Принцип роботи гідроелектростанції. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Принцип роботи гідроелектростанції. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

Коментарі до статті

Принцип роботи ГЕС є досить простим. Гідротехнічні споруди ГЕС забезпечують необхідний потік води, що надходить на лопаті гідротурбіни, що призводить до генератора, що виробляє електроенергію.

Принцип роботи гідроелектростанції
Рис.1. Схема одного з типів гідротурбін

Необхідний напір води утворюється греблею (у разі з гребельним типом ГЕС) або деривацією - природним стоком води (дериваційні ГЕС). У деяких випадках для отримання необхідного напору води використовують спільно і греблю і деривацію:

греблі ГЕС (рис. 2). Це найбільш поширені види великих гідроелектричних станцій у Киргизстані. Натиск води в них створюється за допомогою установки греблі, що повністю перегороджує річку і піднімає рівень води в ній на необхідну висоту. У цьому випадку сама будівля ГЕС розташовується за дамбою, в її нижній частині. Вода в цьому випадку підводиться до турбін через спеціальні напірні тунелі.
дериваційні ГЕС (рис. 3). Такі електростанції будують у тих місцях, де є ухил річки. Необхідна кількість води для створення напору відводиться з річкового русла через спеціальні водовідведення (канали, рукави, арики). Їх ухил значно менший, ніж середній ухил річки. У результаті вода через певну відстань піднімається на необхідну висоту і збирається в напірному басейні. Звідти, напірним трубопроводом вода надходить у турбіну і, в результаті, потрапляє знову в ту ж річку. У деяких випадках на початку дериваційного каналу створюється гребля і невелике водосховище.

Принцип роботи гідроелектростанції

Рис. 2. ГЕС гребельного типу

Принцип роботи гідроелектростанції

Рис. 3. ГЕС дериваційного типу

Безпосередньо у самій будівлі ГЕС розташовується все енергетичне устаткування. Залежно від призначення воно має свій певний поділ. У машинному залі розташовані гідрогенератори, що безпосередньо перетворюють енергію води в електричну енергію. Також є електротехнічне обладнання, яке включає пристрої управління і контролю над роботою ГЕС, трансформаторна станція, розподільні пристрої і багато іншого.

Гідроелектричні станції поділяються в залежності від потужності, що виробляється:

потужні – виробляють від 30 МВт і вище;
малі ГЕС – від 1 МВт до 30 МВт;
міні ГЕС – від 100 кВт до 1 МВт;
мікро ГЕС – від 5 кВт до 100 кВт;
піко ГЕС – до 5 кВт.

Потужність ГЕС залежить від напору і витрати води, а також від ККД (коефіцієнта корисної дії) турбін і генераторів, що використовуються. Через те, що з природних причин витрата води постійно змінюється, залежно від сезону, а також ще з низки інших причин, як вираз потужності гідроелектричної станції прийнято брати циклічну потужність. Наприклад, розрізняють річний, місячний, тижневий чи добовий цикли роботи гідроелектростанції.

Залежно від витрати та напору води, у гідроелектростанціях застосовуються різні види турбін. Для високонапірних - ковшові та радіально-осьові турбіни з металевими спіральними камерами. На середньонапірних ГЕС встановлюються поворотнолопатеві та радіально-осьові турбіни, на низьконапірних - поворотнолопатеві турбіни в залізобетонних або сталевих камерах. Принцип роботи всіх видів турбін однаковий - вода, що знаходиться під тиском (напір води) надходить на лопаті турбіни, які починають обертатися. Механічна енергія, таким чином, передається на генератор, який виробляє електроенергію. Турбіни відрізняються деякими технічними характеристиками, а також камерами - сталевими або залізобетонними, і розраховані на різний тиск води.

До складу ГЕС, залежно від їх призначення, також можуть входити додаткові споруди, такі як шлюзи, рибопропускні, водозабірні споруди, що використовуються для іригації та багато іншого.

Цінність ГЕС полягає в тому, що для виробництва електричної енергії вони використовують відновлювані природні ресурси. Зважаючи на те, що потреби в додатковому паливі для ГЕС немає, кінцева вартість електроенергії, що отримується, значно нижча, ніж при використанні інших видів електростанцій.

Особливості гідроелектростанцій (плюси та мінуси)

(+) вартість електроенергії на ГЕС більш ніж удвічі нижча, ніж на теплових електростанціях.
(+) турбіни ГЕС допускають роботу у всіх режимах від нульової до максимальної потужності і дозволяють швидко змінювати потужність за необхідності, виступаючи як регулятор вироблення електроенергії.
(+) стік річки є відновлюваним джерелом енергії
(+) значно менший вплив на повітряне середовище та льодовики, ніж іншими видами електростанцій.
(-) часто ефективні ГЕС більш віддалені від споживачів та вимагають будівництва дорогих ліній електропередач (ЛЕП).
(-) водосховища часто займають значні території.
(-) греблі найчастіше змінюють характер рибного господарства, оскільки перекривають шлях до нерестовищ прохідних риб, проте часто сприяють збільшенню запасів риби в самому водосховищі та здійсненню рибництва.

Автори: Картанбаєв Б.А., Жумаділов К.А., Зазульський А.А.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Хімічний коктейль морських черепах 01.07.2017

Австралійські дослідники з університету Квінсленду виявили в крові зелених черепах, що мешкають на Великому бар'єрному рифі, справжній "коктейль" з лікарських препаратів і побутової хімії.

Біологи оглянули черепах, у яких спостерігалися ознаки запалення та дисфункції печінки. Виявилося, що у кровотоку тварин є домішки ліків від хвороб серця та від гіперурикемії, а також косметичні та промислові хімікати.

Дослідники вивчали стан черепах, що живуть уздовж узбережжя Квінсленду, а також мешканців віддалених островів на північ від рифу. Дослідження проходило у рамках програми Всесвітнього фонду дикої природи (WWF) Австралії.

За словами Емі Хеффернан з Квінслендського університету, люди постійно "залишають" після себе хімічний слід, але досі поки неясно, який ефект він має на навколишнє середовище.

Фахівці WWF Австралії припускають, що дані про стан черепах можуть стати інструментом біологічного моніторингу. З його допомогою вони хочуть з'ясувати, які хімічні речовини потрапляють у води та як вони впливають на морське життя.

У 2015-му році дослідники з'ясували, що хімічна речовина оксибензон, що використовується в сонцезахисному кремі, завдає величезної шкоди кораловим рифам у всьому світі. За даними дослідження, він спричиняє деформацію молодих коралів.

Інші цікаві новини:

▪ Оболонка горіха кешью стійка до ультрафіолету

▪ Аудіосистема через електропроводку

▪ Чорнило змінюють колір

▪ Мікродатчик температури працює від радіохвиль бездротових мереж

▪ Носить дисплей з яскравістю 5000 кд/м2

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Гірлянди. Добірка статей

▪ стаття Принципи організації та завдання служби медицини катастроф. Основи безпечної життєдіяльності

▪ статья Якому знаменитому фізику вручили Нобелівську премію у галузі хімії? Детальна відповідь

▪ стаття Оглядач цвинтаря (колумбарія). Посадова інструкція