Quasi tutti immaginanolo scopo delle centrali idroelettriche, tuttavia, solo pochi comprendono in modo affidabile il principio di funzionamento delle centrali idroelettriche. Il mistero principale per le persone è come questa enorme diga generi energia elettrica senza alcun combustibile. Parliamo di questo.
Una centrale idroelettrica è un complesso complesso,composto da varie strutture e attrezzature speciali. Le centrali idroelettriche vengono costruite sui fiumi dove c'è un afflusso costante di acqua per riempire la diga e il serbatoio. Tali strutture (dighe), create durante la costruzione di una centrale idroelettrica, sono necessarie per concentrare un flusso d'acqua costante, che viene convertito in energia elettrica con l'ausilio di attrezzature speciali per una centrale idroelettrica.
Si noti che un ruolo importante in termini di efficienzail lavoro della centrale idroelettrica è giocato dalla scelta del sito per la costruzione. Sono necessarie due condizioni: un approvvigionamento idrico inesauribile garantito e un'elevata pendenza del fiume.
Il funzionamento di una centrale idroelettrica è abbastanza semplice.Le strutture idrauliche erette forniscono una pressione dell'acqua stabile, che viene fornita alle pale della turbina. La spinta mette in moto la turbina, a seguito della quale fa ruotare i generatori. Questi ultimi generano elettricità, che viene poi fornita al consumatore tramite linee di trasmissione ad alta tensione.
La principale difficoltà di una tale struttura ègarantendo una pressione dell'acqua costante, che si ottiene costruendo una diga. Grazie ad esso, un grande volume d'acqua è concentrato in un unico luogo. In alcuni casi viene utilizzato un flusso naturale d'acqua, e talvolta vengono utilizzati insieme una diga e una derivazione (flusso naturale).
L'edificio stesso contiene le attrezzature per la centrale idroelettrica,il cui compito principale è convertire l'energia meccanica del movimento dell'acqua in energia elettrica. Questo compito è assegnato al generatore. Inoltre, vengono utilizzate apparecchiature aggiuntive per controllare il funzionamento della stazione, dei dispositivi di distribuzione e delle stazioni di trasformazione.
L'immagine seguente mostra un diagramma schematico di una centrale idroelettrica.
Come puoi vedere, il flusso d'acqua fa ruotare la turbina del generatore, che genera energia, la alimenta al trasformatore per la conversione, dopodiché viene trasportata lungo la linea elettrica al fornitore.
Esistono diverse centrali idroelettriche, che possono essere suddivise in base alla potenza generata:
La potenza della centrale idroelettrica dipende principalmente dail flusso d'acqua e l'efficienza del generatore stesso, che viene utilizzato su di esso. Ma anche l'impianto più efficiente non sarà in grado di produrre grandi quantità di elettricità con una bassa pressione dell'acqua. Va inoltre tenuto presente che la capacità della centrale idroelettrica non è costante. Per cause naturali, il livello dell'acqua nella diga può aumentare o diminuire. Tutto ciò ha un impatto sulla quantità di energia elettrica prodotta.
L'elemento più complesso, più grande e generalmente l'elemento principalequalsiasi centrale idroelettrica è una diga. È impossibile capire cosa sia una centrale idroelettrica senza comprendere l'essenza del funzionamento della diga. Sono enormi ponti che trattengono il flusso dell'acqua. A seconda del design, possono differire: ci sono strutture gravitazionali, ad arco e di altro tipo, ma il loro scopo è sempre lo stesso: trattenere un grande volume d'acqua. È grazie alla diga che è possibile concentrare un flusso d'acqua stabile e potente, indirizzandolo verso le pale della turbina, che fa ruotare il generatore. Lui, a sua volta, produce energia elettrica.
Come già sappiamo, il principio di funzionamento di una centrale idroelettrica si basa susfruttando l'energia meccanica dell'acqua che cade, che viene successivamente convertita in energia elettrica con l'ausilio di una turbina e di un generatore. Le turbine stesse possono essere installate nella diga o nelle sue vicinanze. In alcuni casi, viene utilizzata una tubazione attraverso la quale l'acqua al di sotto del livello della diga passa ad alta pressione.
Esistono diversi indicatori della potenza di qualsiasi centrale idroelettrica:portata d'acqua e battente idrostatico. L'ultimo indicatore è determinato dalla differenza di altezza tra il punto iniziale e finale della caduta libera dell'acqua. Quando si crea un progetto, una stazione si basa su uno di questi indicatori su cui si basa l'intera struttura.
Tecnologie di produzione conosciute oggil'elettricità consente di ottenere un'elevata efficienza durante la conversione dell'energia meccanica in energia elettrica. A volte è parecchie volte superiore a quello delle centrali termiche. Tale elevata efficienza è ottenuta grazie alle apparecchiature utilizzate nella centrale idroelettrica. È affidabile e relativamente facile da usare. Inoltre, a causa della mancanza di carburante e del rilascio di una grande quantità di energia termica, la durata di tali apparecchiature è piuttosto lunga. I guasti sono estremamente rari qui. Si ritiene che la vita utile minima dei gruppi elettrogeni e delle strutture in genere sia di circa 50 anni. Sebbene in effetti, ancora oggi, le centrali idroelettriche costruite negli anni Trenta del secolo scorso funzionino con successo.
Oggi sul territorio della Russiaci sono circa 100 centrali idroelettriche. Naturalmente, la loro capacità è diversa e la maggior parte di esse sono stazioni con una capacità installata fino a 10 MW. Ci sono anche stazioni come Pirogovskaya o Akulovskaya, che sono state messe in servizio nel 1937 e la loro capacità è di soli 0,28 MW.
Le più grandi sono le centrali idroelettriche Sayano-Shushenskaya e Krasnoyarskaya con una capacità rispettivamente di 6400 e 6000 MW. Seguono le stazioni:
Nonostante l'enorme numero di tali centrali, generano solo 47.700 MW, pari al 20% del volume totale di tutta l'energia prodotta in Russia.
Ora capisci il principio di funzionamento della centrale idroelettrica,convertire l'energia meccanica del flusso d'acqua in energia elettrica. Nonostante l'idea piuttosto semplice di generare energia, il complesso di attrezzature e nuove tecnologie rende tali strutture complesse. Tuttavia, rispetto alle centrali nucleari, sono davvero primitive.
