HPP: مبدأ التشغيل والدوائر والمعدات والطاقة

يتصور الجميع تقريباالغرض من محطات الطاقة الكهرومائية ، ولكن عدد قليل فقط يفهمون بشكل موثوق مبدأ تشغيل HPP. السر الرئيسي للناس - كيف أن كل هذا السد الضخم بدون أي وقود يولد طاقة كهربائية. عن هذا والحديث.

ما هو مصنع الطاقة الكهرومائية؟

محطة الطاقة الكهرومائية معقدة معقدة ،تتكون من هياكل مختلفة ومعدات خاصة. هناك محطات الطاقة الكهرومائية على الأنهار ، حيث يوجد تدفق مستمر للمياه لملء السد والخزان. هذه الهياكل (السدود) التي تم إنشاؤها خلال بناء محطة توليد الطاقة الكهرومائية ضرورية لتركز تدفق مستمر من المياه ، والتي ، بمساعدة معدات خاصة ل HPP ، يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية.

تجدر الإشارة إلى أن دورا هاما من حيث الكفاءةيتم لعب عمل محطة الطاقة الكهرومائية باختيار موقع البناء. من الضروري أن يكون هناك شرطين: إمدادات مياه لا ينضب مضمونة وزاوية انحدار عالية للنهر.

مبدأ تشغيل محطة الطاقة الكهرومائية

إن تشغيل محطة الطاقة الكهرومائية بسيط للغاية. توفر الهياكل الهيدروليكية المنصوبة رأسًا ثابتًا من الماء ، والذي يدخل ريش التوربينات. يقود الرأس التوربين إلى الحركة ، ونتيجة لذلك فإنه يدور المولدات. هذا الأخير يولد الكهرباء ، والتي يتم تسليمها إلى المستهلك عبر خطوط نقل الجهد العالي.

الصعوبة الرئيسية لمثل هذا الهيكل -ضمان رأس ثابت للمياه ، والذي يتحقق عن طريق إقامة سد. بفضل ذلك ، يتركز حجم كبير من الماء في مكان واحد. في بعض الحالات ، يتم استخدام تيار الماء الطبيعي ، وأحيانًا يتم استخدام السد والاشتقاق (التيار الطبيعي) معًا.

يوجد في المبنى معدات لمحطات الطاقة الكهرومائية ،وتتمثل المهمة الرئيسية في تحويل الطاقة الميكانيكية لحركة الماء إلى طاقة كهربائية. يتم تعيين هذه المهمة للمولد. أيضا ، يتم استخدام معدات إضافية لرصد تشغيل المحطة ، وتوزيع الأجهزة ومحطات المحولات.

تحت الصورة يظهر الرسم التخطيطي لل HPP.

كما ترون ، فإن تدفق المياه يدور عنفة المولد ، فإنه يولد الطاقة ، يسلمها إلى المحول للتحويل ، وبعد ذلك يتم نقله عبر خط النقل إلى المورد.

القدرات

هناك محطات مختلفة للطاقة الكهرومائية ، والتي يمكن تقسيمها وفقا للإخراج:

1. قوية جدا - مع إنتاج أكثر من 25 ميجاوات.
2. متوسطة - مع إنتاج يصل إلى 25 ميجاوات.
3. صغيرة - مع إنتاج يصل إلى 5 ميجاوات.

قوة محطة الطاقة الكهرومائية تعتمد علىتدفق المياه وكفاءة المولد نفسه ، والذي يستخدم على ذلك. ولكن حتى التركيب الأكثر كفاءة لن يكون قادراً على إنتاج كميات كبيرة من الكهرباء برأس ماء ضعيف. يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار أن قدرة محطة الطاقة الكهرومائية ليست ثابتة. بسبب الأسباب الطبيعية ، قد يرتفع منسوب المياه في السد أو ينقص. كل هذا له تأثير على كمية الكهرباء المنتجة.

دور السد

العنصر الأكثر تعقيدًا وكبيرًا وعموما بشكل أساسيأي محطة للطاقة الكهرمائية هي سد. من المستحيل فهم ما هو مصنع الطاقة الكهرومائية ، دون فهم جوهر السد. إنها جسور ضخمة تمسك تدفق المياه. اعتمادا على التصميم ، قد تختلف: فهناك هياكل الجاذبية ، مقوسة وغيرها ، ولكن هدفها هو نفسه دائما - الاحتفاظ بكمية كبيرة من الماء. بفضل السد يمكن تركيز تيار مستقر وقوي من الماء ، وتوجيهه إلى شفرات التوربين ، التي تدور المولد. وهي بدورها تنتج الطاقة الكهربائية.

التكنولوجيا

كما نعلم بالفعل ، يستند مبدأ تشغيل HPP علىاستخدام الطاقة الميكانيكية لمياه السقوط ، والتي يتم تحويلها بعد ذلك بواسطة التوربين والمولد إلى طاقة كهربائية. يمكن تثبيت التوربينات نفسها إما في السد أو بالقرب منه. في بعض الحالات ، يتم استخدام خط أنابيب يمر عبره الماء تحت مستوى السد تحت ضغط مرتفع.

مؤشرات قدرة أي محطة للطاقة الكهرمائية هي عدة: تدفق المياه ورأس الهيدروستاتي. يتم تحديد الرقم الأخير من خلال الفرق في الارتفاع بين النقطة الأولية والنهائية للسقوط الحر للمياه. عند إنشاء مشروع ، فإن المحطات على أحد هذه المؤشرات ترتكز على البنية بأكملها.

تقنيات تصنيع معروفة اليومالكهرباء تسمح لك بالحصول على كفاءة عالية عند تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. في بعض الأحيان يكون هذا الرقم أكبر بعدة مرات من المؤشرات المماثلة لمحطات الطاقة الحرارية. يتم تحقيق هذه الكفاءة العالية بسبب المعدات المطبقة في محطة الطاقة الكهرومائية. موثوقة وسهلة الاستخدام نسبيا. بالإضافة إلى ذلك ، بسبب نقص الوقود وتخصيص كمية كبيرة من الطاقة الحرارية ، فإن حياة هذه المعدات كبيرة جدًا. اعطال هنا نادرة للغاية. ويعتقد أن الحد الأدنى من عمر خدمة مجموعات المولدات والهياكل بشكل عام هو حوالي 50 سنة. على الرغم من أن محطات الطاقة الكهرمائية التي تم بناؤها في الثلاثينات من القرن الماضي مازالت ناجحة حتى اليوم.

محطات الطاقة الكهرومائية في روسيا

لهذا اليوم في أراضي روسياحوالي 100 محطة للطاقة الكهرومائية تعمل. وبالطبع ، فإن قوتها مختلفة ، ومعظمها محطات ذات قدرة تركيب تصل إلى 10 ميجاوات. هناك أيضا محطات مثل بيروجوفسكايا أو أكولوفسكايا ، التي تم تشغيلها في عام 1937 ، وقدرتها 0.28 ميجاوات فقط.

أكبرها هي Sayano-Shushenskaya و Krasnoyarsk HPPs بسعة 6400 و 6000 MW ، على التوالي. يتبعهم المحطة:

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

على الرغم من العدد الهائل لهذه المحطات ، فإنها تنتج فقط 47700 ميجاوات ، أي 20٪ من إجمالي حجم الطاقة المنتجة في روسيا.

في الختام

الآن فهمت مبدأ تشغيل HPP ،تحويل الطاقة الميكانيكية لتدفق الماء إلى طاقة كهربائية. على الرغم من الفكرة البسيطة المتمثلة في الحصول على الطاقة ، فإن مجموعة من المعدات والتقنيات الحديثة تجعل هذه الهياكل صعبة. ومع ذلك ، بالمقارنة مع محطات الطاقة النووية ، فهي في الواقع بدائية.