مورد دیگر ، در ابتدای انحراف ، سدی بالاتر در رودخانه ایجاد می شود و مخزنی ایجاد می شود. به این طرح اشتقاق مخلوط نیز گفته می شود ، زیرا از هر دو روش برای ایجاد غلظت آب مورد نیاز استفاده می شود.
نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده (نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده) قادر به جمع آوری برق تولید شده و استفاده از آن در زمان اوج بار هستند. اصل کار چنین نیروگاه هایی به شرح زیر است: در دوره های خاص (نه اوج بار) ، واحدهای PSPP به صورت پمپ از منابع انرژی خارجی کار می کنند و آب را به حوضه های فوقانی مجهز پمپ می کنند. در صورت نیاز ، آب از آنها وارد خط لوله فشار شده و توربین ها را هدایت می کند.
ایستگاه های برق آبی ، بسته به هدفشان ، ممکن است شامل ساختارهای اضافی مانند قفل یا بالابر کشتی باشد که ناوبری در مخزن ، معابر ماهی ، سازه های آبگیری را که برای آبیاری استفاده می شود و موارد دیگر.
ارزش یک نیروگاه برق آبی استفاده از منابع طبیعی تجدید پذیر برای تولید برق است. با توجه به اینکه نیازی به سوخت اضافی برای نیروگاه های برق آبی نیست ، هزینه نهایی برق تولیدی به طور قابل توجهی کمتر از استفاده از انواع دیگر نیروگاه ها است.
باند سد انرژی نیروگاه برق آبی
نیروگاه برق آبی چیست؟
نیروگاه های برق آبی از منابع انرژی بسیار کارآمد هستند. آنها از منابع تجدید پذیر - انرژی مکانیکی افتادن آب - استفاده می کنند. احتباس آب لازم توسط سدهایی که بر روی رودخانه ها و کانال ها برپا می شوند ایجاد می شود. تاسیسات هیدرولیکی باعث کاهش حمل و نقل و صرفه جویی در سوخت معدنی می شود (در هر 1 کیلووات ساعت حدود 0.4 تن زغال سنگ مصرف می شود). کار با آنها کاملاً آسان است و ضریب آنها بسیار بالاست اقدام مفید (بیش از 80٪) هزینه اصلی این نوع تاسیسات 5-6 برابر کمتر از نیروگاه های حرارتی است و به کارکنان نگهداری بسیار کمتری نیاز دارند.
نیروگاه های هیدرولیکی توسط نیروگاه های برق آبی (HPP) ، نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده (PSPP) و نیروگاه های جزر و مدی (TPP) نشان داده می شوند. قرار دادن آنها تا حد زیادی به شرایط طبیعی ، به عنوان مثال ، طبیعت و رژیم رودخانه بستگی دارد. در مناطق کوهستانی ، نیروگاه های برق آبی فشار قوی معمولاً در رودخانه های دشت کم احداث می شوند ، تاسیساتی با فشار کم ، اما میزان جریان آب بالاتر ، کار می کنند. به دلیل غلبه بر پایه های نرم زیر سدها و نیاز به مخازن بزرگ برای تنظیم جریان ، ساخت و ساز آب در دشت ها دشوارتر است. احداث نیروگاه های برق آبی در دشت ها باعث جاری شدن سیل در مناطق مجاور می شود که خسارات مادی قابل توجهی به بار می آورد.
یک نیروگاه برق آبی متشکل از یک زنجیره پی در پی از ساختارهای هیدرولیکی است که غلظت لازم جریان آب و ایجاد فشار را فراهم می کند و تجهیزات قدرت که انرژی آب در حال حرکت تحت فشار آب را به انرژی مکانیکی چرخش تبدیل می کند ، که به نوبه خود به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
سر نیروگاه برق آبی با غلظت ریزش رودخانه در منطقه ای که سد از آن استفاده می کند ، یا از طریق استخراج ، یا از طریق سد و مشتق با هم ایجاد می شود. تجهیزات اصلی نیروگاه برق آبی در ساختمان نیروگاه برق آبی واقع شده است: در اتاق توربین نیروگاه - واحدهای هیدرولیکی ، تجهیزات کمکی ، دستگاه های کنترل و نظارت اتوماتیک. در پست کنترل مرکزی - کنسول توزیع کننده یا یک متصدی خودکار نیروگاه برق آبی. پست ترانسفورماتور مرحله ای هم در داخل ساختمان نیروگاه برق آبی و هم در ساختمانهای جداگانه یا در مناطق باز قرار دارد. تابلو برق اغلب در یک مکان باز قرار دارد. ساختمان HPP را می توان به بخشهایی با یک یا چند واحد و تجهیزات کمکی تقسیم کرد که از قسمتهای مجاور ساختمان جدا شده اند. برای مونتاژ و تعمیر تجهیزات مختلف و برای عملیات کمکی برای سرویس دهی نیروگاه برق آبی ، یک محل مونتاژ در داخل یا داخل ساختمان یک نیروگاه برق آبی ایجاد می شود.
با ظرفیت نصب شده (در مگاوات) ، نیروگاه های برق به عنوان قدرت (بیش از 250) ، متوسط \u200b\u200b(تا 25) و کوچک (تا 5) تشخیص داده می شوند. توان نیروگاه برق آبی به سر Нб (اختلاف سطح آبراهه های بالادست و پایین دست) ، میزان جریان آب Q (m3 / sec) مورد استفاده در توربین ها و بازده واحد برق آبی hg بستگی دارد. به دلایلی (به عنوان مثال ، به دلیل تغییرات فصلی سطح آب در مخازن ، تغییرپذیری بار سیستم قدرت ، تعمیر واحدهای هیدرولیکی یا سازه های هیدرولیکی و غیره) ، فشار و میزان جریان آب به طور مداوم در حال تغییر است ، و علاوه بر این ، هنگام تنظیم قدرت نیروگاه ، دبی تغییر می کند. بین چرخه سالانه ، هفتگی و روزانه حالت عملکرد HPP را تشخیص دهید.
با توجه به حداکثر سر استفاده شده ، نیروگاه های برق آبی به نیروگاه های برق فشار قوی (بیش از 60 متر) ، فشار متوسط \u200b\u200b(از 25 تا 60 متر) و فشار کم (از 3 تا 25 متر) تقسیم می شوند. در رودخانه های مسطح ، سر به ندرت از 100 متر عبور می کند ، در شرایط کوهستانی ، با استفاده از یک سد ، می توان سر تا 300 متر یا بیشتر ایجاد کرد ، و با کمک مشتق ، تا 1500 متر. طبقه بندی سر تقریباً با انواع تجهیزات قدرت استفاده می شود: سطل و شعاعی توربین های محوری با اتاق های مارپیچی فلزی ؛ در توربین های فشار متوسط \u200b\u200b- پره های دوار و محوری شعاعی با محفظه های مارپیچ بتن مسلح و فلزی ، در توربین های کم فشار - پره دوار در محفظه های مارپیچی بتن مسلح ، گاهی توربین های افقی در کپسول یا در اتاق های باز. تقسیم نیروگاه های برق آبی مطابق با سر مورد استفاده تقریبی ، مشروط است.
طبق طرح استفاده از منابع آب و غلظت فشار ، نیروگاه های برق آبی معمولاً به کانال ، نزدیک سد ، انحراف با فشار و انحراف بدون فشار ، مخلوط ، ذخیره پمپ و جزر و مد تقسیم می شوند. در نیروگاه های برق آبی رواناب و نزدیک به سد ، فشار آب توسط سدی ایجاد می شود که رودخانه را مسدود کرده و سطح آب استخر بالایی را بالا می برد. در این حالت ، برخی از طغیان های دره رودخانه اجتناب ناپذیر است. در صورت احداث دو سد در یک قسمت از رودخانه ، سطح سیلاب کاهش می یابد. در رودخانه های مسطح ، بزرگترین منطقه سیل که از نظر اقتصادی مجاز است ، ارتفاع سد را محدود می کند. نیروگاه های برق آبی رودخانه ای و نوع سد نیز در رودخانه های مسطح ، پر آب و رودخانه های کوهستانی ، در دره های فشرده باریک ساخته می شوند.
ساختار نیروگاه برق آبی رودخانه علاوه بر سد ، شامل ساختمان نیروگاه برق آبی و سازه های سرریز است. ترکیب سازه های هیدرولیکی به سر و ظرفیت نصب شده بستگی دارد. در نیروگاه برق آبی رودخانه ، ساختمان با واحدهای هیدرولیکی واقع در آن به عنوان ادامه سد عمل می کند و همراه آن یک جبهه فشار ایجاد می کند. در همان زمان ، از یک طرف ، سرآب در مجاورت ساختمان نیروگاه برق آبی است و از سوی دیگر - پایین دست. محفظه های مارپیچی تأمین توربین های هیدرولیکی با مقاطع ورودی آنها در زیر سطح آب قرار گرفته اند ، در حالی که بخشهای خروجی لوله های مکش در زیر سطح آب دم قرار دارند.
مطابق با هدف مجموعه برق آبی ، ممکن است شامل قفل های ناوبری یا بالابر کشتی ، سازه های عبور ماهی ، امکانات آبگیری برای آبیاری و تأمین آب باشد. در نیروگاه های برق آبی رواناب ، گاهی اوقات تنها سازه ای که به آب اجازه عبور می دهد ساختمان نیروگاه است. در این موارد ، آب مفید به طور پی در پی با شبکه های نگهدارنده زباله ، محفظه مارپیچ ، توربین هیدرولیکی ، لوله مکش از قسمت ورودی عبور می کند و دبی سیلاب رودخانه از طریق مجاری آب مخصوص بین اتاق های توربین مجاور تخلیه می شود. نیروگاه های آبی رودخانه با سر تا 30-40 متر مشخص می شوند. ساده ترین نیروگاه های آبی رودخانه ای نیز شامل نیروگاه های کوچک روستایی (برق آبی) است که قبلاً ساخته شده اند. در رودخانه های مسطح بزرگ ، کانال اصلی توسط یک سد خاکی مسدود شده است ، که یک سد سرریز بتونی در مجاورت آن است و یک نیروگاه برق آبی در حال ساخت است. این آرایش برای بسیاری از نیروگاه های برق آبی داخلی در رودخانه های بزرگ مسطح معمول است. نیروگاه ولژسکایا به نام بیست و دومین کنگره CPSU - بزرگترین کنگره از نوع کانال.
نیرومندترین نیروگاههای برق آبی در ولگا ، کاما ، آنگارا ، ینیسی ، اوب و ایرتیش ساخته شده اند. آبشار نیروگاه های برق آبی به گروهی از نیروگاه های برق آبی گفته می شود که به صورت پله ای در امتداد جریان یک جریان آب قرار دارند تا به طور کامل از انرژی آن استفاده کنند. تاسیسات در آبشار معمولاً با یک رژیم مشترک مرتبط می شوند که در آن مخازن مراحل بالایی اثر تنظیمی بر مخازن مراحل پایین دارند. مجتمع های صنعتی متخصص در صنایع پر مصرف بر اساس نیروگاه های برق آبی در مناطق شرقی در حال شکل گیری هستند.
کارآمدترین منابع از نظر شاخص های فنی و اقتصادی در سیبری متمرکز شده اند. یک نمونه از آن آبشار Angara-Yenisei است که شامل بزرگترین نیروگاه های برق آبی کشور است: سایانو-شوشنسکایا (6.4 میلیون کیلووات) ، کراسنویارسک (6 میلیون کیلووات) ، براتسک (4.6 میلیون کیلووات) ، Ust-Ilimskaya (4.3 میلیون کیلووات). نیروگاه برق Boguchanovskaya (4 میلیون کیلووات) در دست ساخت است. ظرفیت کل آبشار در حال حاضر بیش از 20 میلیون کیلووات است.
هنگام ساخت نیروگاه های برق آبی ، هدف معمولاً تولید برق ، بهبود شرایط جهت یابی در رودخانه و آبیاری زمین است. نیروگاه های برق آبی معمولاً دارای مخازنی هستند که امکان ذخیره آب و تنظیم میزان مصرف آن و در نتیجه ظرفیت عملیاتی نیروگاه را فراهم می کنند تا مطلوب ترین رژیم را برای کل سیستم برق فراهم کنند.
روند تنظیم به شرح زیر است. در یک دوره زمانی که بار سیستم قدرت کم است (یا ورودی طبیعی آب در رودخانه زیاد است) ، نیروگاه برق آبی مقدار کمتری از ورودی طبیعی آب مصرف می کند. در این حالت ، آب در مخزن جمع می شود و ظرفیت کار ایستگاه نسبتاً کم است. در یک دوره زمانی دیگر ، هنگامی که بار سیستم زیاد است (یا ورودی آب کم است) ، نیروگاه برق آبی در مقداری بیش از ورودی طبیعی آب مصرف می کند. با این کار آب جمع شده در مخزن مصرف می شود و ظرفیت کاری ایستگاه به حداکثر می رسد. بسته به حجم مخزن ، دوره تنظیم یا مدت زمان لازم برای پر کردن و بهره برداری از مخزن می تواند یک روز ، یک هفته ، چند ماه یا بیشتر باشد. در این مدت ، نیروگاه برق آبی می تواند مقدار کاملاً مشخصی از آب را که با ورودی طبیعی تعیین می شود ، مصرف کند.
هنگامی که نیروگاه های برق آبی با نیروگاه های حرارتی و هسته ای کار می کنند ، بار سیستم نیروگاه بین آنها توزیع می شود تا در یک دوره مورد بررسی ، با نرخ جریان آب مشخص ، تقاضا برای انرژی الکتریکی با حداقل مصرف سوخت (یا حداقل هزینه سوخت) در سیستم تضمین شود. تجربه سیستم های قدرت عملیاتی نشان می دهد که توصیه می شود در بیشتر اوقات سال از نیروگاه های برق آبی در شرایط اوج استفاده شود. این بدان معنی است که ظرفیت عملیاتی نیروگاه برق آبی باید در محدوده وسیعی در طول روز متغیر باشد - از حداقل در ساعاتی که بار سیستم قدرت کم است تا حداکثر در ساعتهای بالاترین بار سیستم. با این استفاده از نیروگاه های برق آبی ، بار نیروگاه های حرارتی تسطیح می شود و عملکرد آنها اقتصادی می شود.
در دوره های طغیان ، هنگامی که ورودی طبیعی آب به رودخانه زیاد است ، توصیه می شود که از نیروگاه های برق آبی بصورت شبانه روزی با ظرفیت کارکرد نزدیک به حداکثر استفاده کنید و بنابراین تخلیه آب بیکار از طریق سد را کاهش دهید. سودمندترین رژیم نیروگاه برق آبی به عوامل زیادی بستگی دارد و باید با محاسبه مناسب تعیین شود.
عملکرد نیروگاه های برق آبی با شروع و توقف مکرر واحدها ، تغییر سریع در قدرت کار از صفر به اسمی مشخص می شود. توربین های هیدرولیکی ذاتاً با این شرایط سازگار هستند. برای هیدروژنراتورها ، این حالت نیز قابل قبول است ، زیرا ، بر خلاف ژنراتورهای توربین بخار ، طول محوری هیدروژنراتور نسبتاً کوچک است و تغییر شکل دمای میله های سیم پیچ کمتر به نظر می رسد. روند راه اندازی واحد هیدرولیک و به دست آوردن نیرو کاملاً خودکار است و فقط چند دقیقه طول می کشد.
مدت زمان استفاده از ظرفیت نصب شده نیروگاه های برق آبی معمولاً کمتر از نیروگاه های حرارتی است. برای ایستگاه های اوج 1500-3000 ساعت و برای ایستگاه های پایه 5000-6000 ساعت است.
هزینه واحد نیروگاه برق آبی (RUB / MW) به دلیل حجم بیشتر کار ساخت و ساز بالاتر از هزینه واحد نیروگاه حرارتی با همان ظرفیت است. زمان ساخت نیروگاه برق آبی نیز بیشتر از زمان ساخت نیروگاه حرارتی است. با این حال ، هزینه برق تولید شده توسط نیروگاه های برق آبی به طور قابل توجهی کمتر از هزینه انرژی از نیروگاه های حرارتی است ، زیرا هزینه سوخت در هزینه های عملیاتی لحاظ نمی شود.
توصیه می شود نیروگاه های برق آبی در رودخانه های کوهستانی و یک و نیم احداث شود. در رودخانه های پست ، ساخت و ساز آنها می تواند منجر به طغیان مناطق وسیعی از چمنزارهای دشت سیلاب و زمین های قابل کشت ، جنگل ها ، کاهش ذخایر ماهی و عواقب دیگر شود.
نیروگاه های برق آبی یا نیروگاه های برق آبی از انرژی بالقوه آب رودخانه استفاده می کنند و امروزه وسیله مشترکی برای تولید برق از منابع تجدید پذیر هستند.
نیروگاه های برق آبی بیش از 16٪ برق نصب شده بیش از 16٪ برق جهان (99٪ در نروژ ، 58٪ در کانادا ، 55٪ در سوئیس ، 45٪ در سوئد ، 7٪ در ایالات متحده ، 6٪ در استرالیا) را تأمین می کنند. نیمی از این ظرفیت در پنج کشور چین (212 گیگاوات) ، برزیل (82.2 گیگاوات) ، ایالات متحده آمریکا (79 گیگاوات) ، کانادا (76.4 گیگاوات) و روسیه (46 گیگاوات) واقع شده است. علاوه بر این چهار کشور با فراوانی نسبی (نروژ ، کانادا ، سوئیس و سوئد) ، برق آبی معمولاً در اوج بار استفاده می شود زیرا نیروگاه برق آبی می تواند به راحتی خاموش و راه اندازی شود. این همچنین بدان معنی است که مکمل ایده آل سیستم شبکه است و در دانمارک به طور موثر استفاده می شود.
نیروگاه های برق آبی از انرژی افتادن آب برای تولید برق استفاده می کنند. توربین نیروی جنبشی H2O در حال سقوط را به نیروی مکانیکی تبدیل می کند. سپس ژنراتور توان مکانیکی توربین را به برق تبدیل می کند.
برق آبی در جهان
نیروگاه برق آبی از مناطق وسیعی استفاده می کند و گزینه اصلی برای آینده در کشورهای پیشرفته نیست زیرا بیشتر مکانهای بزرگ در این کشورها با پتانسیل توسعه انرژی برق آبی یا از قبل مورد بهره برداری قرار گرفته اند و یا به دلایل دیگری مانند ملاحظات زیست محیطی در دسترس نیستند. پیش بینی می شود نیروگاه برق آبی تا سال 2030 در چین و آمریکای لاتین رشد کند. چین در سال های اخیر با تولید 22.5 گیگاوات نیروگاه برق آبی به ارزش 26 میلیارد دلار راه اندازی کرده است. نیروگاه آبی در چین نقش آفرینی کرده است ، و بیش از 1.2 میلیون نفر را از سایت های سد آواره کرده است.
مزیت اصلی سیستم های هیدرولیکی توانایی آنها در کنترل بارهای پیک زیاد فصلی (و همچنین روزانه) است. در عمل ، استفاده از انرژی ذخیره شده آب گاهی به دلیل نیاز به آبیاری پیچیده می شود ، که می تواند در آنتی فاز با حداکثر بار اتفاق بیفتد.
راه اندازی رودخانه سیستم های هیدرولیکی معمولاً بسیار ارزان تر از ساخت سد است و کاربردهای بالقوه گسترده تری دارد. نیروگاه های آبی کوچک زیر 10 مگاوات حدود 10٪ از پتانسیل جهان را نشان می دهند و بیشتر آنها از رودخانه کار می کنند.
نیروگاه های آبی سه نوع وجود دارد: نیروگاه های برق آبی ، ایستگاه های پمپاژ ، نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده.
اصل عملکرد برق آبی
اصل عملکرد نیروگاه برق آبی هنگامی است که انرژی آب از طریق توربین های هیدرولیکی به انرژی مکانیکی تبدیل شود. ژنراتور این انرژی مکانیکی را از آب به برق تبدیل می کند.
این ژنراتور براساس اصول فارادی ساخته شده است: وقتی آهنربا از کنار یک هادی عبور می کند ، برق تولید می شود. در ژنراتور ، آهن ربا با جریان مستقیم جریان ایجاد می شود. آنها زمینه های قطب را ایجاد می کنند و در اطراف محیط روتور نصب می شوند. روتور به یک شافت متصل است که توربین ها را با سرعت ثابت هدایت می کند. هنگامی که روتور می چرخد \u200b\u200b، باعث تغییر قطب در هادی نصب شده در استاتور می شود. این به نوبه خود ، مطابق قانون فارادی ، در پایانه های ژنراتور برق تولید می کند.
ترکیب نیروگاه برق آبی
اندازه نیروگاه های برق آبی از "نیروگاه های میکرو برق" که چندین خانه را تأمین می کنند تا سدهای غول پیکر تأمین می کنند که به میلیون ها نفر برق می رساند.
اکثر نیروگاه های برق آبی معمولی دارای چهار جز main اصلی هستند:
برق آبی در اواسط قرن بیستم به اوج خود رسید ، اما ایده استفاده از H2O برای تولید برق به هزاران سال قبل برمی گردد. بیش از 2000 سال پیش ، یونانی ها از چرخ آب برای خرد کردن گندم به آرد استفاده می کردند. این چرخ های باستانی امروزه مانند توربین هایی هستند که آب از آنها عبور می کند.
نیروگاه های برق آبی بزرگترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان هستند.
بارگذاری ...