כמקור האנרגיה המתחדשת הגדול ביותר, אנרגיה הידרואלקטרית מהווה 22 אחוז מהחשמל בעולם ומייצרת יותר כוח ממקורות מתחדשים אחרים כמו מערכות אנרגיה סולארית , רוח, מקורות גיאותרמיים.
הם תחנות ייצור החשמל השנייה בגודלה אחרי המפעלים המופעלים על ידי דלק. המפעל ההידרואלקטרי נבנה כדי לייצר כוח חשמלי לעומסי בסיס או שיא ובמקרים מסוימים הוא נושא את שני העומסים.
תחנות כוח אלה מספקות חשמל אמין בשל המגוון הרחב של מאפיינים כגון יכולת מעקב עומסים, אספקת עומסי שיא, פעולה מהירה יותר מההתחלה וכו '.
עבודה של תחנת כוח הידרואלקטרית
אנרגיה מימית נוצרת ממים הזורמים מהנהרות או מכמה קונסטרוקציות מעשה ידי אדם בהן מים זמינים או מאוחסנים. מפעלי הידרו כוללים את המאגר עם סכר, עט, טורבינה, גֵנֵרָטוֹר וקווי העברה.
סכר בנוי ליד אגם או נהר גדול לאגירת מים במאגר. הסכר מחזיק את המים ומגביר את לחץ המים במפלס התחתון. הוא בנוי בגבהים גבוהים יותר כדי להגדיל את קצב הזרימה.
עבודה של תחנת כוח הידרואלקטרית
מים מהמאגרים מועברים דרך אכסניות שהן מנהרות ענקיות להובלת מים. בצמחים אלה משתמשים בנפילת מים לסיבוב פיר המנוע.
כאשר מים מוזנים מהמאגר דרך מנהרות על להבי טורבינה, הטורבינה מתחילה להסתובב לכיוון כוח המים. מכיוון שטורבינה זו מחוברת לפיר אלטרנטור, אנרגיה חשמלית מיוצר על ידי האלטרנטור.
כאן אנרגיה קינטית של המים הזורמים מומרת לחשמל המועבר עוד לתחנות משנה באמצעות קווי העברה, כפי שמוצג באיור לעיל.
כמות החשמל תלויה בשני גורמים שהם
1. ראש מים
2. קצב זרימת מים של זרימת המים
ראש המים מציין את המרחק בין פני המים למשטח הטורבינה והוא תלוי במים הזמינים במאגר ובגודל המאגר. אם הראש גדול יותר, מים מגובה גדול יותר נופלים בכוח רב יותר וגורמים לעלייה בסיבוב הטורבינה.
התוצאה היא תוצאות רבות יותר ייצור חשמל. באופן דומה, אם קצב הזרמת המים הוא יותר, נוצר הספק גבוה מכיוון שכמות המים הנופלים היא גבוהה יותר וקצב המים תלוי ביכולות הנהר כגון מים ענקיים או יותר מים הזורמים בנהרות גדולים יותר.
חלקים / רכיבים של תחנת כוח הידרואלקטרית
בניית תחנות כוח הידרואלקטריות זקוקה בעלות התחלתית גבוהה לבניית סכר, מאגרים ובית כוח. אך ברגע שהוא מתחיל צריך פחות דמי תחזוקה בהשוואה למפעלי דלק.
חלק מהחלקים או המרכיבים העיקריים של מפעלי הידרו מתוארים להלן.
סֶכֶר :
סֶכֶר
אלה המבנים הבנויים על נהרות כדי לעצור את זרימת המים ולאגירת המים במאגר. סכר אוסף ומאגר את המים בעונות גשמים ומאפשר הפעלה מתמשכת של הצמח גם בעונות הקיץ. זה מרים את ראש המים כך שגובה המים הנופלים עולה.
צריכת שערים או בקרתם :
אלה משמשים לשחרור או לעצירת המים מהסכר. מים מהמאגר משוחררים דרך שערים אלה ליחידת הטורבינה. מים מקבלים פוטנציאל כמו גם אנרגיות קינטיות בזמן שהם זורמים דרך שערי בקרה.
פנסטוק :
עטים
זה עוזר להגביר את מהירות המים בקצב גבוה יותר להנעת טורבינות. מדובר בצינורות ארוכים המובילים את המים מהמאגר לבית הטורבינה.
טורבינות מים:
טורבינת מים
האנרגיה הפוטנציאלית והקינטית של מים מהמאגר המוזנים על ידי הידרו טורבינה מומרת לתנועה סיבובית. כאשר מים פוגעים בלהבי הטורבינה, הם מתחילים להסתובב לכיוון כוח המים נטו.
סוגים שונים של טורבינות כוללים טורבינות גלגלים קפלן, פרנסיס ופלטון. טורבינת פרנסיס היא הטורבינה הנפוצה ביותר בה משתמשים במפעלי הידרו שונים. סוג הטורבינה תלוי בראש או בכמות המים ובקיבולת של ייצור החשמל.
גנרטורים:
אלה נקראים גם אלטרנטורים כאשר פיר הרוטור מצויד עם פיר הטורבינה. לכן בזמן שהטורבינה מסתובבת, היא גורמת ל סובב את הגנרטור פיר. סיבוב זה מייצר את הכוח החשמלי המועבר עוד יותר לתחנות המשנה באמצעות קווי העברה.
סוגי צמחי הידרו
תחנות כוח הידרואלקטריות מסווגות לשלושה סוגים בסיסיים על פי אופן פעולתן. אלה יצירת שיטות הם מפעלים לאחסון נהר, אחסון ושאיבה ומוסברים בקצרה להלן.
מפעלים הידרו של נהר
זה נקרא גם סוג הסחה של צמח. בכך, חלק מהמים מועברים לתעלות מהנהר. צמחים מסוג זה עשויים שלא לדרוש סכר לאגירת מים. העיצוב והמראה של צמחים אלה שונים ממפעלים הידרואלקטריים קונבנציונליים. אלה משמשים כדי לספק את הכוח לעומס הבסיס.
הפעלת מפעל הידרו בנהר
צמחים אלה משתמשים בבריכת מים קטנה בשם Forebay כדי לעמוד בעומסים המיידיים למשך פחות תקופות. פורביי מווסת את זרימת המים ליחידת הטורבינה כך שגם הכוח שנוצר הוא מגוון. זה מקטין את הצורך בבניית מאגרים גדולים לראשי מים גבוהים או לגל של מים, כך שהעלות הראשונית מופחתת לעומת מפעלי אחסון.
מפעלי הידרו לאחסון
זהו הסוג הנפוץ ביותר של מפעל הידרו המחייב סכר לאגירת המים במאגר. סכר מאפשר הגדלת הראש וכן את מהירות המים.
אכסניות מביאות מים מהסכר ליחידת הטורבינה ולכן הכוח שנוצר תלוי באספקת מים מהמאגר. אלה משמשים כבסיס וכן כצמחי עומס שיא. ההספק הנקי שנוצר הוא יותר מההפעלה של צמחי נהר.
מפעלי אחסון שאובים
בכך, סידור המשאבה הטורבינה והפוך מחליף את המים בין הראש (מאגר עליון) לבין מאגרי הזנב. במקרה של חשמל נמוך, מוזרמים מים מבוקשים לבריכת הזנב לבריכה הראשית על ידי מכונות הידראוליות. זה נעשה על ידי ניצול הכוח שנוצר ממפעלי דלק.
מפעל אחסון שאוב
בשעות העומס או בעומסים, מים משוחררים חזרה מבריכת הראש לבריכת הזנב דרך מכלאות. היעילות האנרגטית של מפעלים אלה נעה בין 70 ל -80%. בשל עומס השיא המספק כוח בעלות נמוכה, ההכנסות גדלות.
יתרונות תחנות כוח הידרואלקטריות
• עלות תפעולית נמוכה : לאחר בניית הסכר, מייצרים חשמל בקצב קבוע מכיוון שאין צורך בדלק.
• אין זיהום: תחנת אנרגיה הידרואלקטרית אינה מייצרת פסולת או גזי חממה מזיקים ובכך זיהום האטמוספירה הוא פחות בהשוואה למפעלים תרמיים וגרעיניים.
• כוח חסכוני : חשמל נוצר באנרגיה מתחדשת, ולכן לא נדרש עלות דלק בזמן ייצורו. זה הופך את העלות הנמוכה של חשמל בהשוואה למחירי העלייה של דלקים מאובנים.
• אגירת מים: בניית צמחים זו מאפשרת גם מים לצורכי השקיה ומפחיתה את השיטפונות, הבצורת על ידי אגירת המים. זה מאוד שימושי מכיוון שהוא מתגבר על בזבוז מיותר של מים.
אני מקווה שהבנתם היטב את הידע הבסיסי אודות אנרגיה הידרואלקטרית ועבודתה. יתר על כן, כל שאלה לגבי פרויקטים חשמליים ואלקטרוניים, אנא כתוב את הצעותיך והערותיך לגבי מאמר זה בסעיף ההערות שלהלן. וענה על שאלה זו אם אתה מעוניין - בהתבסס על יכולת הסיווג של תחנות הידרו?
נקודות זיכוי:
סכר על נהר ליד ויקימדיה
עטים על ידי ויקימדיה
בניית טורבינות מים על ידי שלג הידרו
הפעלת צמחי נהר על ידי ויקימדיה
מפעל אחסון שאוב על ידי מס ערך מוסף
