HPP: provozní princip, okruh, zařízení, napájení

Téměř každý si představí účel hydroelektráren, ale jen několik může spolehlivě porozumět principu fungování VHP. Hlavní tajemství pro lidi - jak to všechno tato obrovská přehrada bez paliva vytváří elektrickou energii. O tom a mluvte.

Co je vodní elektrárna?

Hydroelektrárna je komplexní komplex skládající se z různých konstrukcí a speciálních zařízení. Na řekách se nacházejí vodní elektrárny, kde je stálý přítok vody k naplnění hráze a nádrže. Takové konstrukce (přehrady) vytvořené během výstavby vodní elektrárny jsou nezbytné pro koncentraci konstantního toku vody, který se pomocí speciálního zařízení pro VHP mění na elektrickou energii.

Je třeba poznamenat, že volba místa pro stavbu hraje důležitou roli, pokud jde o účinnost provozu VHP. Musí existovat dvě podmínky: zaručena nevyčerpatelná dodávka vody a vysoký úhel sklon řeky.

Princip činnosti vodní elektrárny

Provoz vodní elektrárny je poměrně jednoduchý. Postavené hydraulické konstrukce poskytují stabilní vodu, která vstupuje do lopatek turbíny. Hlava pohání turbínu do pohybu, v důsledku čehož rotuje generátory. Ta generuje elektřinu, která je pak dodávána spotřebiteli prostřednictvím vysokonapěťových přenosových vedení.

Hlavní obtížnost takové struktury je zajistit konstantní vodu, kterou lze dosáhnout vybudováním přehrady. Díky tomu je velké množství vody soustředěno na jednom místě. V některých případech se používá přírodní vodní proud a někdy se používá přehrada a derivace (přirozený proud).

V budově je zařízení pro vodní elektrárny, jehož hlavním úkolem je přeměnit mechanickou energii proudění vody na elektrickou energii. Tento úkol je přiřazen generátoru. K monitorování provozu stanice, distribučních zařízení a transformačních stanic se používá také další zařízení.

Pod obrázkem je zobrazeno schéma HPP.

Jak je vidět, průtok vody otáčí turbínu generátoru, generuje energii, přivádí ji k transformátoru pro konverzi, a poté je přenášen prostřednictvím přenosové linky na dodavatele.

Kapacity

Existují různé vodní elektrárny, které lze rozdělit podle výkonu:

1. Velmi silný - s produkcí vyšší než 25 MW.
2. Střední - s výkonem do 25 MW.
3. Malé - s výkonem do 5 MW.

Síla vodních elektráren závisí především na toku vody a účinnosti samotného generátoru, který se na něm používá. Ale ani nejúčinnější instalace nebude schopna produkovat velké množství elektřiny se slabou vodou. Mělo by se také vzít v úvahu, že kapacita hydroelektrárny není konstantní. Kvůli přirozeným příčinám může hladina vody v hráze vzrůst nebo klesat. To vše má vliv na množství vyrobené elektřiny.

Úloha přehrady

Nejkomplexnějším, větším a obecněji hlavním prvkem každé vodní elektrárny je přehrada. Je nemožné pochopit, co je vodní elektrárna, bez pochopení podstaty přehrady. Jsou to obrovské mosty, které drží tok vody. V závislosti na konstrukci se mohou lišit: existují gravitační, klenuté a jiné konstrukce, ale jejich cíl je vždy stejný - udržování velkého množství vody. Díky přehradě je možné soustředit stabilní a silný proud vody a nasměrovat ho na lopatky turbíny, která otáčí generátor. To zase produkuje elektrickou energii.

Technologie

Jak již víme, princip činnosti HPP je založen na využití mechanické energie padající vody, která se pak přeměňuje na elektrickou energii pomocí turbíny a generátoru. Samotné turbíny lze instalovat buď v přehradě nebo blízko ní. V některých případech se používá potrubí, kterým voda pod úrovní hráze prochází pod vysokým tlakem.

Indikátory kapacity každé vodní elektrárny jsou několik: průtok vody a hydrostatický hlava. Poslední údaj je určen rozdílem nadmořské výšky mezi počátečním a konečným bodem volného pádu vody. Při vytváření projektu jsou stanice na jednom z těchto indikátorů založeny na celé struktuře.

Známé technologie výroby elektřiny umožňují vysokou účinnost při přeměně mechanické energie na elektrickou energii. Někdy je několikrát vyšší než podobné ukazatele tepelných elektráren. Taková vysoká účinnost je dosažena díky zařízení používanému ve vodní elektrárně. Je spolehlivý a poměrně snadno ovladatelný. Navíc, kvůli nedostatku paliva a přidělení velkého množství tepelné energie je životnost takového zařízení poměrně velká. Poruchy jsou zde velmi vzácné. Předpokládá se, že minimální životnost generátorových sestav a struktur je obecně asi 50 let. Ačkoli ve skutečnosti dokonce i dnes vodní elektrárny, které byly postaveny ve třicátých letech minulého století, fungují poměrně úspěšně.

Vodní elektrárny Ruska

K dnešnímu dni je na území Ruska zhruba 100 hydroelektráren. Samozřejmě, jejich výkon je jiný a většina z nich je stanice s instalovaným výkonem až 10 MW. Tam jsou také takové stanice jako Pirogovskaya nebo Akulovskaya, které byly uvedeny do provozu v roce 1937 a jejich kapacita je pouze 0,28 MW.

Největší jsou Sayano-Shushenskaya a KPV Krasnojarsk s kapacitou 6400 a 6000 MW. Následuje stanice:

1. Bratsk (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HPP (3840).
3. Bochuganská (2997 MW).
4. Volžskája (2660 MW).
5. Zhigulevská (2450 MW).

Navzdory obrovskému počtu těchto stanic vyrábí pouze 47 700 MW, což je 20% celkového objemu veškeré energie vyrobené v Rusku.

Na závěr

Nyní chápete princip provozu HPP, který přeměňuje mechanickou energii toku vody na elektřinu. Přes poměrně jednoduchou myšlenku získání energie komplikuje složitost zařízení a nových technologií. Nicméně ve srovnání s jaderné elektrárny jsou skutečně primitivní.