Jako největší obnovitelný zdroj energie představuje vodní energie 22 procent světové elektřiny a vyrábí více energie než jiné obnovitelné zdroje, jako je solární energetické systémy , vítr, geotermální zdroje.
Jsou to druhé největší elektrárny po elektrárnách na palivo. Vodní elektrárna je konstruována pro výrobu elektrické energie pro základní nebo špičkové zatížení a v některých případech nese obě zatížení.
Tyto elektrárny poskytují spolehlivou elektřinu díky široké škále charakteristik, jako je schopnost sledování zátěže, dodávka špičkového zatížení, rychlejší provoz od začátku atd.
Práce vodní elektrárny
Vodní energie se vyrábí z vody tekoucí z řek nebo z některých umělých staveb, ve kterých je voda k dispozici nebo skladována. Vodní elektrárny zahrnují nádrž s přehradou, štolou, turbínou, generátor a přenosová vedení.
V blízkosti jezera nebo velké řeky je postavena přehrada, která slouží k ukládání vody do nádrže. Přehrada zadržuje vodu a zvyšuje tlak vody na spodní úrovni. Je konstruován ve vyšších výškách pro zvýšení průtoku.
provozování vodní elektrárny
Voda z nádrží je odváděna přes šoupátka, které jsou obrovskými tunely pro dopravu vody. V těchto zařízeních se pád vody používá k roztočení hřídele motoru.
Když je voda přiváděna ze zásobníku tunely na lopatkách turbíny, začne se turbína otáčet ve směru vodní síly. Protože je tato turbína spojena s hřídelí alternátoru, elektrická energie je produkován alternátorem.
Zde se kinetická energie tekoucí vody převádí na elektřinu, která se dále přenáší do rozvoden prostřednictvím přenosových vedení, jak je znázorněno na výše uvedeném obrázku.
Množství elektřiny závisí na dvou faktorech, které jsou
1. Hlava vody
2. Rychlost průtoku vody při vypouštění vody
Hlava vody označuje vzdálenost mezi vodní hladinou a povrchem turbíny a závisí na dostupné vodě v nádrži a velikosti nádrže. Pokud je hlava více, voda z větší výšky klesá s větší silou, což způsobuje zvýšení otáčení turbíny.
Výsledkem je více výsledků ve více výroba elektřiny. Podobně, pokud je rychlost vypouštění vody větší, generuje se vysoký výkon, protože množství padající vody je větší a rychlost vody závisí na kapacitách řek, jako je velká voda nebo více vody tekoucí ve větších řekách.
Díly / součásti vodní elektrárny
Stavba vodní elektrárny vyžaduje vysoké počáteční náklady na vybudování přehrady, nádrží a elektrárny. Jakmile je však spuštěn, vyžaduje méně poplatků za údržbu ve srovnání se zařízeními na palivo.
Některé z hlavních částí nebo komponentů vodních elektráren jsou popsány níže.
Přehrada :
Přehrada
Jedná se o stavby postavené na řekách, které zastavují tok vody a ukládají vodu v nádrži. Přehrada shromažďuje a uchovává vodu v období dešťů a umožňuje nepřetržitý provoz zařízení i během letních období. Zvyšuje hladinu vody, takže se zvyšuje výška padající vody.
Sací nebo kontrolní brány :
Používají se k uvolnění nebo zastavení vody z přehrady. Voda z nádrže se uvolňuje přes tyto brány do turbínové jednotky. Voda získává potencionální i kinetickou energii, zatímco protéká řídicími branami.
Koryto stavidla :
Šoupátka
Pomáhá zvyšovat rychlost vody vyšší rychlostí pro pohon turbín. Jedná se o dlouhé trubky, které odvádějí vodu z nádrže do turbínové komory.
Vodní turbíny:
vodní turbína
Potenciální a kinetická energie vody ze zásobníku přiváděného do vodní turbíny se převádí na rotační pohyb. Když voda narazí na lopatky turbíny, začne se otáčet ve směru čisté síly vody.
Mezi různé typy turbín patří turbíny s Kaplanovým, Francisovým a Peltonovým kolem. Francisova turbína je nejběžnější turbína používaná v různých vodních elektrárnách. Typ turbíny závisí na dopravní výšce nebo množství vody a kapacitě výroby elektrické energie.
Generátory:
Nazývají se také alternátory, kde je hřídel rotoru spojen s hřídelem turbíny. Proto, zatímco se turbína otáčí, způsobuje to otočit generátor hřídel. Tato rotace generuje elektrickou energii, která se dále přenáší do rozvoden prostřednictvím přenosových vedení.
Druhy vodních rostlin
Vodní elektrárny jsou rozděleny do tří základních typů podle způsobu jejich provozu. Tyto generující metody jsou Run-of-River, skladovací a přečerpávací zařízení a jsou stručně vysvětleny níže.
Run-of-River vodní elektrárny
Také se tomu říká druh odklonu rostliny. V tomto je část vody odkloněna do kanálů z řeky. Tyto druhy rostlin nemusí vyžadovat přehradu pro skladování vody. Konstrukce a vzhled těchto elektráren se liší od konvenčních vodních elektráren. Používají se k napájení základního zatížení.
Provoz říční vodní elektrárny
Tyto rostliny používají malý vodní jezírko zvané Forebay, aby uspokojily okamžité zatížení po kratší dobu. Forebay reguluje průtok vody do turbínové jednotky, takže se také mění čistý generovaný výkon. Snižuje potřebu výstavby velkých nádrží pro vysoký spád nebo nápor vody, takže počáteční náklady jsou sníženy ve srovnání se skladovacími zařízeními.
Skladovací vodní elektrárny
Jedná se o nejběžnější typ vodní elektrárny, která vyžaduje přehradu pro skladování vody v nádrži. Přehrada usnadňuje zvýšení hlavy i rychlosti vody.
Uzávěry přivádějí vodu z přehrady do turbínové jednotky, takže generovaná energie závisí na dodávce vody z nádrže. Ty se používají jako základny i jako zařízení pro špičkové zatížení. Čistá vyrobená energie je více než běh říčních rostlin.
Přečerpávací zařízení
V tomto uspořádání reverzibilní čerpadlo-turbína a rozvaděč mění vodu mezi hlavou (horní nádrž) a ocasními nádržemi. V případě nízké elektřiny je požadovaná voda čerpána hydraulickými stroji do ocasního rybníka do horního rybníka. Toho se dosahuje využitím energie, která je generována ze zařízení na palivo.
Přečerpávací zařízení
Během špiček nebo zatížení se voda uvolňuje zpět z horního rybníka do ocasního rybníka pomocí šoupátek. Energetická účinnost těchto zařízení se pohybuje od 70 do 80%. Díky špičkové zátěži dodávající energii při nízkých nákladech se zvyšuje příjem.
Výhody vodních elektráren
• Nízké provozní náklady : Jakmile je přehrada postavena, elektřina se vyrábí konstantní rychlostí, protože není zapotřebí žádné palivo.
• Žádné znečištění: Vodní elektrárna neprodukuje žádné škodlivé odpady ani skleníkové plyny, takže znečištění atmosféry je menší ve srovnání s tepelnými a jadernými elektrárnami.
• Ekonomická síla : energie se vyrábí z obnovitelné energie, takže při její výrobě nejsou nutné žádné náklady na palivo. Díky tomu jsou nízké náklady na elektřinu ve srovnání s turistickými cenami fosilních paliv.
• Skladování vody: Konstrukce této rostliny také usnadňuje vodu pro zavlažovací účely a omezuje povodně a sucha tím, že vodu zadržuje. To je velmi užitečné, protože překonává zbytečné plýtvání vodou.
Doufám, že jste jasně porozuměli základním znalostem o vodní energii a jejím fungování. V případě jakýchkoli dotazů týkajících se elektrických a elektronických projektů prosím napište své návrhy a komentáře k tomuto článku v sekci komentářů níže. A pokud máte zájem, odpovězte na tuto otázku - Podle kapacity jsou vodní elektrárny klasifikovány?
Fotografické kredity:
Přehrada na řece wikimedia
Šoupátka od wikimedia
Stavba vodní turbíny od snowyhydro
Závodné rostliny od wikimedia
Přečerpávací zařízení od káď
