Si funksionon një hidrogjenerator. Llojet e hidrocentraleve dhe parimet e funksionimit të stacioneve. Aksidente dhe incidente të mëdha

Një hidrocentral është një kompleks i strukturave dhe pajisjeve komplekse hidraulike. Qëllimi i tij është të shndërrojë energjinë e rrjedhës së ujit në energji elektrike. Hidroenergjia është një nga të ashtuquajturat burime të rinovueshme të energjisë, domethënë është praktikisht e pashtershme.

Struktura hidraulike më e rëndësishme është diga. Mban ujin në rezervuar, krijon presionin e nevojshëm të ujit. Turbina hidraulike është motori kryesor në një hidrocentral. Me ndihmën e tij, energjia e ujit që lëviz nën presion shndërrohet në energji mekanike rrotullimi, i cili më pas (në sajë të një gjeneratori elektrik) shndërrohet në energji elektrike. Turbina hidraulike, hidrogjeneratori, pajisjet e monitorimit dhe kontrollit automatik - konzollat ​​janë të vendosura në motorin e hidrocentralit. Transformatorët ngritës mund të vendosen si brenda ndërtesës ashtu edhe në zona të hapura. Ndërprerësit më së shpeshti instalohen jashtë, pranë ndërtesës së termocentralit.

Në Bashkimin Sovjetik, i cili ka burime të mëdha hidroenergjetike (11,112% e të gjithë botës), është nisur ndërtimi i gjerë i hidrocentraleve. Sipas kapacitetit të instaluar të hidrocentralit. Vetëm në 30 vitet e pasluftës, nga viti 1950, stacionet u ndanë në të vogla - deri në vitin 1980, prodhimi i energjisë elektrike deri në 5 MW, të mesëm - nga 5 në 25 dhe të mëdhenj - hidrocentrale u rritën me më shumë se 10 herë. mbi 25 MW. Në vendin tonë ka 20 hidrocentrale, secili prej të cilëve ka një kapacitet të instaluar më shumë se 500 MW. Më të mëdhenjtë prej tyre janë HEC-et Krasnoyarskaya (6000 MW) dhe Sayano-Shushenskaya (6400 MW).

Ndërtimi i një hidrocentrali është i paimagjinueshëm pa një zgjidhje gjithëpërfshirëse të shumë problemeve. Është e nevojshme të plotësohen nevojat jo vetëm të energjisë, por edhe të transportit ujor, furnizimit me ujë, vaditjes dhe peshkimit. Këto detyra përmbushen më së miri nga parimi i kaskadës kur mbi lumë janë ndërtuar jo një, por një numër hidrocentralesh të vendosura përgjatë lumit. Kjo ju lejon të krijoni në lumë disa të vendosura me radhë nivele të ndryshme rezervuarëve, që nënkupton shfrytëzimin më të plotë të rrjedhjes së lumit, burimeve të tij energjetike dhe manovrimit të kapaciteteve të hidrocentraleve individuale. Në shumë lumenj janë ndërtuar kaskada hidrocentralesh. Përveç Vollgës, kaskadat u ndërtuan në Kama, Dnieper, Chirchik, Hrazdan, Irtysh, Rioni, Svir. Kaskada më e fuqishme Angara-Yenisei me HEC-et më të mëdhenj në botë - Bratskaya, Krasnoyarskaya, Sayano-Shushenskaya dhe Boguchanskaya me një kapacitet total prej rreth 17 GW dhe një prodhim vjetor prej 76 miliardë kWh energji elektrike.

Ekzistojnë disa lloje të termocentraleve që përdorin energjinë e rrjedhës së ujit. Përveç hidrocentraleve, po ndërtohen edhe termocentrale me pompë depozitimi (PSPP) dhe termocentrale të baticës (TEC). Në shikim të parë, vështirë se mund të vëreni ndryshimin midis një hidrocentrali konvencional dhe një termocentrali hidro-magazinimi. E njëjta ndërtesë ku janë vendosur pajisjet kryesore të energjisë, të njëjtat linja elektrike. Nuk ka asnjë ndryshim thelbësor në mënyrën se si prodhohet energjia elektrike. Cilat janë veçoritë e HPS?

Ndryshe nga një hidrocentral, një termocentral me pompë kërkon dy rezervuarë (dhe jo një) me një kapacitet prej disa dhjetëra milionë metra kub. Niveli i njërit duhet të jetë disa dhjetëra metra më i lartë se tjetri. Të dy rezervuarët janë të ndërlidhur me tubacione. Një ndërtesë PSP po ndërtohet në rezervuarin e poshtëm. Në të, të ashtuquajturat njësi hidraulike të kthyeshme - turbinat hidraulike dhe gjeneratorët elektrikë vendosen në të njëjtin bosht. Ato mund të punojnë si gjeneratorë të rrymës ashtu edhe si pompa elektrike uji. Kur konsumi i energjisë zvogëlohet, si për shembull gjatë orëve të natës, turbinat hidraulike veprojnë si pompa, duke pompuar ujin nga rezervuari i poshtëm në atë të sipërm. Në këtë rast, gjeneratorët punojnë si motorë elektrikë që marrin energji elektrike nga termocentralet dhe ato bërthamore. Kur konsumi i energjisë elektrike rritet, njësitë hidroelektrike të HEC-it kalojnë në rrotullim të kundërt. Uji që bie nga rezervuari i sipërm në atë të poshtëm rrotullon turbinat hidraulike, gjeneratorët gjenerojnë energji elektrike. Kështu, në orët e natës, termocentrali i depozitimit të pompuar, si të thuash, akumulon energjinë elektrike të prodhuar nga termocentralet e tjera dhe e jep atë gjatë ditës. Prandaj, termocentrali i depozitimit të pompuar zakonisht shërben, siç thonë inxhinierët e energjisë, për të mbuluar "majat" e ngarkesës, domethënë siguron energji kur është veçanërisht e nevojshme. Më shumë se 160 termocentrale me pompë operojnë në botë. Në vendin tonë, afër Kievit u ndërtua termocentrali i parë me pompë. Ka një kokë të ulët, vetëm 73 m dhe një kapacitet total prej 225 MW.

U vu në punë një termocentral më i madh me pompë në rajonin e Moskës, me një kapacitet prej 1.2 GW, me një kokë prej 100 m.

Zakonisht termocentralet e magazinimit me pompa ndërtohen mbi lumenj. Por, siç doli, termocentrale të tillë mund të ndërtohen në brigjet e deteve dhe oqeaneve. Vetëm atje ata morën një emër tjetër - termocentrale baticore (PES).

Dy herë në ditë në të njëjtën kohë, niveli i oqeanit ose rritet ose bie. Janë forcat gravitacionale të Hënës dhe Diellit që tërheqin masa uji drejt tyre. Larg nga bregu, luhatjet në nivelin e ujit nuk kalojnë 1 m, por afër bregut ato mund të arrijnë 13 m, si, për shembull, në Gjirin Penzhinskaya në Detin e Okhotsk.

Nëse një gji ose gryka e një lumi bllokohet nga një digë, atëherë në momentin e rritjes më të madhe të ujit, qindra miliona metra kub ujë mund të bllokohen në një rezervuar të tillë artificial. Kur batica është e ulët në det, krijohet një ndryshim midis niveleve të ujit në rezervuar dhe në det, i mjaftueshëm për rrotullimin e hidroturbinave të instaluara në ndërtesat e TEC-it. Nëse ka vetëm një rezervuar, TEC-i mund të prodhojë energji elektrike vazhdimisht për 4-5 orë me ndërprerje, përkatësisht 1-2 orë katër herë në ditë (niveli i ujit në rezervuar ndryshon kaq shumë gjatë baticës dhe baticës).

Për të eliminuar prodhimin e pabarabartë të energjisë, rezervuari i stacionit ndahet nga një digë në 2-3 më të vogla. Në njërën, ata ruajnë nivelin e baticës së ulët, në tjetrën - nivelin e baticës së lartë, e treta shërben si rezervë.

Në PPP janë instaluar njësi hidroelektrike, të cilat janë të afta të funksionojnë me efikasitet të lartë si në gjenerim (për të prodhuar energji elektrike) ashtu edhe në modalitetin e pompimit (pompimi i ujit nga një rezervuar me nivel të ulët uji në një rezervuar me nivel të lartë). Në modalitetin e pompimit, PES funksionon kur shfaqet energjia e tepërt në sistemin energjetik. Në këtë rast, njësitë pompojnë ose nxjerrin ujin nga një rezervuar në tjetrin.

Në vitin 1968, në bregun e detit Barents në Kislaya Guba, u ndërtua TEC-i i parë pilot në vendin tonë. Në godinën e termocentralit ndodhen 2 njësi hidraulike me kapacitet 400 kW.

Përvoja dhjetë vjeçare në funksionimin e TEC-it të parë bëri të mundur fillimin e hartimit të projekteve për TEC-in Mezenskaya në Detin e Bardhë, Penzhinskaya dhe Tugurskaya në Detin e Okhotsk.

Përdorimi i forcave të mëdha të baticave të Oqeanit Botëror, madje edhe vetë valët e oqeanit, është një problem interesant. Ata sapo kanë filluar ta zgjidhin atë. Ka shumë për të studiuar, shpikur, projektuar.

Ndërtimi i gjigantëve të mëdhenj energjetikë - qoftë ai hidrocentral, hidrocentral apo PES - është një provim për ndërtuesit çdo herë. Këtu kombinohet puna e punëtorëve të kualifikimit më të lartë dhe specialiteteve të ndryshme - nga mjeshtrat punime konkrete tek alpinistët.

• I mëparshëm: HIDROELEVATOR
• Tjetra: MENG

Kategoria: Industria në G

Pothuajse të gjithë e imagjinojnë qëllimin e hidrocentraleve, por vetëm disa e kuptojnë me të vërtetë parimin e funksionimit të hidrocentraleve. Misteri kryesor për njerëzit është se si e gjithë kjo digë e madhe prodhon energji elektrike pa asnjë karburant. Ne do të flasim për këtë.

Çfarë është një hidrocentral?

Një hidrocentral është një kompleks kompleks i përbërë nga struktura të ndryshme dhe pajisje speciale. Hidrocentrale po ndërtohen mbi lumenj, ku ka një rrjedhje të vazhdueshme uji për të mbushur digën dhe rezervuarin. Struktura të ngjashme (diga) të krijuara gjatë ndërtimit të një hidrocentrali janë të nevojshme për të përqendruar një rrjedhë konstante uji, e cila shndërrohet në energji elektrike duke përdorur pajisje speciale për hidrocentralet.

Duhet theksuar se zgjedhja e një vendi për ndërtim luan një rol të rëndësishëm për sa i përket efikasitetit të HEC-it. Dy kushte janë të nevojshme: një furnizim i garantuar i pashtershëm i ujit dhe një kënd i lartë

Parimi i funksionimit të hidrocentralit

Funksionimi i një hidrocentrali është mjaft i thjeshtë. Strukturat hidraulike të ngritura sigurojnë një presion të qëndrueshëm të ujit që hyn në tehet e turbinës. Presioni e vë turbinën në lëvizje, si rezultat i së cilës ajo rrotullon gjeneratorët. Këto të fundit prodhojnë energji elektrike, e cila më pas i dërgohet konsumatorit nëpërmjet linjave të transmetimit të tensionit të lartë.

Vështirësia kryesore e një strukture të tillë është sigurimi i një presioni konstant të ujit, i cili arrihet duke ndërtuar një digë. Falë tij, një sasi e madhe uji përqendrohet në një vend. Në disa raste, përdoret një rrjedhje natyrore e ujit, dhe nganjëherë një digë dhe derivacion (rrjedhja natyrore) përdoren së bashku.

Vetë ndërtesa strehon pajisje për hidrocentrale, detyra kryesore e të cilave është shndërrimi i energjisë mekanike të lëvizjes së ujit në energji elektrike. Kjo detyrë i është caktuar gjeneratorit. Pajisjet shtesë përdoren gjithashtu për të kontrolluar funksionimin e stacionit, pajisjeve të shpërndarjes dhe stacioneve të transformatorëve.

Fotografia më poshtë tregon një diagram skematik të një hidrocentrali.

Siç mund ta shihni, rrjedha e ujit rrotullon turbinën e gjeneratorit, e cila gjeneron energji, e furnizon atë në transformator për shndërrim, pas së cilës transportohet përmes linjave të energjisë te furnizuesi.

Fuqia

Ekzistojnë hidrocentrale të ndryshme, të cilat mund të ndahen sipas fuqisë së prodhuar:

1. Shumë i fuqishëm - me një prodhim prej më shumë se 25 MW.
2. E mesme - me gjenerim deri në 25 MW.
3. I vogël - me gjenerim deri në 5 MW.

teknologjitë

Siç e dimë tashmë, parimi i funksionimit të një hidrocentrali bazohet në përdorimin e energjisë mekanike të ujit në rënie, e cila më pas shndërrohet në energji elektrike duke përdorur një turbinë dhe gjenerator. Vetë turbinat mund të instalohen ose në digë ose afër saj. Në disa raste, përdoret një tubacion përmes të cilit uji nën nivelin e digës kalon nën presion të lartë.

Ekzistojnë disa tregues të fuqisë së çdo hidrocentrali: rrjedha e ujit dhe koka hidrostatike. Treguesi i fundit përcaktohet nga diferenca në lartësi midis pikës së fillimit dhe përfundimit të rënies së lirë të ujit. Kur krijoni një dizajn stacioni, i gjithë dizajni bazohet në një nga këta tregues.

Teknologjitë e njohura sot për prodhimin e energjisë elektrike bëjnë të mundur marrjen e efikasitetit të lartë gjatë shndërrimit të energjisë mekanike në energji elektrike. Ndonjëherë është disa herë më i lartë se ai i termocentraleve. Një efikasitet i tillë i lartë arrihet falë pajisjeve të përdorura në hidrocentralin. Është i besueshëm dhe relativisht i lehtë për t'u përdorur. Përveç kësaj, për shkak të mungesës së karburantit dhe emetimit një numër i madh energjia termike, jeta e shërbimit të pajisjeve të tilla është mjaft e madhe. Defektet janë jashtëzakonisht të rralla këtu. Besohet se jeta minimale e shërbimit të grupeve dhe strukturave të gjeneratorëve në përgjithësi është rreth 50 vjet. Edhe pse në fakt edhe sot me mjaft sukses funksionojnë hidrocentralet e ndërtuara në vitet tridhjetë të shekullit të kaluar.

Hidrocentralet në Rusi

Sot në Rusi funksionojnë rreth 100 hidrocentrale. Natyrisht, kapaciteti i tyre është i ndryshëm dhe shumica e tyre janë impiante me kapacitet të instaluar deri në 10 MW. Ekzistojnë gjithashtu stacione të tilla si Pirogovskaya ose Akulovskaya, të cilat u vunë në punë në 1937, dhe kapaciteti i tyre është vetëm 0.28 MW.

Më të mëdhenjtë janë HEC-et Sayano-Shushenskaya dhe Krasnoyarskaya me një kapacitet përkatësisht 6400 dhe 6000 MW. Stacionet vijojnë:

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

Pavarësisht numrit të madh të stacioneve të tilla, ato gjenerojnë vetëm 47,700 MW, që është e barabartë me 20% të vëllimit të përgjithshëm të të gjithë energjisë së prodhuar në Rusi.

Së fundi

Tani e kuptoni parimin e funksionimit të hidrocentraleve, të cilët shndërrojnë ujin mekanik në ujë elektrik. Pavarësisht nga ideja mjaft e thjeshtë e marrjes së energjisë, kompleksi i pajisjeve dhe teknologjive të reja i bëjnë struktura të tilla komplekse. Megjithatë, në krahasim me ato janë vërtet primitive.

Karakteristikat e HEC-eve Kostoja e energjisë elektrike në HEC-et ruse është më shumë se dy herë më e ulët se në termocentralet; Gjeneratorët hidroelektrikë mund të ndizen dhe fiken mjaft shpejt në varësi të konsumit të energjisë; Përdoret burimi i rinovueshëm i energjisë; Ndikim dukshëm më pak në ajër sesa llojet e tjera të termocentraleve. Ndërtimi i hidrocentraleve është zakonisht më intensiv kapital; Shpesh HEC-et efektive janë më të largëta nga konsumatorët; Rezervuarët shpesh mbulojnë zona të mëdha; Digat shpesh ndryshojnë natyrën e ekonomisë së peshkut, pasi bllokojnë rrugën drejt vendeve të vezëve për peshqit migrues, por shpesh favorizojnë rritjen e rezervave të peshkut në vetë rezervuarin dhe zbatimin e kultivimit të peshkut.

Llojet e HEC-eve Hidrocentralet (HEC): Hidrocentralet e digave; Hidrocentrale të rrjedhës së lumit; Hidrocentrale pranë digës; Hidrocentrale derivative; hidrocentrale; Termocentrale baticore; Termocentralet me valë dhe mbi rrymat detare.

Hidrocentrali i rrjedhës së lumit (RusHPP) Hidrocentrali i rrjedhës së lumit (RusHPP) i referohet hidrocentraleve pa diga, të cilat ndodhen në lumenj të rrafshët me ujë të lartë, në lugina të ngushta të ngjeshura, në lumenj malorë, gjithashtu. si në rrymat e shpejta të deteve dhe oqeaneve.

Termocentralet hidromagazinuese (PSPP) Termocentralet hidromagazinuese përdoren për të barazuar johomogjenitetin ditor të orarit të ngarkesës elektrike. Gjatë orëve të ngarkesës së ulët, PSPP, duke konsumuar energji elektrike, pompon ujin nga rezervuari i rrjedhës së poshtme në atë të rrjedhës së sipërme dhe gjatë orëve të ngarkesës së shtuar në sistemin elektroenergjetik, ai përdor ujin e depozituar për të gjeneruar energji maksimale.

Termocentrali i baticës (TPP) Termocentralet e baticës përdorin energjinë e baticës. Termocentralet e baticës ndërtohen në brigjet e deteve, ku forcat gravitacionale të Hënës dhe Diellit ndryshojnë nivelin e ujit dy herë në ditë. Luhatjet e nivelit të ujit pranë bregut mund të arrijnë 13 metra.

Termocentralet me valë Dy karakteristika kryesore të valëve përdoren për të gjeneruar energji elektrike: energjia kinetike dhe energjia e rrotullimit të sipërfaqes. Janë këta faktorë që po përpiqen të përdorin në ndërtimin e termocentraleve me valë. Skema e funksionimit të hidrocentraleve me valë

Parimi i funksionimit Parimi i përgjithshëm puna: HEC-et e shndërrojnë energjinë kinetike të ujit që bie në energjinë mekanike të rrotullimit të turbinës dhe turbina drejton gjeneratorin e rrymës së makinës elektrike. Presioni i nevojshëm i ujit formohet nga ndërtimi i një dige, dhe si rezultat i përqendrimit të lumit në një vend të caktuar, ose nga devijimi nga rrjedha natyrore e ujit. Një zinxhir strukturash hidraulike siguron presionin e nevojshëm të ujit që rrjedh në tehet e një turbine hidraulike, e cila drejton gjeneratorët që prodhojnë energji elektrike. Të gjitha pajisjet e energjisë janë të vendosura direkt në godinën e hidrocentralit. Në varësi të qëllimit, ai ka ndarjen e tij specifike. Në dhomën e motorit ka njësi hidraulike (ato e shndërrojnë energjinë e rrjedhës së ujit në energji elektrike). Ekzistojnë gjithashtu të gjitha llojet e pajisjeve shtesë, pajisjet e kontrollit dhe monitorimit për funksionimin e hidrocentraleve, një stacion transformatori, ndërprerës dhe shumë më tepër.

Kapaciteti i HEC-eve Stacionet hidroelektrike ndahen në varësi të fuqisë së prodhuar: ato të fuqishme prodhojnë nga 25 MW në 250 MW e më shumë; mesatare deri në 25 MW; hidrocentrale të vogla deri në 5 MW. Fuqia e një hidrocentrali varet drejtpërdrejt nga presioni i ujit, si dhe nga efikasiteti i gjeneratorit të përdorur. Për faktin se, sipas ligjeve natyrore, niveli i ujit ndryshon vazhdimisht, në varësi të stinës, dhe gjithashtu për një sërë arsyesh, është zakon të merret fuqia ciklike si shprehje për fuqinë e një hidrocentrali. Për shembull, ekzistojnë cikle vjetore, mujore, javore ose ditore të funksionimit të një hidrocentrali. Hidrocentralet ndahen gjithashtu në varësi të përdorimit maksimal të presionit të ujit: presioni i lartë më shumë se 60 m; presion mesatar nga 25 m; me presion të ulët nga 3 në 25 m.

Llojet e turbinave Varësisht nga presioni i ujit, në hidrocentralet përdoren lloje të ndryshme turbinash: Për turbinat me kovë me presion të lartë dhe turbina radiale-aksiale me dhoma metalike volutore, në hidrocentralet me presion të mesëm, me fletë rrotulluese dhe radiale -Instalohen turbina boshtore, në turbina me tehe rrotulluese me presion të ulët në dhomat e betonit të armuar. Parimi i funksionimit të të gjitha llojeve të turbinave është i ngjashëm. Turbinat ndryshojnë në disa Specifikimet teknike, si dhe dhomat prej hekuri ose betoni të armuar, dhe janë projektuar për presione të ndryshme uji.

Emri Fuqia, W Prodhimi mesatar vjetor, miliardë kWh Gjeografia e pronarit Sayano-Shushenskaya HEC 0.00 (6.40)23.50 OAO Rus Hydror. Yenisei, Sayanogorsk Krasnoyarsk HPP6,0020,40 Krasnoyarsk HPP SHA 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, SHA 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. Bureya, pos. Talakan Cheboksarskaya HPP1,403,31OJSC Rus Hydror. Volga, Novocheboksarsk Saratovskaya HPP1,275,35JSC Rus Hydror. Vollga, Balakovo Në total, në Rusi funksionojnë 102 hidrocentrale me një kapacitet mbi 100 MW. Aksidente të mëdha në hidrocentralin 9 tetor 1963 një nga aksidentet më të mëdha hidroteknike në digën Vaiont në Italinë veriore. Më 12 shtator 2007, një zjarr i madh shpërtheu në hidrocentralin e Novosibirsk në një nga transformatorët për shkak të një qarku të shkurtër dhe, si rezultat, ndezjes së bitumit dhe shtresës së jashtme të transformatorit. Më 3 gusht 2009, një zjarr shpërtheu në transformatorin e tensionit të ndërprerësit të jashtëm 200 kV të HEC Bureyskaya. Më 16 gusht 2009, një zjarr në centralin telefonik mini-automatik të HEC-it Bratskaya, dështimi i pajisjeve të komunikimit dhe telemetrisë së HEC-it (HEC Bratskaya është një nga tre hidrocentralet më të mëdhenj në Rusi). 17 gusht 2009 një aksident i madh në HEC Sayano-Shushenskaya (HEC Sayano-Shushenskaya është termocentrali më i fuqishëm në Rusi).

Që nga kohërat e lashta, njerëzit kanë përdorur forcën lëvizëse të ujit. Ata bluanin miell në mullinj me ujë, lundronin trungje të rënda të pemëve në drejtim të rrymës dhe në përgjithësi përdornin hidrocentralet për të zgjidhur një sërë detyrash, përfshirë ato industriale.

HEC-et e para

Në fund të shekullit të 19-të, me fillimin e elektrifikimit të qyteteve, hidrocentralet filluan të fitojnë popullaritet shumë të mprehtë në botë. Në 1878, hidrocentrali i parë në botë u shfaq në Angli, i cili më pas ushqeu vetëm një llambë me hark në galerinë e artit të shpikësit William Armstrong ... Dhe deri në vitin 1889, kishte tashmë 200 hidrocentrale vetëm në Shtetet e Bashkuara.

Një nga hapat më të rëndësishëm në zhvillimin e hidrocentraleve ishte ndërtimi i Digës Hoover në Shtetet e Bashkuara në vitet 1930. Sa i përket Rusisë, tashmë në 1892, në Rudny Altai në lumin Berezovka, u ndërtua hidrocentrali i parë me katër turbina me një kapacitet 200 kW, i krijuar për të siguruar energji elektrike në kullimin e minierës së minierës Zyryanovsky. Pra, me zhvillimin e energjisë elektrike nga njerëzimi, hidrocentralet shënuan rrjedhën e shpejtë të progresit industrial.

Sot, hidrocentralet moderne janë struktura të mëdha me gigavat kapacitet të instaluar. Sidoqoftë, parimi i funksionimit të çdo hidrocentrali mbetet përgjithësisht mjaft i thjeshtë dhe pothuajse plotësisht i njëjtë kudo. Presioni i ujit i drejtuar te fletët e hidroturbinës bën që ajo të rrotullohet, dhe hidroturbina, nga ana tjetër, duke u lidhur me gjeneratorin, rrotullon gjeneratorin. Gjeneratori prodhon energji elektrike, e cila dhe.

Në motorin e hidrocentralit janë instaluar njësi hidraulike që konvertojnë energjinë e rrjedhës së ujit në energji elektrike dhe direkt në godinën e hidrocentralit ka të gjitha pajisjet e nevojshme të shpërndarjes, si dhe kontrollin dhe monitorimin. pajisje për funksionimin e hidrocentralit.

Fuqia e një hidrocentrali varet nga sasia dhe presioni i ujit që kalon nëpër turbina. Presioni i drejtpërdrejtë fitohet për shkak të lëvizjes së drejtuar të rrjedhës së ujit. Ky mund të jetë uji i grumbulluar pranë digës, kur ndërtohet një digë në një vend të caktuar në lumë, ose presioni merret për shkak të rrjedhës - kjo është kur uji devijohet nga kanali përmes një tuneli ose kanali të veçantë. . Pra, hidrocentralet janë diga, devijimi dhe derivimi i digave.

Hidrocentralet më të zakonshme të digave bazohen në një digë që bllokon shtratin e lumit. Pas digës, uji ngrihet, grumbullohet, duke krijuar një lloj kolone uji që siguron presion dhe presion. Sa më e lartë të jetë diga, aq më i fortë është presioni. Diga më e lartë në botë, me 305 metra, është diga Jinping 3.6 GW në lumin Yalong në Sichuan perëndimore, në jugperëndim të Kinës.

Ekzistojnë dy lloje të hidrocentraleve. Nëse lumi ka një rënie të lehtë, por është relativisht i lartë në ujë, atëherë me ndihmën e një dige që bllokon lumin, krijohet një ndryshim i mjaftueshëm në nivelet e ujit.

Mbi digë është formuar një rezervuar, i cili siguron funksionimin uniform të stacionit gjatë gjithë vitit. Pranë bregut poshtë digës, në afërsi të saj, është instaluar një turbinë uji, e lidhur me një gjenerator elektrik (stacioni i digës). Nëse lumi është i lundrueshëm, atëherë bëhet një bravë në bregun përballë për kalimin e anijeve.

Nëse lumi nuk është shumë i lartë në ujë, por ka një rënie të madhe dhe rrjedhje të shpejtë (për shembull, lumenj malorë), atëherë një pjesë e ujit devijohet përmes një kanali të veçantë, i cili ka një pjerrësi shumë më të ulët se lumi. Ky kanal ndonjëherë ka një gjatësi prej disa kilometrash. Ndonjëherë kushtet e terrenit detyrojnë kanalin të zëvendësohet nga një tunel (për stacione të fuqishme). Kjo krijon një ndryshim të konsiderueshëm të nivelit midis daljes së kanalit dhe rrjedhës së poshtme të lumit.

Në fund të kanalit, uji futet në një tub me pjerrësi të madhe, në skajin e poshtëm të të cilit ndodhet një turbinë hidraulike me një gjenerator. Për shkak të ndryshimit të konsiderueshëm në nivele, uji fiton një energji të madhe kinetike të mjaftueshme për të fuqizuar stacionin (stacionet e derivimit).

Stacione të tilla mund të kenë një kapacitet të madh dhe i përkasin kategorisë së termocentraleve të rrethit (shih -). Në stacionet më të vogla, turbina ndonjëherë zëvendësohet nga një rrotë uji më pak efikase dhe më e lirë.

Llojet e hidrocentraleve dhe pajisjet e tyre

Përveç digës, hidrocentrali përfshin një ndërtesë dhe një stabiliment. Pajisjet kryesore të HEC-it janë të vendosura në ndërtesë, këtu janë instaluar turbina dhe gjeneratorë. Përveç digës dhe ndërtesës, një hidrocentral mund të ketë bravë, derdhje, kalime peshku dhe ashensorë anijesh.

Çdo HEC është një strukturë unike, kështu që veçoria kryesore dalluese e HEC-eve nga llojet e tjera të termocentraleve industriale është individualiteti i tyre. Nga rruga, rezervuari më i madh në botë ndodhet në Gana, ky është rezervuari Akosombo në lumin Volta. Ajo zë 8500 kilometra katrorë, që është 3.6% e të gjithë vendit.

Nëse ka një pjerrësi të konsiderueshme përgjatë shtratit të lumit, atëherë ndërtohet një hidrocentral i devijimit. Nuk ka nevojë të ndërtohet një rezervuar i madh dige, përkundrazi uji drejtohet vetëm përmes kanaleve të ujit të ndërtuar posaçërisht ose tuneleve direkt në ndërtesën e termocentralit.

Ndonjëherë në HEC-et e devijimit organizohen pishina të vogla të rregullimit ditor, të cilët lejojnë kontrollin e presionit, dhe kështu ndikojnë në sasinë e energjisë elektrike të prodhuar, në varësi të ngarkesës në rrjetin elektrik.

Hidrocentralet (PSPP) janë një lloj i veçantë i hidrocentraleve. Këtu, vetë stacioni është krijuar për të zbutur luhatjet ditore dhe ngarkesat maksimale, dhe në këtë mënyrë të rrisë besueshmërinë e rrjetit të energjisë.

Një stacion i tillë është i aftë të funksionojë si në modalitetin e gjeneratorit ashtu edhe në modalitetin akumulues, kur pompat pompojnë ujin në rrjedhën e sipërme nga rrjedha e poshtme. Një pishinë, në këtë kontekst, është një objekt i tipit pishinë që është pjesë e një rezervuari dhe është ngjitur me një hidrocentral. Në rrjedhën e sipërme është në rrjedhën e sipërme, në rrjedhën e poshtme është në rrjedhën e poshtme.

Një shembull i një termocentrali të magazinimit me pompë është rezervuari Taum Sauk në Misuri, i ndërtuar 80 kilometra nga Misisipi, me një kapacitet prej 5.55 miliardë litrash, duke i lejuar sistemit të energjisë të sigurojë një kapacitet maksimal prej 440 MW.

Stacionet hidroelektrike përdorin energjinë e ujit që bie për të prodhuar energji elektrike. Uji i lumit, për shkak të ndryshimit të niveleve, lëviz në një rrjedhë të vazhdueshme nga burimi në grykë. Nëse ndërtoni një strukturë të tillë si digë, e cila do të bllokojë lëvizjen e ujit të lumit, atëherë niveli i ujit përpara digës do të jetë shumë më i lartë se pas tij.

Dallimi midis niveleve të sipërme dhe të poshtme (pishinë) quhet koka, ose mund të quhen edhe lartësia e rënies. Parimi i funksionimit të një hidrocentrali është mjaft i thjeshtë - një turbinë është instaluar në nivelin e rrjedhës së poshtme dhe një rrjedhë uji nga rrjedha e sipërme drejtohet në tehet e saj. Nën ndikimin e forcës së rrjedhës së ujit në rënie, turbina do të fillojë të rrotullohet, duke vënë në lëvizje rotorin e gjeneratorit elektrik, me të cilin është i lidhur mekanikisht. Fuqia e hidrocentraleve varet drejtpërdrejt nga madhësia e presionit, si dhe nga sasia e ujit që do të kalojë nëpër të gjitha turbinat e hidrocentralit. Koeficienti i performancës (COP) i hidrocentraleve është shumë më i lartë se ai termik dhe është rreth 85%.

Sipas natyrës së strukturave të ngritura, hidrocentralet ndahen në:

• Pranë digës - në to presioni krijohet nga diga. Struktura të tilla ndërtohen në lumenj të sheshtë me presion të vogël. Kjo për faktin se për të marrë një presion të madh, është e nevojshme të krijohen rezervuarë që përmbytin sipërfaqe të mëdha;

• Derivati ​​- këtu krijohet një presion i konsiderueshëm për shkak të kanaleve derivative (bypass). Hidrocentralet e këtij lloji ndërtohen në lumenj malorë, për shkak të shpateve të mëdha që krijojnë presionin e nevojshëm me një prurje relativisht të ulët uji;

Hidrocentralet e mëdha nuk funksionojnë të veçuar nga termocentralet e tjera. Më shpesh, funksionimi i hidrocentraleve përdoret paralelisht me termocentralet, duke krijuar kështu një mënyrë optimale të konsumit të karburantit në termocentralet dhe energjinë hidroelektrike nga hidrocentralet. Ky proces është si më poshtë - në dimër, kur niveli i ujit në lumenj është në rënie dhe, në përputhje me rrethanat, hidrocentralet nuk mund të funksionojnë me kapacitet të plotë, atëherë një pjesë e ngarkesës së hidrocentralit merret nga termocentrali; dhe në verë, kur niveli i ujit në lumenj rritet, hidrocentralet fillojnë të punojnë me kapacitet të plotë dhe TEC-i redukton prodhimin e energjisë elektrike, duke ulur kështu konsumin e lëndëve djegëse fosile. Kështu, ka një kursim të fondeve në lëndë djegëse të ngurtë, gjë që zvogëlon koston e energjisë elektrike.

Hidrocentralet kanë një sërë përparësish ndaj termocentraleve, përkatësisht:

• Procesi i prodhimit të energjisë elektrike në një hidrocentral është shumë më i thjeshtë se në një termocentral;
• Efikasiteti i një hidrocentrali është shumë më i lartë se një termocentrali;
• Kostoja e prodhimit të energjisë elektrike në HEC-et e mëdha është rreth 5 herë më e ulët se në TEC-et me kapacitet të krahasueshëm. Kjo shpjegohet shumë thjesht - nuk ka nevojë për dërgimin e karburantit organik në hidrocentralin, dhe kjo minus çmimin për vetë karburantin dhe transportin e tij. HEC-i nuk ka objektet dhe shërbimet e karburantit që nevojiten për mirëmbajtjen e tij, gjë që redukton numrin e personelit të mirëmbajtjes dhe koston e pjesëve rezervë dhe të mirëmbajtjes.

Disavantazhi kryesor i hidrocentraleve është ndërtimi i tyre i gjatë dhe kostoja shumë e lartë.