HPPs נגזרות: תיאור, עקרון הפעולה, היכן הם משמשים

2025 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-24 13:16

מבנים הידרוטכניים שימשו מאז ימי קדם להפקת אנרגיה. כיום מתפתח בהצלחה גם כיוון נפרד של תחנות גזירה. מדובר במבנים המאופיינים בתשתית ניקוז מיוחדת המאפשרת בקרת זרימה יעילה יותר גם בתנאים גיאוגרפיים קשים. ברמה הבסיסית חל עליהם פענוח תחנת הכוח ההידרואלקטרית - תחנת כוח הידרולוגית.

רכיבים עיקריים של מערכות נגזרות

התשתית הפונקציונלית של HPPs מסוג זה נוצרת על ידי מתקני מים וכוח. הבסיס של החלק בלחץ המים מורכב מכניסות, שפכים ומכלי אגירה. בין מערכות הידרות אלו מועברים מים מהטווח העליון של הנהרות דרך תעלות מלאכותיות למאגרים. באשר למתקני אנרגיה כחלק מהסטת HPPs, הם מיוצגים לעתים קרובות יותר על ידיצינורות מיוחדים המבטיחים את זרימת הזרימות לציוד הקולט במבנים הידראוליים.

לציוד של מבנים כאלה עם מנגנונים המייצרים אנרגיה יש חשיבות מרכזית במונחים של הפקת אנרגיה. בפרט, אלו יכולות להיות טורבינות הידראוליות עם שנאים, כמו גם ציוד מכני המשמש כצרכן הסופי של אנרגיה. בשני המקרים, חלק מהחשמל המופק נשלח לשירות תפעול התשתית המשותפת, הכוללת מערכות בקרה עם אוטומציה, מיתוג ומערכות כיבוי חירום.

רכיבי עזר בתחנות כוח הידרוסטיות

קבוצה זו של חלקים מבניים ומבנים של התחנה נועדה לספק תנאים בסיסיים להפעלת מתקנים הידרואלקטרים פונקציונליים. אלה יכולים להיות תעלות ביוב, מגשים, מנהרות, מתקנים אדמיניסטרטיביים וכו'. הבסיס מורכב ממבנים טכניים, שבגללם מתרחש הניקוז מהנהר. במערכת כזו מסופקים מבנים להתייבשות עם מגשרים ושסתומי בקרת מחסום. לדוגמה, בחלק מה-HPPs להטחה יש מבני הגנה על דגים ומבני מעבר דגים, שבזכותם דגים בגודל מסוים יכולים לעבור לאזורי ההטלה, כמו גם בכיוון ההפוך. בתקופת בניית התחנה נעשה שימוש גם במבנים זמניים למתן יכולות ותנאים טכניים לפעולות הבנייה, ההתקנה והתיקון.

עקרון פעולת התחנה

בניגוד למערכת הסכרים הקלאסית, הטיה כרוכה ביצירת ערוץ מלאכותי לחלוטין עם זרימה מוטה. צומת העבודה בצורת ענף ניקוז זורק חלק מהנחל הרחק מאפיק הנחל לכיוון מורד הזרם. יתר על כן, המקטע במורד הזרם לא תמיד מסוגל לספק כוח ראש מספיק בתנאים טבעיים, לכן, משאבות נוספות מחוברות לעתים קרובות - ככלל, במערכות סגורות. בהתייחס לגישות למכניקה של ייצור חשמל, עקרון הפעולה של תחנת כוח הידרואלקטרית הסחה מתאים לתכנית סכר. עקיפת תעלת הניקוז, הזרימה מופנית לגנראטורי הידרו, שם, עקב עבודה מכנית, נוצר זרם. שוב, ניתן לכוון אנרגיה מכנית לאובייקט הסופי של אספקת המים - זה כבר תלוי במטרת התחנה.

סוגי הסחה HPPs

יש את הסימנים הבאים לסיווג של תחנות כוח הידרוסטיות:

• בכוח. תחנות כוח נמוכות מייצרות אנרגיה של עד 30 MW, בינונית - עד 300 MW, והספק גבוה - עד 1000 MW.
• בכוח לחץ. אלה בלחץ נמוך נותנים כוח ראש של עד 30-50 מ', בינוניים - עד 100 מ', ובעלי הספק גבוה - מ-300 מ'.
• לפי עיצוב. בדרך כלל ניתן להבחין בתחנות כוח הידרואלקטריות של מנהרה סגורה ותחנות הסטה מסוג פתוח, אך בפועל נתקלים לעתים קרובות במערכות משולבות עם הכללה חלקית של מבנים סגירים עליונים.
• גובה של מגשרים. פרמטר בודד שנקבע בפרויקטמסמך המבוסס על מחקרים של אתר הבנייה HPP. עם זאת, מערכות ערוצים, חוף ומישור שיטפונות נבדלות באופן יסודי. שני הפריסות האחרונות נבדלות בכך שהן מספקות את הסכרים הגבוהים ביותר, שנועדו להכיל או להעביר זרימות במקרה של עלייה בלתי מבוקרת במפלסי המים.

אזורי יישום

תחנות כוח מים מסוג זה יכולות לשמש לצרכים שונים של תעשייה וכלכלה. בחירת המאפיינים לבניית מתקן מסוים נקבעת על ידי תנאים גיאוגרפיים ואקלימיים מקומיים, כמו גם דרישות למקור צריכת האנרגיה. היכן משתמשים ב-HPPs להסחה ברוסיה? באופן מסורתי, מקומות עם שיפוע גדול של זרימת הנהר נבחרים, ולאחר מכן נוצרים תנאים מלאכותיים לגזירה. שטח הררי, ובמיוחד צפון הקווקז, נחשב לא האזור המועדף ביותר להצבת מתקני אנרגיה באופן עקרוני, אך כאן מתרכזות היכולות העיקריות בשל תנאים נוחים ליצירת מערכת ניקוז טבעית עם לחץ חזק.. כמו כן, באזורים בעלי שטח קשה חלק מהמבנים הכלולים בתשתית ההידרואלקטרית מתבצעים מתחת לאדמה. פתרון זה מספק לא רק יתרונות מבניים, אלא גם יתרונות כלכליים. בחצי האי קולה ובקרליה משתמשים במתקנים הידרואלקטרים פתוחים באמצע ההר.

מסקנה

כמקור לאנרגיה חלופית, לתחנות כוח הידרו-הסטה יש יתרונות רבים. אלה הם גנרטורים ידידותיים לסביבה וחזקים מספיק מסוגליםפרקי זמן להגיע לביצועי שיא. הבעיות בשימוש ב-HPPs כאלה, בתורן, נובעות מהמורכבות המבנית שלהם ועלויות התחזוקה הגבוהות שלהם. כמו כן, דרישות מחמירות למיקומן של תחנות כוח הידרוסטיות יוצרות גם קשיים לוגיסטיים נוספים בהולכת חשמל למרחקים ארוכים. למרות זאת, הדיאגרמות הסכמטיות של תחנות כוח הידרואלקטריות כאלה עדיין נחשבות למבטיחות ובתעשיות מסוימות מצדיקות את עצמן לחלוטין כמודל מצוין למקור אמין של אנרגיה זולה.