HP: tööpõhimõte, skeem, seadmed, võimsus

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Peaaegu kõik kujutavad ette hüdroelektrijaamade eesmärki, kuid ainult vähesed mõistavad tõeliselt hüdroelektrijaamade tööpõhimõtet. Inimeste jaoks on peamine mõistatus, kuidas kogu see tohutu tamm toodab elektrienergiat ilma kütuseta. Räägime sellest.

Mis on hüdroelektrijaam?

Hüdroelektrijaam on keerukas kompleks, mis koosneb erinevatest struktuuridest ja eriseadmetest. Jõgedele ehitatakse hüdroelektrijaamu, kus tamm ja veehoidla täituvad pidev alt veevooluga. Sarnased ehitised (tammid), mis tekivad hüdroelektrijaama ehitamisel, on vajalikud pideva veevoolu koondamiseks, mis hüdroelektrijaamade eriseadmete abil muudetakse elektrienergiaks.

Pange tähele, et HEJ efektiivsuse seisukoh alt mängib olulist rolli ehituskoha valik. Vaja on kahte tingimust: garanteeritud ammendamatu veevarustus ja jõe kõrge kalle.

HPP tööpõhimõte

Hüdroelektrijaama töö on üsna lihtne. Ehitatud hüdroehitisedtagama turbiini labadele siseneva vee stabiilse rõhu. Rõhk paneb turbiini liikuma, mille tulemusena paneb see generaatorid pöörlema. Viimased toodavad elektrit, mis seejärel kõrgepingeliinide kaudu tarbijani tarnitakse.

Sellise konstruktsiooni peamiseks raskuseks on vee pideva rõhu tagamine, mis saavutatakse tammi ehitamisega. Tänu sellele koondub suur kogus vett ühte kohta. Mõnel juhul kasutatakse looduslikku veevoolu ning mõnikord kasutatakse koos tammi ja ümbersuunamist (looduslikku voolu).

Hoones endas on hüdroelektrijaama seadmed, mille põhiülesanne on vee liikumise mehaanilise energia muundamine elektrienergiaks. See ülesanne on määratud generaatorile. Lisaseadmeid kasutatakse ka jaama, jaotusseadmete ja trafojaamade töö juhtimiseks.

Allpool olev pilt näitab HPP skemaatilist diagrammi.

Nagu näete, pöörab veevool generaatori turbiini, mis toodab energiat, varustab selle muundamiseks trafoga, misjärel transporditakse see elektriliinide kaudu tarnijani.

Toide

On erinevaid hüdroelektrijaamu, mida saab jagada toodetava võimsuse järgi:

1. Väga võimas – üle 25 MW.
2. Keskmine – kuni 25 MW.
3. Väike – võimsusega kuni 5 MW.

Hüdroelektrijaama võimsus sõltub eelkõige vee voolust ja generaatori enda kasutegurist, mida sellel kasutatakse. Kuid isegi kõige rohkemtõhus seade ei suuda toota suures koguses elektrit nõrga veesurvega. Arvestada tasub ka sellega, et hüdroelektrijaama võimsus ei ole konstantne. Looduslikel põhjustel võib veetase tammis tõusta või langeda. See kõik mõjutab toodetud elektri kogust.

Tammi roll

Hüdroelektrijaama kõige keerulisem, suurim ja üldiselt peamine element on tamm. On võimatu mõista, mis on hüdroelektrijaam, mõistmata tammi toimimise olemust. Need on tohutud sillad, mis hoiavad veevoolu. Sõltuv alt konstruktsioonist võivad need erineda: on gravitatsioonilisi, kaarekujulisi ja muid konstruktsioone, kuid nende eesmärk on alati sama - hoida kinni suures koguses vett. Just tänu tammile on võimalik koondada stabiilne ja võimas veevool, juhtides selle generaatorit pöörleva turbiini labadele. See omakorda toodab elektrienergiat.

Tehnoloogia

Nagu me juba teame, põhineb hüdroelektrijaama tööpõhimõte langeva vee mehaanilise energia kasutamisel, mis hiljem muudetakse turbiini ja generaatori abil elektrienergiaks. Turbiinid ise saab paigaldada kas tammi sisse või selle lähedusse. Mõnel juhul kasutatakse torujuhet, mille kaudu läbib kõrge rõhu all paisu taset madalam vesi.

Igal hüdroelektrijaamal on mitu võimsusnäitajat: veevool ja hüdrostaatiline kõrgus. Viimase indikaatori määrab algus- ja lõpp-punkti kõrguste vahe.vee vaba langemine. Jaama kujunduse loomisel põhineb kogu kujundus ühel neist näitajatest.

Tänapäeval tuntud elektritootmise tehnoloogiad võimaldavad saavutada kõrge efektiivsuse mehaanilise energia muundamisel elektrienergiaks. Mõnikord on see mitu korda kõrgem kui soojuselektrijaamadel. Selline kõrge kasutegur saavutatakse tänu hüdroelektrijaamas kasutatavatele seadmetele. See on usaldusväärne ja suhteliselt lihtne kasutada. Lisaks on kütuse puudumise ja suure hulga soojusenergia vabanemise tõttu selliste seadmete kasutusiga üsna pikk. Rikked on siin äärmiselt haruldased. Arvatakse, et generaatorikomplektide ja konstruktsioonide minimaalne kasutusiga üldiselt on umbes 50 aastat. Kuigi tegelikult töötavad möödunud sajandi kolmekümnendatel aastatel ehitatud hüdroelektrijaamad üsna eduk alt ka tänapäeval.

Vene hüdroelektrijaamad

Täna töötab Venemaal umbes 100 hüdroelektrijaama. Loomulikult on nende võimsus erinev ja enamus on jaamad, mille installeeritud võimsus on kuni 10 MW. Samuti on sellised jaamad nagu Pirogovskaja või Akulovskaja, mis võeti kasutusele 1937. aastal ja nende võimsus on vaid 0,28 MW.

Suurimad on Sayano-Shushenskaya ja Krasnojarski SEJ, mille võimsus on vastav alt 6400 ja 6000 MW. Järgmised jaamad:

1. Bratskaja (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaja HEJ (3840).
3. Botšuganskaja (2997 MW).
4. Volžskaja (2660 MW).
5. Žigulevskaja (2450 MW).

Hoolimata selliste jaamade tohutust arvust toodavad need vaid 47 700 MW, mis on 20% kogu Venemaal toodetud energiast.

Lõpetuseks

Nüüd mõistate hüdroelektrijaamade tööpõhimõtet, mis muudavad veevoolu mehaanilise energia elektrienergiaks. Vaatamata üsna lihtsale ideele energia hankida, muudab seadmete ja uute tehnoloogiate kompleks sellised struktuurid keerukaks. Võrreldes tuumaelektrijaamadega on need aga tõesti primitiivsed.