HPP: principiu de funcționare, circuit, echipament, putere

Aproape toată lumea își imaginează scopul centralelor hidroelectrice, dar numai câțiva pot înțelege în mod fiabil principiul de funcționare al centralei electrice. Principalul mister pentru oameni - cum acest baraj uriaș, fără combustibil, generează energie electrică. Despre asta și vorbește.

Ce este o hidrocentra?

Hidrocentrala - este un complex format din diverse facilități și echipamente speciale. centrale hidroelectrice construite pe râuri, unde există un flux constant de apă pentru umplerea barajului și rezervor. Structuri similare (baraj), creat în timpul construcției energiei hidroelectrice necesară pentru o concentrație constantă a debitului de apă, care, prin intermediul unor echipamente speciale pentru producția de energie este transformată în energie electrică.

Trebuie remarcat faptul că alegerea unui loc de construcție joacă un rol important în ceea ce privește eficiența operațiunii HPP. Trebuie să existe două condiții: asigurarea unei alimentări inepuizabile de apă și un unghi mare versantul râului.

Principiul funcționării centralei hidroelectrice

Funcționarea centralei hidroelectrice este destul de simplă. Construcțiile hidraulice construite oferă un cap stabil de apă, care intră în lamele de turbină. Capul conduce turbina în mișcare, ca urmare a rotirii generatoarelor. Acestea din urmă generează energie electrică, care este apoi livrată consumatorului prin intermediul liniilor de transport de înaltă tensiune.

Principala dificultate a unei astfel de structuri este de a asigura un cap constant de apă, care se realizează prin ridicarea unui baraj. Datorită acestuia, un volum mare de apă este concentrat într-un singur loc. În unele cazuri, se utilizează un curent natural de apă și, uneori, se utilizează împreună un baraj și o derivare (curent natural).

În clădire există echipamente pentru centrale hidroelectrice, a căror sarcină principală este de a transforma energia mecanică a fluxului de apă în energie electrică. Această sarcină este atribuită generatorului. De asemenea, echipamentele suplimentare sunt utilizate pentru monitorizarea funcționării stației, distribuirea dispozitivelor și stațiilor de transformare.

În imaginea de mai jos este prezentată diagrama schematică a centralei electrice.

După cum puteți vedea, debitul de apă se rotește generatorul turbinei care generează putere, o furnizează la un transformator de transformare, după care este transportat prin linii electrice la furnizor.

capacități

Există diferite centrale hidroelectrice care pot fi împărțite în funcție de producție:

1. Foarte puternic - cu o producție de peste 25 MW.
2. Mediu - cu producție de până la 25 MW.
3. Mic - cu producție de până la 5 MW.

Puterea centralelor hidroelectrice depinde în primul rând de debitul de apă și de eficiența generatorului însuși, care este folosit pe acesta. Dar nici cea mai eficientă instalare nu va putea produce cantități mari de energie electrică cu un cap de apă slab. De asemenea, trebuie să se țină seama de faptul că capacitatea centralei hidroelectrice nu este constantă. Datorită cauzelor naturale, nivelul apei din baraj poate crește sau scădea. Toate acestea au un impact asupra cantității de energie electrică produsă.

Rolul barajului

Cel mai complex, mare și, în general, elementul principal al oricărei centrale hidroelectrice este barajul. Este imposibil de înțeles care este o instalație hidroelectrică, fără a înțelege esența barajului. Ele sunt poduri uriașe care mențin fluxul de apă. În funcție de proiectare, ele pot fi diferite: există structuri gravitaționale, arcuite și alte, dar scopul lor este întotdeauna același - menținerea unui volum mare de apă. Este datorită barajului faptul că este posibil să se concentreze un curent stabil și puternic de apă, îndreptându-l spre lamele turbinei, care roteste generatorul. Aceasta, la rândul său, produce energie electrică.

tehnologiei

După cum știm deja, principiul funcționării HPP se bazează pe utilizarea energiei mecanice a apei care se încadrează, care este apoi transformată în energie electrică prin intermediul unei turbine și a unui generator. Turbinele însele pot fi instalate fie în baraj, fie în apropierea acestuia. În unele cazuri, se utilizează o conductă prin care apa sub nivelul barajului trece sub presiune înaltă.

Indicatorii de capacitate ai oricărei centrale hidroelectrice sunt mai multe: debitul de apă și capul hidrostatic. Ultima cifră este determinată de diferența de altitudine dintre punctul inițial și cel final al căderii libere a apei. La crearea unui proiect, posturile de pe unul dintre acești indicatori se bazează pe întreaga structură.

Tehnologiile bine cunoscute ale producției de energie electrică permit obținerea unei eficiențe ridicate atunci când transformă energia mecanică în energie electrică. Uneori este de câteva ori mai mare decât indicatorii similari termocentrale. O astfel de eficiență ridicată se realizează datorită echipamentului aplicat la centrala hidroelectrică. Este fiabil și relativ ușor de utilizat. În plus, din cauza lipsei de combustibil și a alocării unei cantități mari de energie termică, durata de viață a unui astfel de echipament este destul de mare. Defectele aici sunt extrem de rare. Se crede că durata minimă de viață a seturilor de generatoare și a structurilor, în general, este de aproximativ 50 de ani. Deși chiar și astăzi, hidrocentralele construite în anii treizeci ai secolului trecut funcționează cu succes.

Centrale hidroelectrice din Rusia

Până în prezent, există aproximativ 100 de centrale hidroelectrice pe teritoriul Rusiei. Desigur, puterea lor este diferită, iar cele mai multe sunt stațiile cu o capacitate instalată de până la 10 MW. Există, de asemenea, stații precum Pirogovskaya sau Akulovskaya, care au fost puse în funcțiune în 1937, iar capacitatea lor este de numai 0,28 MW.

Cele mai mari sunt Sayano-Shushenskaya și KPP de la Krasnoyarsk cu o capacitate de 6400 și, respectiv, 6000 MW. Acestea sunt urmate de stație:

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

În ciuda numărului mare de astfel de stații, produc doar 47.700 MW, ceea ce reprezintă 20% din volumul total al energiei produse în Rusia.

În concluzie

Acum înțelegeți principiul funcționării HPP, transformând energia mecanică a fluxului de apă în energie electrică. În ciuda ideii destul de simple de obținere a energiei, un complex de echipamente și tehnologii noi fac astfel de structuri dificile. Cu toate acestea, în comparație cu centrale nucleare ele sunt cu adevărat primitive.