Hidro

Pengenalan ringkas

Kuasa hidroelektrik menggunakan tenaga potensi sungai, tasik, dan sungai dan tasik lain untuk menukar tenaga potensi yang terkandung di dalamnya ke dalam tenaga kinetik turbin, dan kemudian menggunakan turbin hidro sebagai daya pemacu untuk mempromosikan penjana untuk menjana tenaga elektrik. Jika mesin lain (penjana) disambungkan ke turbin air, elektrik boleh dijana apabila turbin air berputar, dan tenaga mekanikal ditukar kepada tenaga elektrik. Dalam erti kata lain, kuasa hidro ialah proses menukarkan tenaga berpotensi air kepada tenaga mekanikal dan kemudian kepada tenaga elektrik. Oleh kerana voltan kuasa yang dipancarkan oleh loji kuasa hidroelektrik rendah, untuk dihantar kepada pengguna pada jarak yang jauh, voltan mesti ditingkatkan melalui transformer, dan kemudian diangkut ke garisan pencawang di kawasan kepekatan pengguna oleh talian penghantaran rak kosong, dan akhirnya dikurangkan kepada voltan yang sesuai untuk pengguna isi rumah dan peralatan kuasa kilang, dan dihantar ke setiap kilang dan rumah oleh talian pengedaran.

Prinsip

Bagaimana hidro berfungsi? Keseluruhan proses animasi menunjukkan keseluruhan proses, dan tahun keraguan diselesaikan

Prinsip asas penjanaan kuasa hidro adalah untuk menggunakan penurunan paras air untuk menjana elektrik dengan penjana turbin hidro, iaitu, untuk menggunakan tenaga berpotensi air untuk ditukar kepada tenaga mekanikal turbin air, dan kemudian menggunakan tenaga mekanikal untuk mendorong penjana untuk mendapatkan elektrik. Para saintis telah menggunakan keadaan semulajadi penurunan paras air untuk menggunakan kejuruteraan cecair dan fizik mekanikal secara berkesan untuk mencapai penjanaan kuasa tertinggi dan menyediakan orang dengan elektrik yang murah dan bebas pencemaran.

Walaupun air peringkat rendah diedarkan di seluruh bumi dengan menyerap cahaya matahari, sekali gus mengembalikan sumber air peringkat tinggi.

Pada tahun 1882, penggunaan pertama yang direkodkan kuasa hidroelektrik adalah di Wisconsin, Amerika Syarikat. Hari ini, skala penjanaan kuasa hidro terdiri daripada berpuluh-puluh watt yang digunakan di luar bandar dunia ketiga kepada berjuta-juta watt untuk bekalan kuasa di bandar-bandar besar.

Kelas

Menurut pengelasan titisan pekat, terdapat: loji hidro embankment, loji hidro pemesongan, loji hidro hibrid, loji-loji hidro air pasang surut dan loji-loji janakuasa simpanan dipam.

Menurut tahap peraturan air larian, terdapat: loji-loji hidro yang tidak dikawal selia dan loji-loji hidro yang dikawal selia.

Menurut jenis sumber air, ia biasanya dipanggil stesen hidro konvensional, iaitu menggunakan sungai semulajadi, tasik dan sumber air lain untuk menjana elektrik.

Mengikut saiz kepala air yang digunakan oleh stesen kuasa hidro, ia boleh dibahagikan kepada kepala tinggi (lebih daripada 70 meter), kepala sederhana (15-70 meter) dan kepala rendah (kurang daripada 15 meter) stesen kuasa hidro.

Menurut kapasiti yang dipasang stesen kuasa hidro, mereka boleh dibahagikan kepada stesen kuasa hidro besar, sederhana dan kecil. Secara amnya, kapasiti yang dipasang kurang daripada 5,000kW dipanggil stesen kuasa hidro kecil, mereka yang mempunyai kapasiti yang dipasang 5,000 hingga 100,000kW dipanggil stesen kuasa hidro bersaiz sederhana, dan mereka yang mempunyai kapasiti yang dipasang 100,000kW atau lebih dipanggil stesen kuasa hidro besar atau stesen kuasa hidro raksasa.

Proses

Apabila unit perlu berjalan untuk menjana elektrik, buka injap utama (mirip dengan fungsi keran di rumah), dan kemudian buka sayap panduan (pintu air kecil yang sebenarnya mengawal kuasa output) untuk membuat air memberi kesan kepada turbin. Sekiranya anda ingin melaraskan output set penjana, anda boleh melaraskan pembukaan sayap panduan untuk meningkatkan atau mengurangkan jumlah air untuk mencapainya, dan air selepas penjanaan kuasa kembali ke sungai melalui saluran ekor untuk membekalkan air hilir.

Kelebihan

Air

Tenaga hidro merupakan sumber tenaga bersih yang tidak boleh habis, tidak boleh habis dan boleh diperbaharui. Walau bagaimanapun, untuk menggunakan tenaga air semulajadi dengan berkesan, perlu membina bangunan hidraulik secara manual yang boleh menumpukan titisan air dan mengawal aliran, seperti empangan, paip pengalihan dan liang. Oleh itu, pelaburan projek besar dan tempoh pembinaan panjang. Walau bagaimanapun, penjanaan kuasa hidro mempunyai kecekapan tinggi, kos penjanaan kuasa yang rendah, permulaan unit yang cepat, dan pelarasan yang mudah. Oleh kerana penggunaan aliran air semulajadi, ia sangat terjejas oleh keadaan semula jadi. Tenaga hidro sering merupakan bahagian penting dalam penggunaan sumber air yang komprehensif, dan bersama-sama dengan perkapalan, akuakultur, pengairan, kawalan banjir dan pelancongan, ia membentuk sistem penggunaan sumber air yang komprehensif.

Menjana elektrik

Tenaga hidro merupakan sumber tenaga boleh diperbaharui dengan kesan alam sekitar yang rendah. Sebagai tambahan kepada menyediakan elektrik yang murah, ia juga mempunyai kelebihan berikut: kawalan banjir, air pengairan, navigasi sungai yang lebih baik, dan pengangkutan yang lebih baik, bekalan elektrik dan ekonomi di kawasan itu, terutamanya pelancongan dan akuakultur. Pelan pembangunan komprehensif Sungai Tennessee di Amerika Syarikat adalah projek pemuliharaan air berskala besar yang pertama, memacu pembangunan ekonomi secara keseluruhan.

Shortcoming

Gambaran keseluruhan umum

1. Oleh kerana batasan rupa bumi, tidak mungkin untuk membina kapasiti yang terlalu besar. Kapasiti unit adalah kira-kira 300MW.

2. Tempoh pembinaan kilang adalah panjang dan kos pembinaan adalah tinggi.

3. Kerana ia terletak di sungai semulajadi atau tasik, ia terdedah kepada bencana feng shui, yang mempengaruhi usaha pemuliharaan air yang lain. Output kuasa terdedah kepada kemarau cuaca dan hujan.

4. Ia tidak mudah untuk meningkatkan kapasiti selepas kilang dibina.

5. Ekologi kerosakan: dipertingkatkan hakisan aliran air di bawah empangan, perubahan dalam sungai dan kesannya terhadap haiwan dan tumbuh-tumbuhan, dan sebagainya.

6. Damming diperlukan untuk berhijrah, dan sebagainya, dan pelaburan dalam pembinaan infrastruktur adalah besar.

7. Tanah aluviam subur hilir dikurangkan oleh hakisan.

Kesan ekologi

Empangan besar yang membanjiri pelbagai kawasan hulu boleh memusnahkan biodiversiti, tanah rendah produktif, hutan lembah sungai, tanah lembap dan padang rumput, dan takungan yang dibina untuk kuasa hidro boleh menyebabkan pempecahan habitat di kawasan sekitar dan memburukkan hakisan tanah.

Projek kuasa hidro memberi kesan kepada ekosistem akuatik hulu dan hilir kawasan sekitarnya. Sebagai contoh, kajian telah menunjukkan bahawa empangan di sepanjang pantai Atlantik dan Pasifik di Amerika Utara mengurangkan populasi salmon yang perlu pemijahan hulu kerana empangan menghalang ikan ini daripada pemijahan hulu di kawasan pembiakan. Walaupun tangga ikan dipasang di empangan terbesar di habitat salmon, ini tidak dielakkan. Ikan salmon muda juga mengalami kerosakan kerana mereka perlu melalui turbin di stesen janakuasa ketika mereka bermigrasi ke laut. Untuk melindungi ikan-ikan ini, beberapa bahagian Amerika Syarikat mengangkut ikan salmon kecil ke hilir dengan kapal layar pada bahagian-bahagian tahun. Dalam kes-kes yang luar biasa, beberapa empangan, seperti Empangan Marmot, telah dikeluarkan kerana kesan mereka terhadap ikan. Bagaimana untuk merekabentuk penjana turbin yang menyebabkan kerosakan yang kurang kepada kehidupan akuatik adalah kawasan penyelidikan yang aktif. Beberapa langkah mitigasi, seperti tangga ikan, telah menjadi keperluan untuk kelulusan projek baru dan semakan semula projek sedia ada di beberapa negara.

Sebagai contoh, pembinaan projek pemuliharaan air berskala besar di Lembah Sungai Yangtze telah menjejaskan laluan migrasi dan tempat pembiakan ikan sturgeon Cina, menyebabkan penduduknya menurun dengan mendadak dan dalam bahaya kepupusan.

Kesan alam sekitar

Kesan-kesan alam sekitar hidro GenerationEnvironmental kesan penjanaan hidro GenerationEnvironmental penjanaan hidro

1. Geografi: takungan besar boleh menyebabkan aktiviti permukaan dan juga menyebabkan gempa bumi. Di samping itu, ia juga akan menyebabkan perubahan hidrologi di dalam lembah, seperti penurunan paras air hilir atau penurunan sedimen dari hulu. Selepas selesai takungan, disebabkan penyejatan yang besar, iklim sejuk dan stabil, dan hujan dikurangkan.

2. Aspek biologi: Bagi haiwan darat, selepas tamatnya takungan, sebilangan besar haiwan liar dan tumbuhan boleh tenggelam dan dibunuh, atau bahkan pupus sepenuhnya. Bagi haiwan akuatik, selepas tamatnya takungan, disebabkan oleh perubahan dalam persekitaran ekologi hulu, ikan akan terjejas, menyebabkan kepupusan atau pengurangan populasi.

Pada masa yang sama, disebabkan oleh pengembangan kawasan air hulu, habitat organisma tertentu (seperti siput) telah meningkat, mewujudkan syarat-syarat untuk penyebaran beberapa penyakit serantau seperti schistosomiasis.

3. Sifat fizikal dan kimia: Air yang mengalir masuk dan keluar dari takungan berubah dari segi sifat fizikal dan kimia seperti warna dan bau, dan ketumpatan, suhu, dan juga kelarutan setiap lapisan air di dalam takungan adalah berbeza. Suhu air air air dalam rendah, dan bahan organik di bahagian bawah takungan sedimen tidak boleh dioksidasi sepenuhnya dalam penguraian anaerobik, dan kandungan karbon dioksida badan air meningkat dengan ketara.

Mengelaskan

Menurut sifat sumber air, mereka boleh dibahagikan kepada: stesen hidro konvensional, iaitu menggunakan sungai semulajadi, tasik dan sumber air lain untuk menjana elektrik.

Stesen kuasa simpanan yang dipam menggunakan elektrik yang berlebihan di palung beban grid kuasa untuk mengepam air dari takungan yang lebih rendah ke tempat yang tinggi untuk penyimpanan, melepaskan air untuk menjana elektrik apabila beban grid berada di puncaknya, dan mengumpul air ekor di takungan yang lebih rendah.

Menurut cara membangunkan kepala air stesen hidro, ia boleh dibahagikan kepada:

Terdapat tiga jenis asas: stesen hidro empangan, projek lencongan hidro stesen dan stesen hidro hibrid.

Mengikut saiz kepala air yang digunakan oleh stesen hidro, ia boleh dibahagikan kepada:

Kepala tinggi (di atas 70 meter), kepala sederhana (15-70 meter) dan stesen hidro kepala rendah (kurang daripada 15 meter).

Mengikut saiz kapasiti stesen hidro yang dipasang, ia boleh dibahagikan kepada:

stesen kuasa hidro besar, sederhana dan kecil. Secara amnya, stesen janakuasa hidro kecil dengan kapasiti yang dipasang kurang daripada 5 000 kW, stesen janakuasa hidro bersaiz sederhana dengan 5 000 hingga 100,000 kW atau lebih, dan stesen janakuasa hidro besar dengan kapasiti 100,000 kW atau lebih merupakan stesen janakuasa hidro besar atau mega.

Evolusi

Pada tahun 1878, Perancis telah membina stesen kuasa hidroelektrik pertama di dunia. Stesen kuasa hidroelektrik pertama di Amerika dibina di Sungai Fox di Appleton, Wisconsin, Amerika Syarikat, yang terdiri daripada dua penjana DC yang didorong oleh roda air, dengan kapasiti dipasang 25kW, dan dijana pada 30 September 1882. Stesen janakuasa hidroelektrik komersial pertama di Eropah ialah stesen janakuasa hidroelektrik Tevoli di Itali, dibina pada tahun 1885 dengan kapasiti yang dipasang 65kW. Sejak tahun 90-an abad ke-19, kuasa hidro telah dihargai di banyak negara di Amerika Utara dan Eropah, dan beberapa stesen kuasa hidro berpuluh-puluh hingga beribu-ribu kilowatt telah dibina menggunakan medan yang sangat baik seperti sungai yang bergolak, air yang jatuh, dan air terjun di kawasan pergunungan. Pada tahun 1895, sebuah stesen kuasa hidroelektrik yang digerakkan oleh turbin besar 3750kW dibina di Air Terjun Niagara di Amerika Syarikat. Sempadan Kanada.. Selepas memasuki abad ke-20, disebabkan oleh pembangunan teknologi penghantaran jarak jauh, sumber hidraulik di kawasan terpencil secara beransur-ansur dibangunkan dan digunakan, dan kuasa dibekalkan ke bandar-bandar dan pusat kuasa. Sejak tahun 30-an, kelajuan dan skala pembinaan kuasa hidro telah berkembang lebih cepat dan lebih besar, dan disebabkan oleh kemajuan sains dan teknologi seperti bangunan empangan, jentera, dan elektrik, ia telah mungkin untuk membina pelbagai jenis dan skala projek kuasa hidro di bawah keadaan semula jadi yang sangat kompleks. Sumber kuasa hidro yang boleh dieksploitasi di dunia adalah kira-kira 2.261 bilion kW, yang tidak sama rata dan tahap eksploitasi berbeza-beza dari satu negara ke negara lain.

China merupakan negara yang mempunyai sumber kuasa hidro terkaya di dunia, dengan kapasiti yang boleh dibangunkan kira-kira 378 juta kW. Stesen kuasa hidro pertama di tanah besar China ialah Stesen Kuasa Hidro Shilongba (lihat peta warna) yang dibina di Sungai Mantis di Wilayah Yunnan, yang dibina pada Julai 1910 dan menjana elektrik pada tahun 1912, dengan kapasiti dipasang 480kW pada masa itu, dan kemudian dibina semula dan diperluaskan secara berperingkat, akhirnya mencapai 6000kW. Sebelum penubuhan Republik Rakyat China pada tahun 1949, terdapat 42 stesen janakuasa hidro yang dibina dan dibina sebahagiannya di seluruh negara, dengan jumlah kapasiti yang dipasang sebanyak 360,000 kW, dan penjanaan kuasa tahunan ialah 1.2 bilion kW · j (tidak termasuk Taiwan). Selepas 1950, pembinaan kuasa hidro telah berkembang pesat, dengan stesen kuasa hidro tunggal dengan kapasiti dipasang lebih daripada 250,000 kW sebagai besar, antara 25,000 ~ 250,000 kW sebagai sederhana, dan di bawah 25,000 kW sebagai kecil. Yang terbesar ialah Empangan Tiga Gorge di Sungai Yangtze. Sejumlah besar stesen kuasa hidro bersaiz sederhana telah dibina di beberapa sungai, sebahagiannya juga disambungkan secara siri sebagai air terjun. Di samping itu, sebilangan besar stesen janakuasa hidro kecil telah dibina di beberapa sungai dan parit bersaiz kecil dan sederhana. Pada akhir 1987, kapasiti yang dipasang kuasa hidro di China ialah 30.19 juta kW (tidak termasuk stesen kuasa hidro kecil di bawah 500kW), dan jumlah kapasiti yang dipasang stesen kuasa hidro kecil adalah 11.1 juta kW (termasuk stesen kuasa hidro kecil di bawah 500kW, lihat kuasa hidro kecil). Pada 25 Ogos 2010, projek pelaburan tunggal terbesar di Wilayah Yunnan, Stesen Tenaga Hidro Huaneng Xiaowan Unit 4 (kapasiti yang dipasang 700,000 kilowatt), secara rasmi dimasukkan ke dalam operasi untuk penjanaan kuasa, menjadi unit mercu tanda dengan kapasiti yang dipasang lebih daripada 200 juta kilowatt di China, dan jumlah kapasiti yang dipasang kuasa hidro negara kita melompat ke tempat pertama di dunia.

China adalah salah satu negara dengan sumber air terkaya di dunia, dengan kapasiti yang boleh dibangunkan 542 juta kilowatt sumber tenaga hidro dan kapasiti ekonomi yang dibangunkan 402 juta kilowatt, dan potensi pembangunan masih sangat besar.

Prospek

Di beberapa negara dengan sumber hidraulik yang melimpah tetapi pembangunan yang rendah (termasuk China), pembangunan kuasa hidro akan diutamakan mengikut keadaan tempatan pada masa akan datang. Di negara-negara dan rantau di mana tahap eksploitasi sumber kuasa hidro telah tinggi atau sumber hidraulik miskin, adalah penting untuk mengembangkan dan mengubah stesen kuasa hidro yang sedia ada, dan bilangan stesen kuasa simpanan pam yang dibina bersempena dengan pembinaan loji kuasa nuklear akan meningkat. Selain memberi tumpuan kepada pembinaan stesen janakuasa tulang belakang berskala besar di China, stesen janakuasa hidro bersaiz kecil dan sederhana akan menerima perhatian lebih lanjut kerana tempoh pembinaan yang pendek, kesan cepat dan kesan yang rendah ke atas alam sekitar. Dengan pembaharuan sistem harga elektrik, faedah ekonomi penjanaan kuasa hidro boleh lebih sesuai mencerminkan dan dinilai, yang kondusif untuk menyerap pelaburan dan mempercepat pembinaan kuasa hidro. Dalam kerja-kerja awal pembinaan kuasa hidro, teknologi tinjauan baru seperti pengesan jauh, telemetri, penerokaan geofizik, komputer, dan reka bentuk bantuan komputer akan dibangunkan dan dipopularkan. Banjir, sedimen, penghijrahan takungan, perlindungan alam sekitar dan isu-isu lain akan dikendalikan dengan lebih baik; automasi dan telemobilization stesen kuasa hidro juga akan diperbaiki dan dipromosikan; Pembangunan jarak jauh, voltan ultra-tinggi, bahan superconducting dan teknologi penghantaran lain akan membantu mempercepatkan pembangunan sumber kuasa hidro yang melimpah di barat China dan menghantar elektrik ke kawasan pantai timur.

Dengan pelaksanaan dasar "pemuliharaan tenaga dan pengurangan pelepasan" kebangsaan, pengurangan pelepasan penggantian tenaga telah menjadi pilihan praktikal China, kuasa hidro telah menjadi pilihan pertama untuk tenaga boleh diperbaharui, dan perusahaan kuasa hidro dengan kelebihan kos pada peringkat ini akan memasuki jalur pesat pembangunan pesat. Oleh itu, syarikat-syarikat kuasa hidro domestik yang sangat baik memberi lebih banyak perhatian kepada penyelidikan pasaran perindustrian, terutamanya kajian mendalam persekitaran pembangunan industri dan pembeli perindustrian. Oleh kerana ini, sebilangan besar syarikat kuasa hidro domestik yang sangat baik telah meningkat dengan pesat dan secara beransur-ansur menjadi pemimpin dalam industri kuasa hidro China!

Bekas rotor turbin hidroelektrik terbesar di dunia telah diproses di kawasan Empangan Tiga Gorges dan dimuatkan dan dihantar ke Stesen Tenaga Hidro Sungai Jinsha Xiangjiaba. Setakat ini, kawasan Empangan Three Gorges mempunyai keupayaan untuk memproses rotor unit kuasa hidro terbesar di dunia.

Stesen Kuasa Hidro Xiangjiaba, yang terletak di bahagian bawah Sungai Jinsha, adalah stesen kuasa keempat terbesar di dunia, dengan kapasiti unit tunggal sebanyak 812,000 kilowatt, melebihi Tiga Gorges untuk menjadi unit kuasa hidro terbesar di dunia. Pelari yang bermula semalam, dengan diameter maksimum 10.5 meter, ketinggian 4.7 meter dan berat 406 tan, adalah komponen teras Unit 3 Stesen Kuasa Xiangjiaba, dan saiz, berat, kandungan teknikal dan kesukaran pembuatan adalah yang terbesar di dunia hari ini.

Pada tahun 2012, penjanaan kuasa hidro global meningkat sebanyak 4.3%, lebih tinggi daripada purata sejarah, dan semua pertumbuhan bersih datang dari China, menyumbang 100% daripada pertumbuhan bersih tahunan kuasa hidro global, menetapkan rekod untuk peningkatan tahunan terbesar dalam satu negara dalam helaian data. Menurut statistik domestik, pada tahun 2012, kapasiti baru yang dipasang kuasa hidro di China adalah 15.51 juta kilowatt. Menjelang akhir 2012, kapasiti terpasang penjanaan kuasa hidro mencapai 248.9 juta kilowatt (termasuk simpanan pam 20.31 juta kilowatt), menyumbang 21.7% daripada kapasiti kuasa yang dipasang negara, dan kapasiti penjanaan kuasa hidro ialah 864.1 bilion kWh, peningkatan sebanyak 29.3% tahun ke tahun, menyumbang 17.4% daripada penjanaan kuasa nasional, Peningkatan 3.2 mata peratusan berbanding tahun sebelumnya, dan pada tahun 2012, purata jam penggunaan peralatan penjanaan kuasa hidro 6,000 kilowatt dan ke atas adalah 3,555 jam, peningkatan 536 jam tahun ke tahun.

Pada 2012, penggunaan kuasa hidro China mencapai 194.8 juta tan setaraf minyak, peningkatan sebanyak 22.8 daripada tahun sebelumnya (2011) sebanyak 158.2 juta tan setaraf minyak; Pada tahun 2012, penggunaan kuasa hidro China ialah 194.8 juta tan setaraf minyak, Ia menyumbang 23.4% daripada penggunaan kuasa hidro global sebanyak 831.1 juta tan setaraf minyak, menjadikannya pengeluar / pengguna kuasa hidro terbesar di dunia dan pengeluar / pengguna kuasa hidro kedua terbesar. 206 daripada penggunaan (94.5 juta tan setaraf minyak).

Teknologi

Penyelidikan mengenai sains dan teknologi pembinaan kejuruteraan, pengeluaran dan operasi penukaran tenaga air kepada elektrik. Tenaga air yang digunakan oleh penjanaan kuasa hidro terutamanya tenaga berpotensi yang disimpan dalam badan air. Untuk menukar air kepada elektrik, pelbagai jenis stesen janakuasa hidro perlu dibina. Ia merupakan satu langkah kejuruteraan yang terdiri daripada satu siri bangunan dan peralatan. Bangunan ini terutamanya digunakan untuk menumpukan penurunan aliran air semula jadi, membentuk kepala air, dan menggunakan takungan untuk mengumpul dan mengawal aliran aliran air semula jadi. Peralatan asas ialah set penjana turbin hidro. Apabila aliran air memasuki turbin melalui bangunan pengalihan stesen kuasa hidro, turbin didorong oleh aliran air untuk berputar, supaya tenaga air ditukarkan kepada tenaga mekanikal. Turbin air memandu penjana untuk menjana elektrik, dan tenaga mekanikal ditukar kepada tenaga elektrik, yang kemudiannya dihantar kepada pengguna melalui stesen gardu dan peralatan penghantaran dan pengedaran. Tenaga air adalah sumber tenaga boleh diperbaharui dalam alam semula jadi, yang berulang kali dijana semula dengan kitaran hidrologi. Tenaga air dan bahan api fosil adalah sumber tenaga utama sumber, yang dipanggil sumber tenaga sekunder apabila ditukar kepada tenaga elektrik. Pembinaan kuasa hidro adalah pembinaan kuasa yang melengkapkan pembangunan tenaga utama dan pengeluaran tenaga sekunder pada masa yang sama, tanpa menggunakan bahan api semasa operasi, dan yuran pengurusan operasi dan kos penjanaan kuasa jauh lebih rendah daripada stesen janakuasa arang batu. Tenaga hidro tidak mengalami perubahan kimia dalam proses menukar tenaga air kepada elektrik, tidak mengeluarkan bahan berbahaya, dan mempunyai sedikit kesan ke atas alam sekitar, jadi tenaga hidro adalah sumber tenaga bersih.

Kandungan penyelidikan

Kajian semula

Sebilangan besar stesen kuasa hidro yang dibina di dunia adalah stesen kuasa hidro konvensional yang dibina menggunakan penurunan semulajadi dan kadar aliran sungai. Stesen kuasa hidro jenis ini dibahagikan kepada dua jenis: jenis limpasan dan jenis simpanan air mengikut mod penggunaan dan kapasiti pengawalseliaan aliran air semulajadi. Menurut kaedah pembangunan, ia boleh dibahagikan kepada stesen hidrojenis empangan, stesen hidro pengalihan dan stesen hidro hibrid pengalihan empangan. Stesen kuasa simpanan pam adalah stesen kuasa hidro yang telah berkembang pesat sejak tahun 60-an abad ke-20. Walau bagaimanapun, stesen kuasa pasang surut belum dibangunkan dan digunakan secara besar-besaran kerana kosnya yang tinggi. Bentuk kuasa hidro lain, seperti menggunakan tenaga gelombang untuk menjana elektrik, masih dalam peringkat penyelidikan eksperimen. (See Stesen Kuasa Hidro)

Untuk merealisasikan pelbagai jenis pembangunan kuasa hidro, adalah perlu untuk menggunakan pengetahuan hidrologi, geologi, bangunan hidraulik, jentera hidraulik, pemasangan elektrik, tinjauan pemuliharaan air, perancangan pemuliharaan air, pembinaan kejuruteraan pemuliharaan air, pengurusan pemuliharaan air, ekonomi pemuliharaan air dan operasi grid kuasa untuk mengkaji aspek-aspek berikut.

Perancangan

Penjanaan kuasa hidro merupakan sebahagian daripada sistem pembangunan, pengurusan dan penggunaan sumber air yang komprehensif. Oleh itu, apabila merancang projek kuasa hidro, adalah perlu untuk mempertimbangkan secara komprehensif keperluan penjanaan kuasa, kawalan banjir, pengairan, navigasi, kayu hanyut, bekalan air, akuakultur, pelancongan dan aspek lain dari penggunaan penuh sumber air dan perancangan komprehensif sungai, dan membuat rancangan keseluruhan untuk memenuhi sepenuhnya keperluan semua pihak yang berkaitan sebanyak mungkin untuk mencapai manfaat ekonomi negara yang terbesar. Sumber hidraulik adalah salah satu daripada sumber kuasa, dan apabila merancang kuasa, mereka juga perlu dirancang mengikut keadaan tenaga. Di kawasan yang mempunyai sumber hidraulik yang banyak, keutamaan harus diberikan kepada pembangunan kuasa hidro dan menggunakan sepenuhnya tenaga boleh diperbaharui untuk menjimatkan arang batu, minyak dan sumber lain yang berharga. Penjanaan kuasa hidro dan penjanaan kuasa terma adalah dua mod penjanaan kuasa utama hari ini, dan dalam sistem kuasa dengan kedua-dua kaedah, ciri-ciri masing-masing harus diberikan permainan penuh untuk mendapatkan faedah ekonomi terbaik sistem. Secara amnya, penjanaan kuasa terma harus menanggung bahagian yang stabil beban sistem kuasa (atau bahagian beban asas), supaya ia boleh beroperasi di bawah keadaan kerja yang cekap sebanyak mungkin, yang boleh menjimatkan penggunaan bahan api sistem dan kondusif untuk operasi yang selamat dan ekonomik. Oleh kerana fleksibiliti permulaan dan penutupan, penjanaan tenaga hidro sesuai untuk menanggung perubahan beban sistem kuasa, termasuk beban puncak dan sandaran kemalangan. Tenaga hidro juga sesuai untuk sistem kuasa untuk tugas-tugas seperti pengawalseliaan frekuensi dan modulasi fasa.

Bangunan

Bangunan-bangunan stesen kuasa hidro termasuk: bangunan-bangunan pengekalan air yang diperlukan untuk pembentukan takungan, seperti empangan, sluices, dan sebagainya; Bangunan saliran yang mengeluarkan air yang berlebihan, seperti tumpahan, empangan limpahan, lubang saliran, dan lain-lain; inlet air untuk penjanaan kuasa; bangunan pengalihan air stesen kuasa hidro dari inlet air ke turbin; Bangunan air rata (lihat bilik pengawalseliaan tekanan, kolam depan), loji stesen kuasa hidro, tailwaters, stesen kuasa hidro meningkatkan stesen suis, dan lain-lain ditubuhkan untuk menstabilkan aliran dan perubahan tekanan bangunan pengalihan air. Prestasi, syarat-syarat yang berkenaan, bentuk struktur dan struktur, reka bentuk, pengiraan dan teknologi pembinaan bangunan-bangunan ini harus dikaji dengan teliti.

Peralatan

Turbin air dan penjana turbin hidro merupakan peralatan asas. Untuk memastikan operasi yang selamat dan ekonomik, loji ini juga dilengkapi dengan peralatan mekanikal dan elektrik yang sepadan, seperti gabenor turbin hidraulik, peranti hidraulik, peralatan penggetaran, suis voltan rendah, operasi automatik dan sistem perlindungan, dan lain-lain. Di stesen suis langkah-up stesen kuasa hidro, transformer langkah-up, peranti penukaran pengedaran voltan tinggi, transformer, penangkap kilat, dan lain-lain terutamanya ditubuhkan untuk menerima dan mengagihkan tenaga elektrik. Kuasa akhir dihantar kepada pengguna melalui talian penghantaran dan pencawang step-down. Peranti ini diperlukan untuk selamat, boleh dipercayai, ekonomik dan cekap. Oleh itu, reka bentuk, pembinaan dan pemasangan mesti dikaji dengan teliti.

Pengurusan operasi Sebagai tambahan kepada syarat-syaratnya sendiri seperti parameter laluan air dan ciri-ciri takungan, operasi stesen janakuasa hidro berkaitan erat dengan penghantaran grid, dan takungan stesen janakuasa hidro harus disimpan pada paras air yang tinggi sebanyak mungkin, mengurangkan air sisa, dan memaksimumkan penjanaan kuasa stesen kuasa hidro atau meminimumkan penggunaan bahan api sistem kuasa untuk mencapai manfaat ekonomi tertinggi kuasa grid. Untuk stesen kuasa hidro dan takungan dengan kawalan banjir atau tugas-tugas penggunaan air lain, penjadualan kawalan banjir dan bekalan air perlu dijalankan tepat pada masanya, kawalan banjir dan kapasiti takungan perlu diatur secara munasabah, dan keperluan asas jabatan yang berkaitan perlu dipenuhi secara komprehensif, dan mod operasi yang optimum takungan perlu ditubuhkan. Apabila terdapat sekumpulan takungan dalam grid kuasa, faedah pampasan bersama kumpulan takungan harus dipertimbangkan sepenuhnya. (See Jadual Operasi Stesen Tenaga Hidro)

Penilaian faedah

Pendapatan kewangan yang diperolehi daripada penjanaan kuasa hidro yang membekalkan kuasa kepada grid kuasa dan pengguna adalah faedah ekonomi langsung, tetapi terdapat juga faedah tidak langsung dan sosial pendapatan bukan kewangan. Sesetengah negara di Eropah dan Amerika Syarikat melaksanakan pelbagai sistem harga elektrik, seperti mengira harga elektrik pada masa yang berbeza hari dan musim yang berbeza tahun, harga elektrik yang berbeza untuk bekalan kuasa kecemasan dalam kes kemalangan, dan mengenakan harga elektrik mengikut kapasiti kilowatt. Untuk masa yang lama, China telah melaksanakan harga elektrik tunggal berdasarkan elektrik, tetapi kuasa hidro juga boleh melakukan pencukur puncak, peraturan frekuensi, modulasi fasa, dan sandaran kemalangan (putaran) grid kuasa sebagai tambahan kepada menjana elektrik, membawa manfaat ekonomi kepada operasi grid kuasa keseluruhan. Selain menyediakan air untuk penjanaan kuasa, stesen kuasa hidro dan takungan juga memberikan permainan penuh kepada faedah penggunaan yang komprehensif. Oleh itu, apabila menjalankan pembinaan kuasa hidro, perlu mempertimbangkan keadaan keseluruhan ekonomi negara, menjelaskan faedah ekonomi, dan menjalankan penilaian ekonomi negara.

Ciri

(1)Tenaga boleh diperbaharui. Oleh kerana aliran air sentiasa beredar mengikut kitaran hidrologi tertentu, ia tidak terganggu, jadi sumber hidraulik adalah sumber tenaga boleh diperbaharui. Oleh itu, bekalan tenaga tenaga kuasa hidro hanya perbezaan antara tahun basah dan kering, dan tidak akan ada masalah penipisan tenaga. Walau bagaimanapun, pada tahun-tahun kering terutamanya, bekalan kuasa biasa stesen kuasa hidro mungkin terganggu disebabkan oleh bekalan tenaga yang tidak mencukupi, mengurangkan output.

Hidro

(2)Kos penjanaan kuasa rendah. Tenaga hidro hanya menggunakan tenaga yang dibawa oleh aliran air tanpa menggunakan sumber kuasa lain. Selain itu, air yang digunakan oleh stesen kuasa terdahulu masih boleh digunakan oleh stesen kuasa peringkat seterusnya. Di samping itu, kerana peralatan stesen kuasa hidro agak mudah, kos penyelenggaraan dan penyelenggaraan mereka jauh lebih rendah daripada loji kuasa haba kapasiti yang sama. Termasuk penggunaan bahan api, kos operasi tahunan loji kuasa haba adalah kira-kira 10 hingga 15 kali daripada stesen kuasa hidro kapasiti yang sama. Akibatnya, kuasa hidro lebih murah dan boleh menyediakan elektrik yang murah.

(3)cekap dan fleksibel. Set penjana turbin hidro peralatan kuasa utama penjanaan kuasa hidro bukan sahaja sangat cekap, tetapi juga fleksibel dalam memulakan dan mengendalikan. Ia boleh dengan cepat dimasukkan ke dalam operasi dari keadaan yang tidak aktif dalam beberapa minit; Lengkapkan tugas meningkatkan atau mengurangkan beban dalam saat, menyesuaikan diri dengan keperluan menukar beban kuasa, dan tanpa menyebabkan kehilangan tenaga. Oleh itu, penggunaan kuasa hidro untuk melaksanakan tugas-tugas mencukur puncak, peraturan frekuensi, sandaran beban dan sandaran kemalangan sistem kuasa boleh meningkatkan manfaat ekonomi keseluruhan sistem.