ВЕЦ: принцип на действие, схема, оборудване, мощност

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Почти всеки си представя предназначението на водноелектрическите централи, но само малцина наистина разбират принципа на действие на водноелектрическите централи. Основната загадка за хората е как целият този огромен язовир генерира електрическа енергия без никакво гориво. Нека поговорим за това.

Какво е водноелектрическа централа?

Водноелектрическата централа е сложен комплекс, състоящ се от различни конструкции и специално оборудване. Водноелектрически централи се строят на реки, където има постоянен приток на вода за запълване на язовира и водоема. Подобни конструкции (язовири), създадени по време на изграждането на водноелектрическа централа, са необходими за концентриране на постоянен воден поток, който се преобразува в електрическа енергия с помощта на специално оборудване за водноелектрически централи.

Забележете, че изборът на място за строителство играе важна роля по отношение на ефективността на ВЕЦ. Необходими са две условия: гарантиран неизчерпаем запас от вода и висок наклон на реката.

Принцип на работа на ВЕЦ

Работата на водноелектрическа централа е доста проста. Изградени хидравлични конструкцииосигуряват стабилно налягане на водата, която влиза в лопатките на турбината. Налягането привежда турбината в движение, в резултат на което тя завърта генераторите. Последните генерират електричество, което след това се доставя на потребителя чрез преносни линии с високо напрежение.

Основната трудност на такава конструкция е да осигури постоянно налягане на водата, което се постига чрез изграждане на язовир. Благодарение на него на едно място се концентрира голямо количество вода. В някои случаи се използва естествен поток от вода, а понякога язовир и отклонение (естествен поток) се използват заедно.

В самата сграда има оборудване за водноелектрическа централа, чиято основна задача е да преобразува механичната енергия на движението на водата в електрическа енергия. Тази задача е възложена на генератора. Използва се и допълнително оборудване за управление на работата на станцията, разпределителните устройства и трансформаторните станции.

Снимката по-долу показва схематична диаграма на ВЕЦ.

Както можете да видите, потокът от вода върти турбината на генератора, който генерира енергия, доставя я на трансформатора за преобразуване, след което се транспортира по електропроводи до доставчика.

Мощност

Има различни водноелектрически централи, които могат да бъдат разделени според генерираната мощност:

1. Много мощен - над 25 MW.
2. Средна – до 25 MW.
3. Малки - с генериране до 5 MW.

Мощността на водноелектрическата централа зависи преди всичко от потока на водата и ефективността на самия генератор, който се използва в нея. Но дори и най-многоефективната инсталация няма да може да произвежда големи количества електроенергия при слабо водно налягане. Също така си струва да се има предвид, че мощността на водноелектрическата централа не е постоянна. Поради естествени причини нивото на водата в язовира може да се увеличи или намали. Всичко това оказва влияние върху обема на произведената електроенергия.

Ролята на язовира

Най-сложният, най-големият и като цяло основен елемент на всяка водноелектрическа централа е язовирът. Невъзможно е да се разбере какво е водноелектрическа централа, без да се разбере същността на това как работи язовир. Те са огромни мостове, които задържат водния поток. В зависимост от дизайна те могат да се различават: има гравитационни, сводести и други структури, но целта им винаги е една и съща - да задържат голямо количество вода. Благодарение на язовира е възможно да се концентрира стабилен и мощен поток вода, насочвайки го към лопатките на турбина, която върти генератор. Той от своя страна произвежда електрическа енергия.

Технология

Както вече знаем, принципът на работа на водноелектрическата централа се основава на използването на механичната енергия на падащата вода, която по-късно се превръща в електрическа енергия с помощта на турбина и генератор. Самите турбини могат да бъдат монтирани както в язовира, така и в близост до него. В някои случаи се използва тръбопровод, през който водата под нивото на язовира преминава под високо налягане.

Има няколко индикатора за мощност на всяка водноелектрическа централа: воден поток и хидростатичен напор. Последният индикатор се определя от разликата във височината между началната и крайната точки.свободно падане на водата. Когато създавате дизайн на станцията, целият дизайн се основава на един от тези индикатори.

Познатите днес технологии за производство на електроенергия позволяват да се получи висока ефективност при преобразуване на механичната енергия в електрическа енергия. Понякога е няколко пъти по-висока от тази на топлоелектрическите централи. Такава висока ефективност се постига благодарение на оборудването, използвано във водноелектрическата централа. Той е надежден и сравнително лесен за използване. Освен това, поради липсата на гориво и отделянето на голямо количество топлинна енергия, експлоатационният живот на такова оборудване е доста дълъг. Тук повредите са изключително редки. Смята се, че минималният експлоатационен живот на генераторните комплекти и конструкциите като цяло е около 50 години. Въпреки че всъщност и днес водноелектрическите централи, построени през тридесетте години на миналия век, функционират доста успешно.

Руски водноелектрически централи

Днес в Русия работят около 100 водноелектрически централи. Разбира се, капацитетът им е различен, като повечето от тях са станции с инсталирана мощност до 10 MW. Има и станции като Пироговская или Акуловская, които са пуснати в експлоатация през 1937 г. и мощността им е само 0,28 MW.

Най-големите са Саяно-Шушенската и Красноярската ВЕЦ с мощност съответно 6400 и 6000 MW. Следват станции:

1. Братская (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya ВЕЦ (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Волжская (2660 MW).
5. Жигулевская (2450 MW).

Въпреки огромния брой такива централи, те генерират само 47 700 MW, което се равнява на 20% от общия обем на цялата енергия, произведена в Русия.

В приключване

Сега разбирате принципа на работа на водноелектрическите централи, които преобразуват механичната енергия на водния поток в електрическа енергия. Въпреки доста простата идея за получаване на енергия, комплексът от оборудване и новите технологии правят такива структури сложни. Въпреки това, в сравнение с атомните електроцентрали, те са наистина примитивни.