수력 발전기는 어떻게 작동합니까? 수력 발전소의 종류와 스테이션 작동 원리. 주요 사고 및 사건

수력 발전소는 복잡한 수력 구조와 장비의 복합체입니다. 그 목적은 물 흐름의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것입니다. 수력은 소위 재생 가능 에너지 원 중 하나입니다. 즉, 실질적으로 고갈되지 않습니다.

가장 중요한 수력 구조는 댐입니다. 저수지에 물을 유지하고 필요한 수압을 생성합니다. 수력 터빈은 수력 발전소의 주 엔진입니다. 그것의 도움으로 압력 하에서 움직이는 물의 에너지는 기계적 에너지회전은 (발전기 덕분에) 전기 에너지로 변환됩니다. 수력 터빈, 수력 발전기, 자동 모니터링 및 제어 장치 - 콘솔은 수력 발전소의 엔진실에 있습니다. 승압 변압기는 건물 내부와 열린 공간 모두에 설치할 수 있습니다. 배전반은 발전소 건물 옆에 옥외에 설치되는 경우가 가장 많습니다.

많은 수력 자원(세계의 11,112%)을 보유한 소련에서는 대규모 수력 발전소 건설이 시작되었습니다. 수력 발전의 설치 용량에 따라. 전후 30 년, 1950 년에만 스테이션이 1980 년까지 소규모, 최대 5MW의 발전, 5에서 25까지의 중형 및 대형 수력 발전소로 10 배 이상 증가했습니다. 25MW 이상. 우리나라에는 20개의 수력 발전소가 있으며 각 발전소의 설치 용량은 500MW 이상입니다. 그 중 가장 큰 것은 Krasnoyarskaya(6000MW) 및 Sayano-Shushenskaya(6400MW) HPP입니다.

수력 발전소 건설은 많은 문제에 대한 포괄적인 해결책 없이는 생각할 수 없습니다. 에너지뿐만 아니라 물 수송, 물 공급, 관개 및 어업의 요구를 충족시키는 것이 필요합니다. 이러한 작업은 하나가 아닌 계단식의 원리에 의해 가장 잘 충족되지만 강을 따라 위치한 여러 수력 발전소가 강 위에 건설됩니다. 이렇게하면 강에 연속적으로 위치한 여러 개를 만들 수 있습니다. 다른 수준저수지는 강의 유출수, 에너지 자원을 최대한 활용하고 개별 수력 발전소의 용량을 조정하는 것을 의미합니다. 수력 발전소의 폭포는 많은 강에 건설되었습니다. Volga 외에도 Kama, Dnieper, Chirchik, Hrazdan, Irtysh, Rioni, Svir에 캐스케이드가 건설되었습니다. Bratskaya, Krasnoyarskaya, Sayano-Shushenskaya 및 Boguchanskaya와 같은 세계 최대 HPP가 있는 가장 강력한 Angara-Yenisei 캐스케이드는 총 용량이 약 17GW이고 연간 전력 생산량이 760억 kWh입니다.

물의 흐름 에너지를 사용하는 여러 유형의 발전소가 있습니다. 수력발전소 외에 양수발전소(PSPP)와 조력발전소(TPP)도 건설 중이다. 언뜻 보면 기존 수력발전소와 수력발전소의 차이를 거의 느끼지 못합니다. 주 전력 설비가 있는 같은 건물, 같은 전력선. 전기를 생산하는 방식에는 근본적인 차이가 없습니다. HPS의 특징은 무엇입니까?

수력 발전소와 달리 양수식 저장 발전소는 수천만 입방 미터의 용량을 가진 두 개의 저수지(하나가 아님)가 필요합니다. 하나의 레벨은 다른 것보다 수십 미터 더 높아야 합니다. 두 저수지는 파이프라인으로 연결되어 있습니다. 하부 저수지에는 PSP 건물이 건설되고 있습니다. 그 안에는 소위 가역 유압 장치인 유압 터빈과 발전기가 동일한 샤프트에 배치됩니다. 그들은 전류 발전기와 전기 워터 펌프로 모두 작동할 수 있습니다. 야간과 같이 에너지 소비가 감소하면 수력 터빈이 펌프 역할을 하여 하부 저수지에서 상부 저수지로 물을 펌핑합니다. 이 경우 발전기는 화력 및 원자력 발전소에서 전기 에너지를 받는 전기 모터로 작동합니다. 전력 소비가 증가하면 HPP 수력 발전소가 역회전으로 전환됩니다. 상부 저수지에서 하부 저수지로 떨어지는 물은 수력 터빈을 회전시키고 발전기는 전기 에너지를 생성합니다. 따라서 양수발전소는 말 그대로 야간에 다른 발전소에서 생산한 전기를 축적했다가 낮에 버리는 방식이다. 따라서 양수식 저장 발전소는 일반적으로 전력 엔지니어가 말하는 것처럼 부하의 "피크"를 커버하는 역할을 합니다. 즉, 특히 필요할 때 에너지를 제공합니다. 전 세계적으로 160개 이상의 양수 저장 발전소가 운영되고 있습니다. 우리 나라에서는 최초의 양수식 저장 발전소가 키예프 근처에 건설되었습니다. 수두가 낮고 73m에 불과하며 총 용량은 225MW입니다.

모스크바 지역의 더 큰 양수 저장 발전소가 1.2GW 용량, 수두 100m로 가동되었습니다.

일반적으로 양수식 저장 발전소는 강 위에 건설됩니다. 그러나 결과적으로 그러한 발전소는 바다와 바다의 기슭에 건설 될 수 있습니다. 그곳에서만 그들은 다른 이름 인 조력 발전소 (PES)를 받았습니다.

하루에 두 번 동시에 해수면이 상승하거나 하강합니다. 많은 양의 물을 그들 쪽으로 끌어당기는 것은 달과 태양의 중력입니다. 해안에서 멀어지면 수위의 변동이 1m를 초과하지 않지만 해안 근처에서는 예를 들어 오호츠크 해의 Penzhinskaya Bay에서와 같이 13m에 도달 할 수 있습니다.

만이나 강의 입구가 댐으로 막히면 수위가 가장 높은 순간에 그러한 인공 저수지에서 수억 입방 미터의 물을 막을 수 있습니다. 바다의 썰물 때 저수지와 바다의 수위 차이가 발생하여 TPP 건물에 설치된 수력 터빈의 회전에 충분합니다. 저수지가 하나뿐인 경우 TPP는 하루에 4번 1-2시간씩 4-5시간 동안 연속적으로 전기를 생산할 수 있습니다(저수지의 수위는 밀물과 썰물에 여러 번 변합니다)

불균일한 발전을 없애기 위해 역의 저수지는 댐에 의해 2-3개의 작은 저수지로 나뉩니다. 하나는 썰물 수준을 유지하고 다른 하나는 만조 수준을 유지하고 세 번째는 백업 역할을 합니다.

PPP에는 수력 발전 장치가 설치되어 있어 발전(전기 생산)과 펌핑 모드(수위가 낮은 저수지에서 수위가 높은 저수지로 물을 펌핑) 모두에서 고효율로 작동할 수 있습니다. 펌핑 모드에서 PES는 전력 시스템에 초과 전력이 나타날 때 작동합니다. 이 경우 장치는 한 저수지에서 다른 저수지로 물을 펌핑하거나 펌핑합니다.

1968년 Kislaya Guba의 Barents Sea 해안에 우리나라 최초의 시범 TPP가 건설되었습니다. 발전소 건물에는 400kW 용량의 유압 장치 2개가 있습니다.

첫 번째 TPP 운영에 대한 10년의 경험을 통해 백해의 Mezenskaya TPP, 오호츠크 해의 Penzhinskaya 및 Tugurskaya 프로젝트를 시작할 수 있었습니다.

세계 대양의 조수의 거대한 힘, 심지어 파도 자체를 사용하는 것은 흥미로운 문제입니다. 그들은 이제 막 그것을 해결하기 시작했습니다. 연구하고, 발명하고, 설계해야 할 것이 많이 있습니다.

수력 발전소, 수력 발전소 또는 PES 등 거대 에너지 거인의 건설은 건설업자에게 매번 시험이 됩니다. 여기에 최고 자격과 다양한 전문 분야의 근로자의 작업이 결합됩니다. 콘크리트 작업등산객에게.

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거의 모든 사람들이 수력 발전소의 목적을 상상하지만 소수만이 수력 발전소의 작동 원리를 진정으로 이해합니다. 사람들의 주된 미스터리는 이 거대한 댐 전체가 연료 없이 전기 에너지를 생성하는 방법입니다. 우리는 이것에 대해 이야기 할 것입니다.

수력발전소란?

수력 발전소는 다양한 구조와 특수 장비로 구성된 복합 단지입니다. 수력 발전소는 댐과 저수지를 채우기 위해 일정한 물의 흐름이 있는 강 위에 건설되고 있습니다. 수력 발전소 건설 중에 생성되는 유사한 구조물(댐)은 일정한 흐름의 물을 집중시키기 위해 필요하며, 수력 발전소용 특수 장비를 사용하여 전기 에너지로 변환됩니다.

건설현장의 선택은 HPP의 효율성 측면에서 중요한 역할을 한다는 점에 유의해야 한다. 두 가지 조건이 필요합니다. ​​무진장한 물 공급과 높은 각도

수력 발전소의 작동 원리

수력 발전소의 운영은 매우 간단합니다. 세워진 수력 구조는 터빈 블레이드에 들어가는 안정적인 수압을 제공합니다. 압력은 터빈을 움직이게 하고 그 결과 발전기가 회전합니다. 후자는 전기를 생성한 다음 고압 송전선을 통해 소비자에게 전달됩니다.

이러한 구조의 주요 어려움은 댐을 건설하여 달성되는 일정한 수압을 보장하는 것입니다. 덕분에 많은 양의 물이 한 곳에 집중됩니다. 어떤 경우에는 자연적인 물의 흐름이 사용되며 때로는 댐과 파생물(자연의 흐름)이 함께 사용됩니다.

건물 자체에는 수력 발전소용 장비가 있으며 주요 임무는 물 이동의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것입니다. 이 작업은 생성기에 할당됩니다. 스테이션, 배전 장치 및 변전소의 작동을 제어하기 위해 추가 장비도 사용됩니다.

아래 그림은 수력 발전소의 개략도를 보여줍니다.

보시다시피 물의 흐름은 발전기의 터빈을 회전시켜 에너지를 생성하고 변환을 위해 변압기에 공급한 후 전력선을 통해 공급 업체로 운송됩니다.

힘

발전된 전력에 따라 나눌 수 있는 다양한 수력 발전소가 있습니다.

  1. 매우 강력 - 25MW 이상의 생산.
  2. 중간 - 최대 25MW의 발전.
  3. 소형 - 최대 5MW의 발전.

기술

우리가 이미 알고 있듯이 수력 발전소의 작동 원리는 떨어지는 물의 기계적 에너지를 사용하여 터빈과 발전기를 사용하여 전기 에너지로 변환하는 것입니다. 터빈 자체는 댐이나 그 근처에 설치할 수 있습니다. 어떤 경우에는 댐 수준 아래의 물이 고압으로 통과하는 파이프 라인이 사용됩니다.

모든 수력 발전소의 전력에 대한 몇 가지 지표가 있습니다: 물의 흐름과 정수두. 후자의 표시기는 물의 자유 낙하의 시작점과 끝점 사이의 높이 차이에 의해 결정됩니다. 스테이션 디자인을 만들 때 전체 디자인은 이러한 지표 중 하나를 기반으로 합니다.

오늘날 알려진 전기 생산 기술은 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 때 고효율을 얻는 것을 가능하게 합니다. 때로는 화력 발전소보다 몇 배 더 높습니다. 이러한 고효율은 수력 발전소에서 사용되는 장비로 인해 달성됩니다. 신뢰할 수 있고 비교적 사용하기 쉽습니다. 또한 연료 부족과 배기 가스로 인해 큰 수열 에너지, 그러한 장비의 서비스 수명은 상당히 큽니다. 여기서 고장은 극히 드뭅니다. 일반적으로 발전기 세트 및 구조물의 최소 수명은 약 50년으로 알려져 있습니다. 실제로 오늘날에도 지난 세기의 30 년대에 지어진 수력 발전소가 성공적으로 작동하고 있습니다.

러시아의 수력 발전소

오늘날 러시아에서는 약 100개의 수력 발전소가 운영되고 있습니다. 물론 용량은 다르며 대부분 설치 용량이 최대 10MW인 발전소입니다. Pirogovskaya 또는 Akulovskaya와 같은 스테이션도 1937년에 가동되었으며 용량은 0.28MW에 불과합니다.

가장 큰 것은 각각 6,400MW와 6,000MW 용량의 Sayano-Shushenskaya 및 Krasnoyarskaya HPP입니다. 역은 다음과 같습니다.

  1. 브라츠카야(4500MW).
  2. Ust-Ilimskaya HPP(3840).
  3. 보추간스카야(2997MW).
  4. 볼즈스카야(2660MW).
  5. Zhigulevskaya (2450MW).

그러한 스테이션의 엄청난 수에도 불구하고 러시아에서 생산되는 모든 에너지의 총량의 20%에 해당하는 47,700MW만 생성합니다.

드디어

이제 기계적 물을 전기 물로 변환하는 수력 발전소의 작동 원리를 이해했습니다. 에너지를 얻는 다소 단순한 아이디어에도 불구하고 장비와 신기술의 복잡성으로 인해 이러한 구조가 복잡해집니다. 그러나 그들에 비해 정말 원시적입니다.


HPP의 특징 러시아 HPP의 전기 비용은 화력 발전소보다 2배 이상 낮습니다. 수력 발전기는 에너지 소비에 따라 상당히 빠르게 켜고 끌 수 있습니다. 재생 가능한 에너지원이 사용됩니다. 다른 유형의 발전소보다 공기에 미치는 영향이 현저히 적습니다. 수력 발전소 건설은 일반적으로 자본 집약적입니다. 종종 효과적인 HPP는 소비자와 더 멀리 떨어져 있습니다. 저수지는 종종 넓은 지역을 덮습니다. 댐은 철새의 산란지로 가는 경로를 차단하기 때문에 어류 경제의 성격을 바꾸는 경우가 많지만 저수지 자체의 어류 축적량 증가와 양식업 시행을 선호하는 경우가 많습니다.


HPP의 유형 수력 발전소(HPP): 댐 수력 발전소; 강 유역 수력 발전소; 댐 근처 수력 발전소; 파생 수력 발전소; 수력 저장 발전소; 조력 발전소; 파력 발전소 및 해류.


Run-of-River 수력 발전소(RusHPP) Run-of-River 수력 발전소(RusHPP)는 댐이 없는 수력 발전소를 말하며, 댐이 없는 수력 발전소는 평평한 만조 하천, 좁은 압축 계곡, 산속 하천뿐만 아니라 바다와 바다의 빠른 흐름처럼.








수력 저장 발전소(PSPP) 수력 저장 발전소는 전기 부하 일정의 일일 불균일성을 균등화하는 데 사용됩니다. 저부하 시간에는 전력을 소비하는 PSPP가 하류 저수지에서 상류 저수지로 물을 펌핑하고 전력 시스템의 부하가 증가하는 시간에는 저장된 물을 사용하여 피크 에너지를 생성합니다.




조력 발전소(TPP) 조력 발전소는 조수 에너지를 사용합니다. 조력 발전소는 달과 태양의 중력이 하루에 두 번 수위를 변화시키는 바다 기슭에 건설됩니다. 해안 근처의 수위 변동은 13 미터에 이릅니다.




파력 발전소 파력의 두 가지 주요 특성은 전기를 생성하는 데 사용됩니다. 운동 에너지와 표면 회전 에너지입니다. 파력 발전소 건설에 사용하려고하는 것은 이러한 요소입니다. 파력수력발전소 운영계획






작동 원리 일반 원칙작업: HPP는 떨어지는 물의 운동 에너지를 터빈 회전의 기계적 에너지로 변환하고 터빈은 전기 기계 전류 생성기를 구동합니다. 필요한 수압은 댐 건설을 통해 형성되며, 특정 장소에 하천이 집중되거나 물의 자연적 흐름에 의한 우회로 인해 형성됩니다. 일련의 수력 구조는 전기를 생성하는 발전기를 구동하는 수력 터빈의 블레이드로 흐르는 물의 필요한 압력을 제공합니다. 모든 전력 장비는 수력 발전소 건물에 직접 있습니다. 목적에 따라 고유한 구분이 있습니다. 엔진룸에는 유압 장치(물 흐름의 에너지를 전기 에너지로 변환)가 있습니다. 또한 수력 발전소, 변전소, 개폐 장치 등의 작동을 위한 모든 종류의 추가 장비, 제어 및 모니터링 장치가 있습니다.



HPP 용량 수력 발전소는 생성된 전력에 따라 구분됩니다. 강력한 발전소는 25MW에서 250MW 이상을 생성합니다. 평균 최대 25MW; 최대 5MW의 소규모 수력 발전소. 수력 발전소의 전력은 사용되는 발전기의 효율성뿐만 아니라 수압에 직접적으로 의존합니다. 자연법칙에 따라 수위는 계절에 따라 끊임없이 변화하고 여러 가지 이유로 인해 순환 전력을 수력 발전소의 전력에 대한 표현으로 취하는 것이 일반적입니다. 예를 들어, 수력 발전소의 운영에는 연간, 월간, 주별 또는 일일 주기가 있습니다. 수력 발전소는 또한 수압의 최대 사용에 따라 구분됩니다. 60m 이상의 고압; 25m에서 중간 압력; 3 ~ 25m의 저압.


터빈 유형 수압에 따라 수력 발전소에서 사용되는 다양한 유형의 터빈: 고압 버킷 및 금속 볼류트 챔버가 있는 레이디얼 축 터빈, 중압 수력 발전소, 회전 블레이드 및 레이디얼 - 축방향 터빈은 철근 콘크리트 챔버의 저압 회전 블레이드 터빈에 설치됩니다. 모든 유형의 터빈의 작동 원리는 유사합니다. 터빈은 일부에서 다릅니다. 기술 사양, 철 또는 철근 콘크리트 챔버뿐만 아니라 다양한 수압에 맞게 설계되었습니다.


이름 전력, W 평균 연간 출력, 10억 kWh 소유자 지리 Sayano-Shushenskaya HPP 0.00 (6.40)23.50 OAO Rus Hydror. 예니세이, 사야노고르스크 크라스노야르스크 HPP6,0020,40크라스노야르스크 HPP JSC Yenisei, Divnogorsk Bratskaya HPP4,5222,60OJSC Irkutskenergo, RFBR. Angara, Bratsk Ust-Ilimskaya HPP3,8421,70OJSC Irkutskenergo, RFFIr. Angara, Ust-Ilimsk, Boguchanskaya HPP3,0017,60JSC Boguchanskaya HPP, JSC RusHydro Angara, Kodinsk Volzhskaya HPP2,5512,30JSC Rus Hydror. Volga, Volzhsky Zhigulevskaya HPP2,3210,50JSC Rus Hydror. Volga, Zhigulevsk Bureiskaya HPP2,017,10JSC Rus Hydror. 부레야, 포스. Talakan Cheboksarskaya HPP1,403,31OJSC Rus Hydror. Volga, Novocheboksarsk Saratovskaya HPP1,275,35JSC Rus Hydror. 볼가, 발라코보 총 100MW 이상의 용량을 가진 102개의 수력 발전소가 러시아에서 운영되고 있습니다. 수력 발전소의 주요 사고 1963년 10월 9일 이탈리아 북부의 Vaiont 댐에서 발생한 가장 큰 수력 공학 사고 중 하나입니다. 2007년 9월 12일, 노보시비르스크 수력 발전소에서 변압기 중 하나의 단락으로 인해 주요 화재가 발생했으며 결과적으로 역청과 변압기 케이스의 점화가 발생했습니다. 2009년 8월 3일, Bureyskaya HPP의 200kV 실외 배전반의 변압기에서 화재가 발생했습니다. 2009년 8월 16일 Bratskaya HPP의 미니 자동 전화 교환기 화재, HPP의 통신 장비 및 원격 측정 오류(Bratskaya HPP는 러시아 3대 수력 발전소 중 하나임). 2009년 8월 17일 Sayano-Shushenskaya HPP에서 대형 사고(Sayano-Shushenskaya HPP는 러시아에서 가장 강력한 발전소임).

고대부터 사람들은 물의 원동력을 사용해 왔습니다. 그들은 물을 사용하는 제분소에서 밀가루를 갈아서 무거운 나무 줄기를 하류로 띄우고 일반적으로 수력 발전을 사용하여 산업 작업을 포함한 다양한 작업을 해결했습니다.

최초의 HPP

19세기 말, 도시의 전기화가 시작되면서 수력 발전소가 전 세계적으로 큰 인기를 끌기 시작했습니다. 1878년, 세계 최초의 수력 발전소가 영국에 나타났습니다. 아크 램프발명가 윌리엄 암스트롱의 미술관에서 ... 그리고 1889년까지 미국에만 이미 200개의 수력 발전소가 있었습니다.

수력 발전의 가장 중요한 단계 중 하나는 1930년대 미국의 후버 댐 건설이었습니다. 러시아의 경우 이미 1892년 Berezovka 강의 Rudny Altai에서 Zyryanovsky 광산의 광산 배수에 전기를 공급하도록 설계된 200kW 용량의 최초의 4개 터빈 수력 발전소가 건설되었습니다. 따라서 인류에 의한 전기의 발달과 함께 수력 발전소는 산업 발전의 급속한 경로를 표시했습니다.

오늘날 현대 수력 발전소는 설치 용량이 기가와트인 거대한 구조물입니다. 그러나 모든 수력 발전소의 작동 원리는 일반적으로 매우 간단하며 모든 곳에서 거의 완전히 동일합니다. 수력 터빈의 블레이드로 향하는 물의 압력으로 인해 수력 터빈이 회전하고 수력 터빈은 차례로 발전기에 연결되어 발전기를 회전시킵니다. 발전기는 전기를 생성합니다.

수력 발전소의 엔진 룸에는 물의 흐름 에너지를 전기 에너지로 변환하는 유압 장치가 설치되어 있으며 수력 발전소의 건물에는 직접 필요한 모든 분배 장치와 제어 및 모니터링이 있습니다. 수력 발전소의 운영을 위한 장치.


수력 발전소의 전력은 터빈을 통과하는 물의 양과 압력에 따라 달라집니다. 직접적인 압력은 물 흐름의 지시된 움직임으로 인해 얻어집니다. 이것은 댐 주변에 축적된 물일 수 있으며, 이는 강의 특정 장소에 댐이 건설될 때 또는 흐름의 유도로 인해 압력이 얻어질 수 있습니다. 이것은 물이 특수 터널 또는 수로를 통해 수로에서 우회될 때입니다. . 따라서 수력 발전소는 댐, 우회 및 댐 파생입니다.

가장 일반적인 댐 수력 발전소는 강바닥을 막는 댐을 기반으로 합니다. 댐 뒤에서 물이 상승하고 축적되어 압력과 압력을 제공하는 일종의 수주를 만듭니다. 댐이 높을수록 압력이 더 강해집니다. 세계에서 가장 높은 305미터 높이의 댐은 중국 남서부 쓰촨 서부의 야룽강에 있는 3.6GW의 진핑 댐입니다.

수력 발전소에는 두 가지 유형이 있습니다. 강이 약간 떨어지긴 하지만 상대적으로 수위가 높으면 강을 막는 댐의 도움으로 충분한 수위 차이가 발생합니다.

댐 위에 저수지가 형성되어 일년 내내 스테이션의 균일 한 운영을 보장합니다. 댐 아래 해안 근처에는 수력 터빈이 설치되어 발전기(댐 스테이션)에 연결됩니다. 강이 항해할 수 있는 경우 배의 통과를 위해 반대편 은행에 자물쇠가 만들어집니다.

강의 수위가 그리 높지는 않지만 큰 폭포와 빠른 흐름(예: 산의 강)이 있는 경우 물의 일부는 강보다 훨씬 낮은 경사를 갖는 특수 수로를 통해 우회됩니다. 이 채널은 때때로 수 킬로미터의 길이를 갖습니다. 때때로 지형 조건으로 인해 채널이 터널로 교체되어야 합니다(강력한 스테이션의 경우). 이것은 운하의 출구와 강의 하류 사이에 상당한 수위 차이를 만듭니다.

채널의 끝에서 물은 가파른 경사를 가진 파이프로 들어가고 하단에는 발전기가있는 수력 터빈이 있습니다. 수위의 상당한 차이로 인해 물은 스테이션(파생 스테이션)에 전력을 공급하기에 충분한 큰 운동 에너지를 얻습니다.

이러한 스테이션은 용량이 클 수 있으며 지역 발전소 범주에 속할 수 있습니다(- 참조). 가장 작은 스테이션에서 터빈은 때때로 덜 효율적이고 저렴한 물레방아로 교체됩니다.

수력 발전소의 종류와 그 장치


댐 외에도 수력 발전소에는 건물과 개폐 장치가 포함됩니다. HPP의 주요 장비는 건물에 있으며 여기에 터빈과 발전기가 설치됩니다. 댐과 건물 외에도 수력 발전소에는 자물쇠, 배수로, 물고기 통로 및 선박 승강기가 있을 수 있습니다.

각 HPP는 고유한 구조이므로 다른 유형의 산업용 발전소와 HPP의 주요 차이점은 개성입니다. 그건 그렇고, 세계에서 가장 큰 저수지는 가나에 있으며, 이것은 볼타 강의 Akosombo 저수지입니다. 면적은 8,500㎢로 전국의 3.6%를 차지한다.

강바닥을 따라 상당한 경사가 있으면 전환 수력 발전소가 건설됩니다. 대형 댐 저수지를 건설할 필요가 없으며, 대신 특별히 건설된 수로나 터널을 통해서만 발전소 건물로 직접 물이 공급됩니다.

때로는 작은 일일 규제 풀이 전환 HPP에 배치되어 압력을 제어할 수 있으므로 전력망의 부하에 따라 생성된 전기량에 영향을 미칩니다.


수력 저장 발전소(PSPP)는 특수한 유형의 수력 발전소입니다. 여기에서 스테이션 자체는 일일 변동 및 최대 부하를 완화하여 전력망의 신뢰성을 높이도록 설계되었습니다.

이러한 스테이션은 펌프가 물을 하류에서 상류로 펌핑할 때 발전기 모드와 누적 모드 모두에서 작동할 수 있습니다. 이 맥락에서 풀은 저수지의 일부이며 수력 발전소에 인접한 풀 형 시설입니다. 상류는 상류, 하류는 하류입니다.

양수식 저장 발전소의 예는 미주리의 Taum Sauk 저수지로 미시시피에서 80km 떨어진 곳에 55억 5천만 리터의 용량으로 건설되어 전력 시스템이 440MW의 최대 용량을 제공할 수 있습니다.

수력 발전소는 떨어지는 물의 에너지를 사용하여 전기를 생산합니다. 강물은 수위의 차이로 인해 근원지에서 하구까지 연속적인 흐름으로 이동합니다. 강의 물의 움직임을 차단하는 댐과 같은 구조를 구축하면 댐 앞의 수위가 그 뒤보다 훨씬 높을 것입니다.

상층부와 하층부(풀)의 차이를 헤드라고 하며, 낙하 높이라고도 합니다. 수력 발전소의 작동 원리는 매우 간단합니다. 터빈은 하류 수준에 설치되고 상류의 물 흐름은 블레이드로 향합니다. 떨어지는 물 흐름의 영향으로 터빈이 회전하기 시작하여 기계적으로 연결된 발전기의 회 전자가 움직이게됩니다. 수력 발전소의 전력은 압력의 크기와 수력 발전소의 모든 터빈을 통과하는 물의 양에 직접적으로 의존합니다. 수력 발전소의 성능 계수(COP)는 화력 발전소보다 훨씬 높으며 약 85%입니다.

건립 된 구조의 특성에 따라 수력 발전소는 다음과 같이 나뉩니다.

  • 댐 근처 - 댐에 의해 압력이 생성됩니다. 이러한 구조는 압력이 거의 없는 평평한 강 위에 건설됩니다. 이것은 큰 압력을 얻으려면 넓은 지역을 범람하는 저수지를 만들어야하기 때문입니다.

  • 파생 - 여기에서 파생(우회) 채널로 인해 상당한 압력이 발생합니다. 이 유형의 수력 발전소는 상대적으로 낮은 물의 흐름으로 필요한 압력을 생성하는 큰 경사로 인해 산악 강에 건설됩니다.

대규모 수력 발전소는 다른 발전소와 분리되어 운영되지 않습니다. 대부분의 경우 수력 발전소의 운영은 화력 발전소와 병렬로 사용되므로 화력 발전소의 연료 소비와 수력 발전소의 수력 발전에 대한 최적의 모드를 만듭니다. 이 과정은 다음과 같습니다 - 겨울철에 하천의 수위가 낮아져 수력 발전소가 전체 용량으로 작동 할 수없는 경우 수력 발전소의 부하 중 일부를 화력 발전소가 인수합니다. 여름에는 하천 수위가 높아지면 수력 발전소가 최대 용량으로 가동되기 시작하고 TPP는 전력 생산을 줄여 화석 연료 소비를 줄입니다. 따라서 고체 연료에 대한 자금이 절약되어 전기 에너지 비용이 절감됩니다.

수력 발전소는 화력 발전소에 비해 다음과 같은 여러 장점이 있습니다.

  • 수력 발전소에서 전기를 생성하는 과정은 화력 발전소보다 훨씬 간단합니다.
  • 수력 발전소의 효율은 화력 발전소보다 훨씬 높습니다.
  • 대형 HPP의 발전 비용은 비슷한 용량의 TPP보다 약 5배 저렴합니다. 이것은 매우 간단하게 설명됩니다. 수력 발전소에 유기 연료를 공급할 필요가 없으며 연료 자체와 운송 비용을 뺀 값입니다. HPP에는 유지 관리에 필요한 연료 시설과 서비스가 없으므로 유지 관리 인력의 수와 예비 부품 및 유지 관리 비용이 줄어듭니다.

수력 발전소의 주요 단점은 건설 기간이 길고 비용이 매우 높다는 것입니다.

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