Aproape toată lumea își imagineazăscopul centralelor hidroelectrice, însă, doar câțiva înțeleg în mod fiabil principiul funcționării centralelor hidroelectrice. Principalul mister pentru oameni este modul în care acest imens baraj generează energie electrică fără combustibil. Să vorbim despre asta.
O centrală hidroelectrică este un complex complex,format din diverse structuri și echipamente speciale. Centralele hidroelectrice sunt construite pe râuri unde există un flux constant de apă pentru a umple barajul și rezervorul. Astfel de structuri (baraje), create în timpul construcției unei centrale hidroelectrice, sunt necesare pentru a concentra un flux constant de apă, care este transformat în energie electrică cu ajutorul unor echipamente speciale pentru o centrală hidroelectrică.
Rețineți că un rol important în ceea ce privește eficiențamunca centralei hidroelectrice este jucată de alegerea amplasamentului pentru construcție. Sunt necesare două condiții: o alimentare inepuizabilă garantată cu apă și o pantă mare a râului.
Funcționarea unei centrale hidroelectrice este destul de simplă.Structurile hidraulice ridicate asigură o presiune stabilă a apei, care este furnizată palelor turbinei. Propulsia pune turbina în mișcare, în urma căreia rotește generatoarele. Acestea din urmă generează energie electrică, care este apoi livrată către consumator prin intermediul liniilor de transport de înaltă tensiune.
Principala dificultate a unei astfel de structuri esteasigurarea unei presiuni constante a apei, care se realizează prin construirea unui baraj. Datorită acestuia, un volum mare de apă este concentrat într-un singur loc. În unele cazuri, se folosește un flux natural de apă și, uneori, un baraj și o derivare (flux natural) sunt utilizate împreună.
Clădirea în sine conține echipamentul pentru centrala hidroelectrică,sarcina principală a căreia este transformarea energiei mecanice a mișcării apei în energie electrică. Această sarcină este atribuită generatorului. De asemenea, se utilizează echipamente suplimentare pentru a controla funcționarea stației, a dispozitivelor de distribuție și a stațiilor de transformare.
Imaginea de mai jos prezintă o diagramă schematică a unei centrale hidroelectrice.
După cum puteți vedea, fluxul de apă rotește turbina generatorului, care generează energie, o alimentează către transformator pentru conversie, după care este transportată de-a lungul liniei electrice către furnizor.
Există diferite centrale hidroelectrice, care pot fi împărțite în funcție de puterea generată:
Puterea centralei hidroelectrice depinde în primul rând defluxul de apă și eficiența generatorului în sine, care este utilizat pe acesta. Dar nici cea mai eficientă instalație nu va putea produce cantități mari de energie electrică cu o presiune scăzută a apei. De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că capacitatea centralei hidroelectrice nu este constantă. Din cauze naturale, nivelul apei din baraj poate crește sau scădea. Toate acestea au un impact asupra cantității de energie electrică produsă.
Cel mai complex, cel mai mare și, în general, elementul principalorice centrală hidroelectrică este un baraj. Este imposibil să înțelegem ce este o centrală hidroelectrică fără a înțelege esența funcționării barajului. Sunt poduri uriașe care rețin fluxul de apă. În funcție de design, acestea pot diferi: există structuri gravitaționale, arcuite și alte, dar scopul lor este întotdeauna același - să rețină un volum mare de apă. Datorită barajului este posibil să se concentreze un flux stabil și puternic de apă, direcționându-l către palele turbinei, care rotește generatorul. El, la rândul său, produce energie electrică.
După cum știm deja, principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice se bazează pefolosind energia mecanică a apei care cade, care ulterior este convertită în energie electrică cu ajutorul unei turbine și a unui generator. Turbinele în sine pot fi instalate fie în baraj, fie lângă acesta. În unele cazuri, se utilizează o conductă prin care apa sub nivelul barajului trece sub presiune ridicată.
Există mai mulți indicatori ai puterii oricărei centrale hidroelectrice:debitul apei și capul hidrostatic. Ultimul indicator este determinat de diferența de înălțime dintre punctul de început și de sfârșit al căderii libere a apei. La crearea unui proiect, o stație se bazează pe unul dintre acești indicatori pe care se bazează întreaga structură.
Tehnologii de producție cunoscute astăzielectricitatea vă permite să obțineți o eficiență ridicată atunci când convertiți energia mecanică în energie electrică. Uneori este de câteva ori mai mare decât cea a centralelor termice. O astfel de eficiență ridicată se obține datorită echipamentelor utilizate la centrala hidroelectrică. Este fiabil și relativ ușor de utilizat. În plus, din cauza lipsei de combustibil și a eliberării unei cantități mari de energie termică, durata de viață a acestor echipamente este destul de lungă. Defecțiunile sunt extrem de rare aici. Se crede că durata de viață minimă a grupurilor electrogene și a structurilor în general este de aproximativ 50 de ani. Deși, de fapt, chiar și astăzi, centralele hidroelectrice care au fost construite în anii treizeci ai secolului trecut funcționează cu succes.
Astăzi pe teritoriul Rusieiexistă aproximativ 100 de centrale hidroelectrice. Desigur, capacitatea lor este diferită, iar majoritatea sunt stații cu o putere instalată de până la 10 MW. Există, de asemenea, stații precum Pirogovskaya sau Akulovskaya, care au fost puse în funcțiune în 1937, iar capacitatea lor este de doar 0,28 MW.
Cele mai mari sunt HPP-urile Sayano-Shushenskaya și Krasnoyarskaya cu o capacitate de 6400 și respectiv 6000 MW. Acestea sunt urmate de stații:
În ciuda numărului imens de astfel de stații, acestea generează doar 47.700 MW, ceea ce este egal cu 20% din volumul total al energiei produse în Rusia.
Acum înțelegeți principiul funcționării centralei hidroelectrice,transformând energia mecanică a fluxului de apă în energie electrică. În ciuda ideii destul de simple de a genera energie, complexul de echipamente și noile tehnologii fac complexe astfel de structuri. Cu toate acestea, în comparație cu centralele nucleare, acestea sunt cu adevărat primitive.
