Hidroelektrostacijas ir iekārtas, kas izmanto ūdens plūsmu, lai ražotu elektroenerģiju. Šos augus ierobežo to reģionu īpatnības un īpatnības, jo zemes topogrāfija nosaka gan būvdarbus, gan tehnikas izvēli. Ir dažādi hidroelektrostaciju veidi atkarībā no tā atrašanās vietas, jaudas un enerģijas ražošanas metodes. Šajā rakstā mēs padziļināti izpētīsim hidroelektrostaciju veidus, kā tās darbojas un kādas ir to priekšrocības.
Kas ir hidroelektrostacija?
Hidroelektrostacija ir iekārta, kas paredzēta elektroenerģijas ražošanai no ūdenskrātuvē uzkrātā ūdens. Rašanās process sākas, kad ūdens, kas izplūst no ievērojama augstuma, iet cauri turbīnai, kas pārvērš ūdens potenciālo enerģiju mehāniskajā enerģijā. Šī mehāniskā enerģija vēlāk tiek pārveidota par elektroenerģiju, izmantojot ģeneratoru.
Savākšanas sistēmas mērķis ir izveidot slīpumu, kas ļauj izmantot uzkrāto ūdens potenciālo enerģiju. Kad ūdens iet cauri turbīnai, rodas rotācijas kustība, kas ieslēdz ģeneratoru, tādējādi ražojot elektrību.
Hidroelektrostacijas sastāv no vairākiem būtiskiem komponentiem:
- Māte: Tās funkcija ir saglabāt ūdeni rezervuārā. Ietver pārplūdi, lai atbrīvotu lieko ūdeni bez bojājumiem.
- Turbīna: Viņi pārvērš ūdens enerģiju kinētiskā enerģijā.
- Ģenerators: Pārvērš kinētisko enerģiju elektrībā.
- Cauruļvadi: Tie virza ūdens plūsmu uz augu.
- Vārsti: Viņi kontrolē ūdens plūsmu, lai izvairītos no pārplūdes.
Turklāt lielajās spēkstacijās ir mehānismi, kas pazīstami kā enerģijas iznīcinātāji, kas ir atbildīgi par ūdens liekā spēka izkliedēšanu, lai novērstu konstrukcijas un apkārtējā reljefa bojājumus.
Hidroelektrostaciju veidi
Hidroelektrostacijas var klasificēt pēc to jaudas un iekārtu atrašanās vietas. Atkarībā no enerģijas daudzuma, ko tie var saražot, un to uzglabāšanas jaudas, mēs varam runāt par šādiem augu veidiem:
- Lieljaudas hidroelektrostacijas: Ar jaudu, kas lielāka par 10 MW.
- Mini hidroelektrostacijas: Tie ražo no 1 MW līdz 10 MW.
- Mikro hidroelektrostacijas: Elektrostacijas ar jaudu mazāku par 1 MW, ko izmanto mazās kopienās vai pašpatēriņam.
Ir arī citas hidroelektrostaciju klasifikācijas, kuru pamatā galvenokārt ir to atrašanās vieta un veids, kā tās pārvalda ūdens plūsmu. Tie ietver:
- Nepārtraukta plūsma: Šie augi nespēj uzglabāt ūdeni. Tie izplūst tieši no upes plūsmas, kas nozīmē, ka tie ir mazāk efektīvi sausuma laikā.
- Rezervuārs vai uzglabāšana: Viņi izmanto aizsprostus, lai uzglabātu lielu ūdens daudzumu, ļaujot kontrolēt ūdens plūsmu un regulēt elektroenerģijas ražošanu.
- Dambja pakājē: Tie ir būvēti tieši uz upes vai ezera, kur dambis darbojas kā dabisks rezervuārs.
- Sūknēšanas vai atgriezeniskās iekārtas: Šie augi uzglabā ūdeni rezervuāros, kas atrodas dažādos līmeņos. Maza pieprasījuma laikā ūdens tiek sūknēts uz augšējo rezervuāru, bet maksimālā pieprasījuma laikā tas tiek atbrīvots, lai radītu papildu jaudu.
Dažādu veidu hidroelektrostaciju darbība
Hidroelektrostacijas darbība atšķiras atkarībā no veida, lai gan tās visas ievēro principu, ka ūdenī esošā enerģija tiek izmantota elektroenerģijas ražošanai.
- Nepārtraukta plūsma: Šāda veida iekārtās daļa upes ūdens caur ieplūdi tiek novirzīta kanālā vai caurulē, kas to novirza uz turbīnām. Kad elektrība ir saražota, ūdens tiek atgriezts upes gultnē.
- Centrā dambja pakājē: Šis tips izmanto rezervuāru upē vai ezerā. Ūdens tiek regulēts caur vārtiem, lai grieztu turbīnas un ražotu elektroenerģiju.
Sūknējamās hidroelektrostacijas
Sūkņu elektrostacijas ir īpašs hidroelektrostaciju veids. Tie darbojas kā milzīgs akumulators, uzglabājot enerģiju, sūknējot ūdeni no apakšējā rezervuāra uz augšējo rezervuāru ārpus sastrēguma stundās un pēc tam izlaižot šo ūdeni, lai ražotu elektroenerģiju maksimālā pieprasījuma laikā.
Šī sistēma uzlabo elektroenerģijas ražošanu un padara elastīgāku citu enerģijas avotu izmantošanu. Turklāt sūkņu un atbrīvošanas cikli ir būtisks palīglīdzeklis elektroenerģijas tīkla līdzsvarošanā.
Hidroelektrostacijas priekšrocības
Hidroelektrostacija ir atjaunojams, tīrs un efektīvs enerģijas avots, kam ir vairākas priekšrocības gan enerģētikas, gan vides, gan ekonomikas līmenī:
- Atjaunojami un nepiesārņojoši: Tā kā tas izmanto ūdeni, dabisku un atjaunojamu avotu, tas neizdala siltumnīcefekta gāzes vai citus piesārņotājus.
- Zemas ekspluatācijas izmaksas: Lai gan sākotnējie ieguldījumi ir lieli, ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas ir zemas, jo turbīnām un iekārtām ir ilgs kalpošanas laiks un tām nepieciešama neliela uzraudzība.
- Ūdens resursu kontrole: Dambji var regulēt upju plūsmu, veicinot aizsardzību pret plūdiem, dzeramā ūdens piegādi un lauksaimniecības apūdeņošanu.
- Augsta energoefektivitāte: Salīdzinot ar citām tehnoloģijām, ūdens enerģijas pārveide ir ļoti efektīva, ļaujot ar maziem resursiem saražot lielu daudzumu elektroenerģijas.
Bez šīm priekšrocībām hidroelektrostacijas sniedz arī citus ieguvumus vietējā līmenī, piemēram, ceļu un atpūtas zonu izveidi, kas veicina tūrismu, un atsevišķos gadījumos uzlabo upju navigāciju.
Rezumējot, hidroelektrostacijas ir ļoti konkurētspējīga iespēja atjaunojamo energoresursu sektorā, jo tās spēj ražot enerģiju ar zemām izmaksām, elastību, lai apmierinātu pieprasījumu, un salīdzinoši zemā ietekme uz vidi, ja tās pareizi apsaimnieko.