Là nguồn năng lượng tái tạo lớn nhất, năng lượng thủy điện chiếm 22% lượng điện của thế giới và tạo ra nhiều năng lượng hơn các nguồn tái tạo khác như hệ thống năng lượng mặt trời , gió, nguồn địa nhiệt.
Đây là nhà máy phát điện lớn thứ hai sau các nhà máy chạy bằng nhiên liệu. Nhà máy thủy điện được xây dựng để sản xuất điện năng cho phụ tải cơ bản hoặc phụ tải đỉnh và trong một số trường hợp, nó mang cả hai phụ tải.
Các nhà máy điện này cung cấp điện đáng tin cậy do có nhiều đặc tính như khả năng theo dõi phụ tải, cung cấp phụ tải cao điểm, vận hành nhanh hơn ngay từ đầu, v.v.
Hoạt động của nhà máy thủy điện
Thủy điện được tạo ra từ nước chảy từ các con sông hoặc một số công trình nhân tạo có sẵn hoặc tích trữ nước. Các nhà máy thủy điện bao gồm hồ chứa với một con đập, chuồng nuôi, tuabin, máy phát điện , và đường truyền.
Đập được xây dựng gần hồ hoặc sông lớn để chứa nước trong hồ chứa. Đập giữ nước và tăng áp lực của nước ở tầng đáy. Nó được xây dựng ở độ cao lớn hơn để tăng tốc độ dòng chảy.
làm việc của nhà máy thủy điện
Nước từ các hồ chứa được dẫn qua các chuôi là những đường hầm khổng lồ để dẫn nước. Ở những nhà máy này, nước rơi xuống được dùng để quay trục động cơ.
Khi nước được cấp từ bể chứa qua các đường hầm trên cánh tua bin, tua bin bắt đầu quay theo hướng của lực nước. Vì tuabin này được ghép nối với trục máy phát điện, năng lượng điện được sản xuất bởi máy phát điện.
Ở đây động năng của nước chảy được biến đổi thành điện năng được truyền tới trạm biến áp qua đường dây tải điện như hình trên.
Lượng điện phụ thuộc vào hai yếu tố là
1. Đầu nước
2. Tốc độ dòng chảy của nước
Trụ nước cho biết khoảng cách giữa mặt nước và mặt tua bin và nó phụ thuộc vào lượng nước sẵn có trong bể chứa và kích thước của bể chứa. Nếu phần đầu lớn hơn, nước từ độ cao lớn hơn rơi xuống với lực nhiều hơn, làm tăng vòng quay của tuabin.
Điều này dẫn đến nhiều kết quả hơn sản xuất điện. Tương tự, nếu tốc độ xả nước nhiều hơn, công suất lớn sẽ được tạo ra vì lượng nước đổ xuống nhiều hơn và tốc độ nước phụ thuộc vào dung tích của sông như lượng nước khổng lồ hay nhiều nước chảy ở các con sông lớn hơn.
Các bộ phận / thành phần của nhà máy thủy điện
Xây dựng nhà máy thủy điện cần chi phí ban đầu cao để xây dựng một con đập, hồ chứa và nhà điện. Nhưng một khi nó được khởi động cần ít chi phí bảo trì hơn so với các nhà máy chạy bằng nhiên liệu.
Một số bộ phận hoặc thành phần chính của nhà máy thủy điện được mô tả dưới đây.
Đầm :
Đầm
Đây là những công trình được xây dựng trên sông để ngăn dòng nước và trữ nước trong hồ chứa. Đập thu và trữ nước vào mùa mưa và cho phép nhà máy hoạt động liên tục ngay cả trong mùa hè. Nó nâng đầu của nước lên để độ cao của nước rơi xuống tăng lên.
Cửa vào hoặc cửa kiểm soát :
Chúng được sử dụng để xả hoặc ngăn nước khỏi đập. Nước từ bể chứa được thoát qua các cửa này đến tổ máy tuabin. Nước có thế năng cũng như động năng khi nó chảy qua các cửa kiểm soát.
Penstock :
Penstocks
Nó giúp tăng vận tốc của nước với tốc độ cao hơn để dẫn động các tuabin. Đây là những đường ống dài dẫn nước từ bể chứa đến nhà tuabin.
Tua bin nước:
tuabin nước
Thế năng và động năng của nước từ bể chứa được cung cấp cho tuabin thủy điện được chuyển thành chuyển động quay. Khi nước đập vào các cánh tuabin, nó bắt đầu quay theo hướng của lực thực của nước.
Các loại tuabin khác nhau bao gồm tuabin bánh xe Kaplan, Francis và Pelton. Tua bin Francis là tua bin phổ biến nhất được sử dụng trong các nhà máy thủy điện khác nhau. Loại tuabin phụ thuộc vào phần đầu hoặc lượng nước và công suất phát điện.
Máy phát điện:
Chúng còn được gọi là máy phát điện trong đó trục rôto được ghép với trục tuabin. Do đó, trong khi tuabin quay, nó gây ra xoay máy phát điện trục. Sự quay này tạo ra công suất điện được truyền tới trạm biến áp qua đường dây tải điện.
Các loại nhà máy Hydro
Các nhà máy thủy điện được phân thành ba loại cơ bản theo cách thức hoạt động của chúng. Những phương pháp tạo là các nhà máy lưu trữ trên sông, lưu trữ và bơm và được giải thích ngắn gọn bên dưới.
Các nhà máy thuỷ điện trên sông
Nó còn được gọi là kiểu chuyển hướng của thực vật. Trong đó, một phần nước được chuyển hướng vào các kênh từ sông. Những loại cây này có thể không cần đập để trữ nước. Thiết kế và diện mạo của các nhà máy này khác với các nhà máy thủy điện thông thường. Chúng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho baseload.
Nhà máy thuỷ điện sông
Những nhà máy này sử dụng một ao nước nhỏ gọi là Forebay để đáp ứng lượng tải tức thời trong thời gian ngắn hơn. Forebay điều chỉnh lưu lượng nước đến tổ máy tuabin nên công suất ròng tạo ra cũng rất đa dạng. Nó làm giảm nhu cầu xây dựng các hồ chứa lớn để chứa nước dâng cao hoặc nước dâng cao, do đó chi phí ban đầu giảm so với các nhà máy lưu trữ.
Nhà máy thủy điện lưu trữ
Đây là loại nhà máy thủy điện phổ biến nhất đòi hỏi phải có một con đập để chứa nước trong hồ chứa. Đập tạo điều kiện tăng phần đầu cũng như vận tốc của nước.
Penstocks dẫn nước từ đập đến tổ máy tua-bin nên công suất tạo ra phụ thuộc vào nguồn cung cấp nước từ hồ chứa. Chúng được sử dụng như một cơ sở cũng như các nhà máy tải cao điểm. Sản lượng điện ròng được tạo ra nhiều hơn so với hoạt động của các nhà máy trên sông.
Nhà máy lưu trữ có bơm
Trong trường hợp này, việc bố trí bơm-tuabin và ống lồng có thể đảo ngược trao đổi nước giữa các bể chứa đầu (bể chứa trên) và các bể chứa đuôi. Trong trường hợp điện thấp, nhu cầu nước được bơm từ ao đuôi đến ao đầu bằng máy thủy lực. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng năng lượng được tạo ra từ các nhà máy đốt bằng nhiên liệu.
Nhà máy lưu trữ có bơm
Trong những giờ cao điểm hoặc tải trọng, nước được xả ngược từ ao đầu sang ao đuôi thông qua chuồng nuôi. Hiệu suất năng lượng của các nhà máy này thay đổi từ 70 đến 80%. Do phụ tải cao điểm cung cấp điện với chi phí thấp nên tăng doanh thu.
Ưu điểm của nhà máy thủy điện
• Chi phí vận hành thấp : Khi đập được xây dựng, điện được sản xuất với tốc độ không đổi vì không cần nhiên liệu.
• Không gây ô nhiễm: Nhà máy năng lượng thủy điện không tạo ra bất kỳ chất thải độc hại hoặc khí nhà kính nào do đó ô nhiễm bầu khí quyển ít hơn so với các nhà máy nhiệt điện và hạt nhân.
• Năng lượng tiết kiệm : năng lượng được tạo ra bằng năng lượng tái tạo, do đó không cần chi phí nhiên liệu trong khi tạo ra nó. Điều này làm cho chi phí điện thấp so với giá nhiên liệu hóa thạch đang tăng cao.
• Lưu trữ nước: Việc xây dựng nhà máy này cũng tạo điều kiện để cung cấp nước cho mục đích tưới tiêu và giảm lũ lụt, hạn hán bằng cách tích trữ nước. Điều này rất hữu ích vì nó khắc phục được tình trạng lãng phí nước không cần thiết.
Tôi hy vọng bạn đã hiểu rõ những kiến thức cơ bản về năng lượng thủy điện và hoạt động của nó. Hơn nữa bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến các dự án điện và điện tử, vui lòng viết đề xuất và nhận xét của bạn về bài viết này trong phần bình luận bên dưới. Và trả lời câu hỏi này nếu bạn quan tâm - Dựa vào công suất, nhà máy thủy điện được phân loại như thế nào?
Tín ảnh:
Đập trên sông của wikimedia
Penstocks của wikimedia
Tuabin nước xây dựng bởi snowyhydro
Run- of -river plant by wikimedia
Nhà máy lưu trữ được bơm bởi VAT
