HE: princip rada, shema, oprema, snaga

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Gotovo svi zamišljaju svrhu hidroelektrana, ali samo rijetki istinski razumiju princip rada hidroelektrana. Glavna misterija za ljude je kako cijela ova ogromna brana proizvodi električnu energiju bez ikakvog goriva. Hajde da pričamo o tome.

Šta je hidroelektrana?

Hidroelektrana je složen kompleks koji se sastoji od različitih struktura i posebne opreme. Hidroelektrane se grade na rijekama, gdje postoji stalan protok vode za punjenje brane i akumulacije. Slične građevine (brane) nastale tokom izgradnje hidroelektrane neophodne su za koncentrisanje stalnog protoka vode, koja se pomoću posebne opreme za hidroelektrane pretvara u električnu energiju.

Napominjemo da izbor mjesta za izgradnju igra važnu ulogu u smislu efikasnosti HE. Potrebna su dva uslova: zagarantovana neiscrpna zaliha vode i visok nagib rijeke.

Princip rada HE

Rad hidroelektrane je prilično jednostavan. Postavljene hidraulične konstrukcijeobezbjeđuju stabilan pritisak vode koji ulazi u lopatice turbine. Pritisak pokreće turbinu, zbog čega rotira generatore. Potonji proizvode električnu energiju, koja se zatim isporučuje potrošaču preko visokonaponskih dalekovoda.

Glavna poteškoća takve strukture je osigurati konstantan pritisak vode, što se postiže izgradnjom brane. Zahvaljujući njemu, velika količina vode je koncentrisana na jednom mjestu. U nekim slučajevima se koristi prirodni tok vode, a ponekad se brana i skretanje (prirodni tok) koriste zajedno.

U samoj zgradi nalazi se oprema za hidroelektranu, čiji je glavni zadatak pretvaranje mehaničke energije kretanja vode u električnu energiju. Ovaj zadatak je dodijeljen generatoru. Dodatna oprema se takođe koristi za kontrolu rada stanice, razvodnih uređaja i trafo stanica.

Slika ispod prikazuje šematski dijagram HE.

Kao što vidite, tok vode rotira turbinu generatora, koja generiše energiju, isporučuje je transformatoru na konverziju, nakon čega se putem dalekovoda transportuje do snabdevača.

Snaga

Postoje različite hidroelektrane koje se mogu podijeliti prema proizvedenoj snazi:

1. Veoma moćan - preko 25 MW.
2. Srednji – do 25 MW.
3. Mali - sa proizvodnjom do 5 MW.

Snaga hidroelektrane zavisi prvenstveno od protoka vode i efikasnosti samog generatora koji se na njoj koristi. Ali čak i najvišeefikasna instalacija neće moći proizvesti velike količine električne energije sa slabim pritiskom vode. Također je vrijedno uzeti u obzir da snaga hidroelektrane nije konstantna. Zbog prirodnih uzroka, nivo vode u brani može se povećati ili smanjiti. Sve ovo utiče na količinu proizvedene električne energije.

Uloga brane

Najsloženiji, najveći i općenito glavni element bilo koje hidroelektrane je brana. Nemoguće je razumjeti šta je hidroelektrana bez razumijevanja suštine rada brane. To su ogromni mostovi koji zadržavaju protok vode. Ovisno o dizajnu, mogu se razlikovati: postoje gravitacijske, lučne i druge strukture, ali njihov cilj je uvijek isti - zadržati veliku količinu vode. Zahvaljujući brani, moguće je koncentrirati stabilan i snažan tok vode, usmjeravajući ga na lopatice turbine koja rotira generator. On zauzvrat proizvodi električnu energiju.

Tehnologija

Kao što već znamo, princip rada hidroelektrane zasniva se na korištenju mehaničke energije padajuće vode, koja se kasnije pretvara u električnu energiju uz pomoć turbine i generatora. Same turbine se mogu ugraditi ili u branu ili blizu nje. U nekim slučajevima se koristi cevovod kroz koji voda ispod nivoa brane prolazi pod visokim pritiskom.

Postoji nekoliko indikatora snage bilo koje hidroelektrane: protok vode i hidrostatička glava. Posljednji indikator je određen visinskom razlikom između početne i krajnje točke.slobodan pad vode. Prilikom kreiranja dizajna stanice, cijeli dizajn se zasniva na jednom od ovih indikatora.

Danas poznate tehnologije za proizvodnju električne energije omogućavaju postizanje visoke efikasnosti pri pretvaranju mehaničke energije u električnu. Ponekad je nekoliko puta veći od termoelektrana. Ovako visoka efikasnost se postiže zahvaljujući opremi koja se koristi u hidroelektrani. Pouzdan je i relativno jednostavan za upotrebu. Osim toga, zbog nedostatka goriva i oslobađanja velike količine toplinske energije, vijek trajanja takve opreme je prilično dug. Kvarovi su ovdje izuzetno rijetki. Vjeruje se da je minimalni vijek trajanja generatorskih setova i konstrukcija općenito oko 50 godina. Iako zapravo i danas prilično uspješno funkcionišu hidroelektrane izgrađene tridesetih godina prošlog stoljeća.

ruske hidroelektrane

Danas u Rusiji radi oko 100 hidroelektrana. Naravno, njihov kapacitet je različit, a većina njih su stanice instalisane snage do 10 MW. Postoje i stanice kao što su Pirogovskaya ili Akulovskaya, koje su puštene u rad 1937. godine, a njihov kapacitet je samo 0,28 MW.

Najveće su HE Sayano-Shushenskaya i Krasnoyarsk sa kapacitetom od 6400 i 6000 MW, respektivno. Slijede stanice:

1. Bratskaya (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HE (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Uprkos ogromnom broju ovakvih elektrana, one proizvode samo 47.700 MW, što je jednako 20% ukupne količine energije proizvedene u Rusiji.

Na zatvaranju

Sada razumete princip rada hidroelektrana, koje pretvaraju mehaničku energiju toka vode u električnu energiju. Unatoč prilično jednostavnoj ideji dobivanja energije, kompleks opreme i novih tehnologija čine takve strukture složenim. Međutim, u poređenju sa nuklearnim elektranama, one su zaista primitivne.