المشتقات HPPs: الوصف ، مبدأ التشغيل ، أين يتم استخدامها

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

تم استخدام الهياكل المائية منذ العصور القديمة لتوليد الطاقة. في الوقت الحاضر ، يتم أيضًا تطوير اتجاه منفصل لمحطات الاشتقاق بنجاح. تتميز هذه الهياكل ببنية تحتية خاصة للصرف تسمح بمزيد من التحكم الفعال في التدفق حتى في الظروف الجغرافية الصعبة. على المستوى الأساسي ، ينطبق عليهم فك تشفير محطة الطاقة الكهرومائية - محطة طاقة هيدرولوجية.

المكونات الرئيسية للأنظمة الاشتقاقية

تتكون البنية التحتية الوظيفية لمراكز الطاقة المتجددة من هذا النوع من مرافق المياه والطاقة. يتكون أساس جزء ضغط الماء من مآخذ ، مجاري انسيابية وخزانات تخزين. بين هذه الأنظمة المائية ، يتم نقل المياه من النطاق العلوي للأنهار عبر القنوات الاصطناعية إلى الخزانات. أما بالنسبة لمنشآت الطاقة كجزء من تحويل HPPs ، فغالباً ما يتم تمثيلهم بواسطةقنوات خاصة تضمن تدفق التدفقات إلى معدات الاستقبال في المباني الهيدروليكية.

تجهيز مثل هذه المباني بآليات تولد الطاقة له أهمية رئيسية من حيث إنتاج الطاقة. على وجه الخصوص ، يمكن أن تكون هذه توربينات هيدروليكية بها محولات ، فضلاً عن معدات ميكانيكية تعمل كمستهلك نهائي للطاقة. في كلتا الحالتين ، يتم إرسال جزء من الكهرباء المولدة لخدمة تشغيل البنية التحتية المشتركة ، والتي تشمل أنظمة التحكم مع الأتمتة ، والمفاتيح الكهربائية وأنظمة الإغلاق في حالات الطوارئ.

المكونات المساعدة في تحويل محطات الطاقة الكهرومائية

تم تصميم هذه المجموعة من الأجزاء الهيكلية والهياكل للمحطة لتوفير الشروط الأساسية لتشغيل منشآت الطاقة الكهرومائية الوظيفية. يمكن أن تكون هذه قنوات الصرف الصحي والصواني والأنفاق والمرافق الإدارية وما إلى ذلك. يتكون الأساس من الهياكل التقنية ، التي يحدث بسببها الصرف من النهر. في مثل هذا النظام ، يتم توفير هياكل لنزح المياه باستخدام وصلات العبور وصمامات التحكم في الحاجز. على سبيل المثال ، في بعض محطات التكاثر HPPs ، توجد هياكل لحماية الأسماك وممر الأسماك ، وبفضل ذلك يمكن للأسماك ذات الحجم المعين أن تنتقل إلى مناطق التفريخ ، وكذلك في الاتجاه المعاكس. خلال فترة بناء المحطة ، يتم استخدام الهياكل المؤقتة أيضًا لتوفير القدرات الفنية والشروط لأنشطة البناء والتركيب والإصلاح.

مبدأ تشغيل المحطة

على عكس نظام السد الكلاسيكي ، يتضمن التحويل إنشاء قناة اصطناعية بالكامل ذات تدفق محوّل. تقوم عقدة العمل على شكل فرع تصريف بإلقاء جزء من التيار بعيدًا عن قاع النهر باتجاه مجرى النهر. علاوة على ذلك ، لا يتمكن قسم المصب دائمًا من توفير طاقة رأس كافية في الظروف الطبيعية ، لذلك غالبًا ما يتم توصيل مضخات إضافية - كقاعدة عامة ، في أنظمة مغلقة. فيما يتعلق بنهج آليات توليد الطاقة ، فإن مبدأ تشغيل محطة توليد الطاقة الكهرومائية التحويلية يتوافق مع مخطط السد. بعد تجاوز قناة الصرف ، يتم توجيه التدفق إلى مولدات الطاقة المائية ، حيث يتم توليد التيار بسبب العمل الميكانيكي. مرة أخرى ، يمكن توجيه الطاقة الميكانيكية إلى الهدف النهائي لتوصيل المياه - وهذا يعتمد بالفعل على الغرض من المحطة.

أنواع تحويل HPPs

هناك العلامات التالية لتصنيف تحويل محطات الطاقة الكهرومائية:

• بالقوة. تولد المحطات منخفضة الطاقة طاقة تصل إلى 30 ميغاواط ، ومتوسطة - تصل إلى 300 ميغاواط ، وعالية الطاقة - تصل إلى 1000 ميغاواط.
• بقوة الضغط. تعطي الضغط المنخفض قوة رأسية تصل إلى 30-50 مترًا ، وقوة رأس متوسطة - حتى 100 متر ، وقوة عالية - من 300 متر.
• حسب التصميم. عادةً ما يتم تمييز محطات الطاقة الكهرومائية ذات التحويل المفتوح والنفق المغلق ، ولكن من الناحية العملية ، غالبًا ما يتم مواجهة الأنظمة المدمجة مع التضمين الجزئي لهياكل الإغلاق العلوية.
• ارتفاع لاعبا. معلمة فردية تم تعيينها في المشروعمستند بناءً على دراسات موقع إنشاء HPP. ومع ذلك ، تتميز أنظمة القنوات والسواحل والسهول الفيضية بشكل أساسي. يختلف التصميمان الأخيران من حيث أنهما يوفران أعلى سدود ، مصممة لاحتواء أو تمرير التدفقات في حالة الارتفاع غير المنضبط في مستويات المياه.

مجالات التطبيق

يمكن استخدام محطات الطاقة الكهرومائية من هذا النوع لتلبية الاحتياجات المختلفة للصناعة والاقتصاد. يتم تحديد خصائص بناء منشأة معينة من خلال الظروف الجغرافية والمناخية المحلية ، وكذلك متطلبات مصدر استهلاك الطاقة. أين يتم استخدام تحويل HPPs في روسيا؟ تقليديا ، يتم اختيار الأماكن ذات المنحدر الكبير لتدفق النهر ، وبعد ذلك يتم إنشاء ظروف اصطناعية للاشتقاق. لا تعتبر التضاريس الجبلية ، ولا سيما شمال القوقاز ، المنطقة الأكثر ملاءمة لوضع منشآت الطاقة من حيث المبدأ ، ولكن هنا تتركز القدرات الرئيسية بسبب الظروف المواتية لإنشاء نظام تصريف طبيعي بضغط قوي. أيضًا ، في المناطق ذات التضاريس الصعبة ، يتم تنفيذ جزء من الهياكل المدرجة في البنية التحتية الكهرومائية تحت الأرض. لا يوفر هذا الحل مزايا هيكلية فحسب ، بل مزايا اقتصادية أيضًا. في شبه جزيرة كولا وفي كاريليا ، يتم استخدام منشآت الطاقة الكهرومائية المفتوحة في منتصف الجبل.

الخلاصة

كمصدر للطاقة البديلة ، محطات تحويل الطاقة الكهرومائية لها مزايا عديدة. هذه مولدات صديقة للبيئة وقادرة بما فيه الكفايةفترات زمنية للوصول إلى ذروة الأداء. ترجع مشاكل استخدام HPPs ، بدورها ، إلى تعقيدها الهيكلي وتكاليف صيانتها العالية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المتطلبات الصارمة الخاصة بموقع محطات الطاقة الكهرومائية تؤدي أيضًا إلى خلق صعوبات لوجستية إضافية في نقل الكهرباء لمسافات طويلة. على الرغم من ذلك ، لا تزال المخططات التخطيطية لمحطات الطاقة الكهرومائية تعتبر واعدة وفي بعض الصناعات تبرر نفسها تمامًا كنموذج ممتاز لمصدر موثوق للطاقة الرخيصة.