Derivacijske hidroelektrane: opis, princip rada, gdje se koriste

Hidraulične strukture korištene su od davnina za proizvodnju energije. Danas se također uspješno razvija zaseban smjer derivacijskih stanica. To su strukture koje karakteriše posebna drenažna infrastruktura koja pruža mogućnost efikasnije kontrole protoka čak i u teškim geografskim uslovima. Na osnovnom nivou na njih je primjenjivo dekodiranje hidroelektrane – hidrološke elektrane .

Glavne komponente derivacionih sistema

Funkcionalnu infrastrukturu hidroelektrana ovog tipa čine vodovodne i elektroenergetske strukture. Osnovu dijela pod pritiskom vode čine usisnici, prelivni kanali i rezervoari za skladištenje. Između ovih vodovoda voda se iz gornjeg toka rijeka vještačkim kanalima premješta u rezervoare . Što se tiče elektroenergetskih konstrukcija kao dijela derivacijskih hidroelektrana, one su češće predstavljene posebnim vodovodima koji osiguravaju protok tokova do prijemne opreme u hidrotehničkim zgradama.

Ključni značaj sa stanovišta proizvodnje energije je opremanje takvih objekata mehanizmima koji stvaraju energiju. Konkretno, to mogu biti hidraulične turbine sa transformatorima, kao i mehanička oprema koja djeluje kao krajnji potrošač energije. U oba slučaja, deo proizvedene električne energije usmeren je na održavanje opšte infrastrukture, koja uključuje sisteme upravljanja sa automatizacijom, rasklopno postrojenje i sisteme za hitno gašenje.

Pomoćne komponente u derivacionim hidroelektranama

Ova grupa strukturnih delova i konstrukcija stanice je projektovana da obezbedi osnovne uslove rada funkcionalnih hidrauličnih jedinica. To mogu biti kanalizacijski kanali, ladice, tuneli, administrativni i kućni objekti itd.. Osnovu čine tehničke strukture, zbog kojih dolazi do odvodnje iz rijeke. U takvom sistemu predviđeni su projekti za redukciju vode sa skakačima i kontrolnim ventilima barijere. Na primjer, u nekim derivacijskim hidroelektranama postoje objekti za zaštitu ribe i prijenos ribe, zahvaljujući kojima ribe određenih veličina mogu proći do mrijestilišta, kao i u suprotnom smjeru. Prilikom izgradnje stanice koriste se i privremeni objekti koji pružaju tehničke mogućnosti i uslove za proizvodnju građevinskih, instalacionih i remontnih aktivnosti.

Princip rada stanice

Za razliku od klasičnog sistema brana, izvođenje uključuje stvaranje potpuno vještačkog kanala s preusmjerenim tokom. Radni čvor u obliku drenažne grane odbacuje dio toka od korita rijeke u smjeru donjeg toka. Štaviše, suština nije uvek u stanju da obezbedi dovoljno snage glave u prirodnim uslovima, tako da su dodatne pumpe često povezane, po pravilu, u zatvorenim sistemima. U pogledu pristupa mehanici energije generacija, princip rada derivacione hidroelektrane odgovara šemi brane. Zaobilazeći odvodni kanal, protok se usmjerava na hidrogeneratore, gdje se struja stvara uslijed mehaničkog rada. Opet, mehanička energija se takođe može ciljati na finalno postrojenje za isporuku vode – to već zavisi od namene stanice.

Vrste derivacionih hidroelektrana

Postoje sljedeći znakovi klasifikacije derivacijskih hidroelektrana:

Po kapacitetu. Stanice male snage proizvode energiju na nivou do 30 MW, srednje veličine–do 300 MW, a velike snage – do 1000 MW.

Silom pritiska. Oni niskog pritiska daju silu glave do 30-50 m, srednje–do 100 m, a snage Velike – od 300 m.

Po dizajnu. Obično postoje derivacione hidroelektrane zatvorenog tunela i otvoreni tip, , ali u praksi često postoje kombinovani sistemi sa delimičnim uključivanjem gornjih struktura za zatvaranje.

Visina skakača. Pojedinačni parametar koji je postavljen u projektnom dokumentu na osnovu studija gradilišta he. Međutim, kanalni, Obalni i poplavni sistemi se fundamentalno razlikuju. Posljednja dva izgleda razlikuju se u tome što pružaju najviši skakači dizajnirani da sadrže ili preskaču tokove u slučaju nekontroliranog rasta vodostaja.

Područja primjene

Hidroelektrana elektrane ovog tipa može se koristiti za različite potrebe industrije i privrede. Izbor karakteristika izgradnje određenog objekta određen je lokalnim geografskim i klimatskim uslovima, kao i zahtjevima za izvor potrošnje energije. Gdje su derivacijske hidroelektrane korištene u Rusiji? Tradicionalno se biraju mjesta s velikim nagibom riječnog toka, nakon čega se stvaraju umjetni uvjeti za izvođenje. Planinski teren, a posebno Severni Kavkaz, u principu se ne smatra najpovoljnijim regionom za postavljanje energetskih objekata, ali su ovde koncentrisani glavni kapaciteti zbog povoljnih uslova za stvaranje prirodnog drenažnog sistema sa jakim pritiskom. Takođe, u područjima sa teškim terenom, neki od objekata uključenih u infrastrukturu hidroelektrane izvode se pod zemljom. Takvo rješenje daje ne samo strukturne, već i ekonomske prednosti. Na poluostrvu Kola i u Kareliji koriste se otvoreni srednjeplaninski Vodovod.

Zaključak

Kao izvor alternativne energije, derivacione hidroelektrane imaju mnoge prednosti. Ovo su ekološki prihvatljivi i dovoljno moćni generatori sposobni da dostignu vrhunske performanse u kratkim vremenskim periodima. Problemi korištenja takvih hidroelektrana, pak, posljedica su njihove strukturne složenosti i visokih troškova za održavanje. Osim toga, strogi zahtjevi za uslove lokacije derivacionih hidroelektrana također stvaraju dodatne logističke poteškoće u prijenosu električne energije na velike udaljenosti. Uprkos tome, šematski dijagrami takvih he i dalje se smatraju obećavajućim i u nekim industrijama se u potpunosti opravdavaju kao odličan model pouzdanog izvora jeftine energije.