HPP: Funktionsprinzip, Schema, Ausstattung, Leistung

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Fast jeder stellt sich den Zweck von Wasserkraftwerken vor, aber nur wenige verstehen wirklich das Funktionsprinzip von Wasserkraftwerken. Das Haupträtsel für die Menschen ist, wie dieser ganze riesige Damm ohne Brennstoff elektrische Energie erzeugt. Lass uns darüber reden.

Was ist ein Wasserkraftwerk?

Wasserkraftwerk ist ein komplexer Komplex, der aus verschiedenen Strukturen und Spezialausrüstungen besteht. Wasserkraftwerke werden an Flüssen gebaut, wo ständig Wasser fließt, um den Damm und das Reservoir zu füllen. Ähnliche Bauwerke (Dämme), die beim Bau eines Wasserkraftwerks geschaffen wurden, sind notwendig, um einen konstanten Wasserfluss zu konzentrieren, der mit speziellen Geräten für Wasserkraftwerke in elektrische Energie umgewandelt wird.

Beachten Sie, dass die Wahl des Bauplatzes eine wichtige Rolle für die Effizienz des HPP spielt. Zwei Bedingungen sind notwendig: garantierter unerschöpflicher Wasservorrat und ein hohes Gefälle des Flusses.

HPP-Funktionsprinzip

Der Betrieb eines Wasserkraftwerks ist ganz einfach. Errichtete Wasserbauwerkesorgen für einen stabilen Wasserdruck, der in die Turbinenschaufeln eintritt. Der Druck setzt die Turbine in Bewegung, wodurch sie die Generatoren dreht. Letztere erzeugen Strom, der dann über Hochspannungsleitungen zum Verbraucher geliefert wird.

Die Hauptschwierigkeit eines solchen Bauwerks besteht darin, einen konstanten Wasserdruck zu gewährleisten, was durch den Bau eines Staudamms erreicht wird. Dadurch wird eine große Menge Wasser an einem Ort konzentriert. In einigen Fällen wird ein natürlicher Wasserfluss verwendet, und manchmal werden ein Damm und eine Umleitung (natürlicher Fluss) zusammen verwendet.

Im Gebäude selbst befindet sich die Ausrüstung für ein Wasserkraftwerk, dessen Hauptaufgabe es ist, die mechanische Energie der Wasserbewegung in elektrische Energie umzuwandeln. Diese Aufgabe wird dem Generator zugewiesen. Zusätzliche Ausrüstung wird auch verwendet, um den Betrieb der Station, der Verteilungsgeräte und der Transformatorstationen zu steuern.

Das folgende Bild zeigt eine schematische Darstellung des HPP.

Wie Sie sehen können, dreht der Wasserfluss die Turbine des Generators, der Energie erzeugt, sie dem Transformator zur Umwandlung zuführt, wonach sie über Stromleitungen zum Lieferanten transportiert wird.

Leistung

Es gibt verschiedene Wasserkraftwerke, die nach der erzeugten Leistung eingeteilt werden können:

1. Sehr leistungsstark - über 25 MW.
2. Mittel – bis zu 25 MW.
3. Klein - mit Erzeugung bis zu 5 MW.

Die Leistung eines Wasserkraftwerks hängt in erster Linie vom Wasserdurchfluss und der Effizienz des Generators selbst ab, der darauf verwendet wird. Aber auch die meistenEine effiziente Anlage kann mit einem schwachen Wasserdruck keine großen Strommengen erzeugen. Es ist auch zu bedenken, dass die Leistung eines Wasserkraftwerks nicht konstant ist. Aufgrund natürlicher Ursachen kann der Wasserstand im Damm steigen oder sinken. All dies wirkt sich auf die produzierte Strommenge aus.

Die Rolle der Mutter

Das komplexeste, größte und im Allgemeinen das Hauptelement eines jeden Wasserkraftwerks ist ein Damm. Es ist unmöglich zu verstehen, was ein Wasserkraftwerk ist, ohne zu verstehen, wie ein Staudamm funktioniert. Sie sind riesige Brücken, die den Wasserfluss h alten. Je nach Design können sie sich unterscheiden: Es gibt Schwerkraft-, Bogen- und andere Strukturen, aber ihr Ziel ist immer dasselbe - eine große Menge Wasser zurückzuh alten. Dank des Damms ist es möglich, einen stabilen und starken Wasserfluss zu konzentrieren und ihn zu den Schaufeln einer Turbine zu leiten, die einen Generator dreht. Es wiederum erzeugt elektrische Energie.

Technologie

Wie wir bereits wissen, basiert das Funktionsprinzip eines Wasserkraftwerks auf der Nutzung der mechanischen Energie des fallenden Wassers, die später mit Hilfe einer Turbine und eines Generators in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Turbinen selbst können entweder im Damm oder in dessen Nähe installiert werden. In einigen Fällen wird eine Rohrleitung verwendet, durch die Wasser unter dem Niveau des Damms unter hohem Druck fließt.

Es gibt mehrere Leistungsindikatoren für jedes Wasserkraftwerk: Wasserdurchfluss und Wassersäule. Der letzte Indikator wird durch den Höhenunterschied zwischen Start- und Endpunkt bestimmt.freier Wasserfall. Beim Erstellen eines Stationsdesigns basiert das gesamte Design auf einem dieser Indikatoren.

Die heute bekannten Technologien zur Stromerzeugung ermöglichen einen hohen Wirkungsgrad bei der Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie. Sie ist teilweise um ein Vielfaches höher als bei thermischen Kraftwerken. Diese hohe Effizienz wird durch die im Wasserkraftwerk verwendete Ausrüstung erreicht. Es ist zuverlässig und relativ einfach zu bedienen. Darüber hinaus ist die Lebensdauer solcher Geräte aufgrund des Kraftstoffmangels und der Freisetzung einer großen Menge an Wärmeenergie recht lang. Pannen sind hier äußerst selten. Es wird angenommen, dass die Mindestlebensdauer von Generatorsätzen und -strukturen im Allgemeinen etwa 50 Jahre beträgt. Obwohl tatsächlich noch heute Wasserkraftwerke, die in den dreißiger Jahren des letzten Jahrhunderts gebaut wurden, recht erfolgreich funktionieren.

Russische Wasserkraftwerke

Heute sind in Russland etwa 100 Wasserkraftwerke in Betrieb. Ihre Kapazität ist natürlich unterschiedlich, und die meisten davon sind Stationen mit einer installierten Leistung von bis zu 10 MW. Es gibt auch solche Stationen wie Pirogovskaya oder Akulovskaya, die 1937 in Betrieb genommen wurden und deren Kapazität nur 0,28 MW beträgt.

Die größten sind die Kraftwerke Sayano-Shushenskaya und Krasnoyarsk mit einer Kapazität von 6400 bzw. 6000 MW. Stationen folgen:

1. Bratskaya (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HPP (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Trotz der großen Anzahl solcher Anlagen erzeugen sie nur 47.700 MW, was 20 % des Gesamtvolumens der gesamten in Russland erzeugten Energie entspricht.

Zum Schluss

Nun verstehst du das Funktionsprinzip von Wasserkraftwerken, die die mechanische Energie des Wasserflusses in elektrische Energie umwandeln. Trotz der eher einfachen Idee, Energie zu gewinnen, machen der Komplex von Geräten und neuen Technologien solche Strukturen komplex. Im Vergleich zu Kernkraftwerken sind sie jedoch wirklich primitiv.