كيف يمكن لدّية كهالة أن تصنع الكهرباء
وتستخدم الطاقة الكهرمائية طاقة التساقط أو تدفق المياه، ويخزن السدود المياه في ارتفاع؛ ويطلقها من خلال التوربينات يحول الطاقة إلى كهرباء.
في 60 ثانية: كيف يعمل
يستخدم سدّ الطاقة الكهرمائية طاقة الماء الذي يسقط من ارتفاع، حيث تدور المياه التي تتسرب من الخزان في توربينة، وتتحول التوربينة إلى مولد.
- السدّ يُعيق خزاناً، يُخزّن الماء عالياً فوق محطة الطاقة.
- يُطلق الماء في انبوب كبير يدعى پنستوك وانحدر الى الاسفل .
- البوابات القابلة للتعديل تتحكم بكمية المياه التي تصل إلى التوربينة، والتي تدور بينما تصطدم بها المياه.
- ويحول العمود التوربيني مولداً ينتج الكهرباء.
- وتترك المياه التوربينة وتعود إلى النهر تحت السد.
- المحولات ترفع من الجهد بحيث يمكن للقوة أن تنتقل إلى الشبكة.
هل تريد تفاصيل الهندسة؟ استكشف 3D نموذجثم تُقرأ (المذكرات الهندسية) and من أنواع و/.
م محطات الطاقة الكهربائية على نطاق العالم :: تم تحديث القراءة ذات الصلة · التمهيد والعرض- أمثلة تعليمية؛ لا يطلب إجراء استعراض مستقل للأقران الهندسية.
تم اختبار المعدات في 3D
دوران المعدات، تتبع تدفقات الطاقة، وفحص كل عنصر، اقرأ الخطوات الواردة أدناه في أي وقت.
Choose a step to read the process. Activate the 3D model or start a guided tour to use the animation controls.
محطة خزان الجاذبية - الدم مع وحدتين عموديتين من وحدات الفرانسيس ومولدات تزامنية مباشرة - جرية مباشرة. وتكشف أقسام الطاقة الكهربائية والتربينات عن بوابات محورية مترابطة، وأغلفة ثابتة، وأعمدة، ومحملات، ومسودات أنابيب موسعة، وإجمالي الرأس، وقانون تدفق البوابات، والكفاءة، و24 بول 50 هرتز، توضيح؛ ونموذج الدولة الثابتة ليس موافقة على السلامة الهيدروليكية أو الهيكلية أو على سلامة السدود. يتم إبطاء الحركة للتفتيش. المخطوطات الملونة تكشف عن تدفق من خلال المعدات المغلقة؛ البقول الذهبية تظهر صافي نقل الطاقة الكهربائية، وليس الإلكترونات الفردية.
كيف يعمل
- المياه في مستوى أعلى
- المياه التي تم التحكم فيها
- التناوب
- Generator electricity
- محول وشبكة
تقوم الطاقة المائية بتحويل طاقة الماء من مستوى أعلى إلى مستوى أدنى إلى كهرباء. تدخل المدخول الماء و القناة أو الخيط تحمله إلى التوربينة. في آلة فرانسيس الموضحة، تتحكم الطائرات المتوجهة في تدفق التيار إلى الراكب. يقوم العوادم بتحويل عمود متصل بمولد، و ترجع المياه إلى المجرى. تعتمد الطاقة المتاحة على كل من التدفق والرأس الهيدروليكي: الطاقة المتاحة لكل وزن وحدة من الماء، بعد الخسائر في ممرات المياه.
وبوسع الخزان أن يسمح للمشغلين باختيار متى يفرجون عن بعض المياه، في إطار إدارة المياه والحدود البيئية. فمحطة الجريان النهري تعتمد بشكل مباشر أكثر على تدفق النهر. ولا يعمل أي ترتيب من الترتيبين على خلق المياه، وبالتالي يؤثر التدفق الموسمي إلى الداخل والجفاف على الإنتاج. ويتم اختيار التوربينات لرؤوس الموقع وتدفقه بدلاً من مجرد ميغاواطه المثبتة. كما يشكل مرور الأسماك، وحركة الرواسب، وظروف المياه في المصب قواعد التصميم والتشغيل.
اتبع الماء، واحسب الطاقة
اثنان عموديّة الفرنسيّون، ليس Kapelan أو Pelton ماكينات. لكل منها مسار و مفكك مياه خاصّ بها؛ كلّ من تغذّي جامع واحد ومحول تصاعدي. تمّ تفقّد ممرات الكتب الرئيسية قبل هذا التّرقية. كلّ معلمة رقميّة هي خيار تعليمي توضيحيّ، ليس مُواصفات تثبيت حقيقيّة.
انتُقِس: استعراض عام لكامل نظام كامل.
تفسير بسيط
إمدادات الارتفاعات الطاقة؛ البوابات تنظم المياه. يقارن الرأس الإجمالي بين سطح الخزان وسطح المياه السفلية، ويمسك الرف بالحطام، ويدخل المدخول الماء وتنقله إلى الغلاف الحلزوني. ويساند/يوجه الممر المكشوف الثابت. ويربط بوابات العجلات لتنظيم المياه القادمة؛ وهي ليست شفرات العدائي. ]هك1]
الـ عـداء يـقود آلـة كـهربـاء مـستقلـة الماء موجه إلى الداخل ويدور إلى الأسفل من خلال المسند الثابت فرانسيس الهارب. العدائي والمدفأة المركزية للمولدات تدور معا؛ يظل الغلاف والجهاز الإحصائي ومساكن التحميل ثابتة. وحدة متزامنة متصلة تعمل بسرعة ملامسة الشبكة. المزيد من التصريف يزود المزيد من الدوران والطاقة، وليس RPM ثابت جديد. ]هك1] ]هك2] ]هك4]
وتترك المياه والطاقة الكهربائية مسارات مختلفة. مشروع الأنبوب المتوسع يقلل من سرعة المنفذ ويسترد جزء من رأس السرعة كضغط ثم يقود إلى التتبع. ثلاث مراحل تتناوب تيار (AC) تمر من خلال كل فاصل وحدة، والجمع والمحول إلى الشبكة. خلال الإطلاقات تتجنب توليد. مشروع أنبوب لا يخلق طاقة إضافية. ]هك1]
رصيد التشغيل الجاري
| حد الحدود | السلطة |
|---|---|
| المدخلات الهيدروليكية الإجمالية عن طريق كلا الوحدتين المولدتين | 12.210 |
| خسائر في المدخِل/المنفق | 0.581 |
| المياه غير المحولة/الطاقة الميكانيكية | 1.163 |
| Generator loss | 0.419 |
| محول/ خسارة تحصيل | 0.151 |
| م | 9.896 |
ويحسب الإفراج عن طريق الفرَض على حدة: 0.000 m³/s carries 0.000 MW of gross hydraulic potentialمجموع إمكانات التدريل المفرج عنها 12.210 MW. This is not all heat and is not included in generating-path efficiency.
| وحدة وحدة | Shaft MW | Torque kN·m | Generator MWac | Frequency Hz |
|---|---|---|---|---|
| فرنسيس 1 | 5.233 | 199.873 | 5.023 | 50 |
| فرنسيس 2 | 5.233 | 199.873 | 5.023 | 50 |
تفاصيل هن
رأس وقوّة Hg (م) Q هو تصريف الوحدة (م3/م) (h)c (م) و (ه)net = Hg − hc يمثل الرأس الطاقة لكل وزن الوحدة؛ ويشمل الارتفاع والضغط والسرعة. وهنا يتم إهمال رأسي السرعة السطح الحر. الرأس الصافي ليس هو عمق العدائي تحت الخزائن، واغغ هرتز.net غير مقدمة كضغط عَدْل مقيس. ]هك1]
Pe = ρ g Q Hnet ηt ηg · Pgrid = (Pe,1 + Pe,2) η)كذا(
Pe is generator AC output (W); ρ is water density (1,000 kg/m³); g is gravitational acceleration (9.80665 m/s²); ηt (أ) كفاءة التوربينات الإجمالية (0.90، بما في ذلك فقدان منهج المشروع والماء والميكانيكية)؛g (أ) كفاءة المولدات (0.96)؛)كذا( الكفاءة في التحويل/الجمع (0.985). الكفاءة والكثافة هي ثباتات مفترضة. لا تضرب في كفاءة استعادة مشروع أنبوبة ثانية: أداءه داخل ot. ]هك1]
قانون بوابات توضيحية، وليس مخططاً لـ(فرانسيس) لِنَكُونَ أمرَ بوابة/ 100 لوحدة مقبولة، أو صفر لوحدة منعزلة بغض النظر عن أمرها المخزن.)أ ع )ر = 10 m³/s at H)أ ع )ر = 60 m net head, and k = 0.03 s²/m⁵. Assume Q = a Q)أ ع )ر √(Hnet/H)أ ع )ر) and hc = kQ². With A = a²Q)أ ع )ر²/H)أ ع )ر, algebra gives Q² = AHg/(1+kA). Each penstock is independent. These invented coefficients are not a friction factor, manufacturer gate curve, computed pipe hydraulics or tested efficiency map. Actual efficiency varies with head, discharge and speed; very small positive commands are conceptual examples, not recommended operation.
م_همة و إلى. n ميكانيكي سرعة في ثورات في الدقيقة الواحدة (تتمة)، f هو تردد كهربائي (هرتز)، p هو مجموع عدد عامود المغنطيسية، ty هو z as agular count (rad/s)، و T هو T t troque (Nnm). الكتاب المدقق يستخدم الازواج القطبية، ب عد جميع الاعمدة. ]هك2]
n = 120 f / p = 120 × 50 / 24 = 250 rpm · ω = 2πn/60 · T = Pshaft/ω
The selected 24-pole wound-field generator connects directly to the selected 50 Hz grid. Constant speed is a steady synchronous assumption, not a governor simulation. Isolated/zero-flow units are shown parked with gates closed and breakers open; no synchronization, run-up, coasting, runaway or no-load motoring is animated. The animation uses 0.05 × physical rotation, then the display-speed multiplier.
Loss boundaries. الناتج الإجمالي للمدخلاتg يساوي خسارة القناة o QQhc + turbine loss Σ(Pnet − Pshaft) + generator loss Σ(Pshaft − Pe) + transformer loss + grid export. A bypass release has its own ρgQ(أ) (إنجراقHg مصطلحاً ومصطلحاً حيث(أ) (إنجراق يشير إلى هذا الإصدار غير المولد، وليس حساباً لـ brest- sepilowy. كفاءات التهوية هي تصدير الشبكة مقسوماً على إجمالي المدخلات الهيدروليكية من خلال وحدات التوليد، غير معرّفة عندما يكون ذلك المدخل صفر. لا تحسب الطاقة مرتين.
مُشّر مُشّر
Set 62.5 m gross head, both gate commands 100%, both units admitted, and zero bypass flow. Each unit passes 9.960238 M3/s; الخسارة في القناة هي 2.976190 m, leaving 59.523810 كل أداء 5.233 MW at 250 rpm, giving 199.873 nNnnnnnnnnnm; كلّ مولّد تسليم 5.023 MWac.
12.209572 MW = 0.581408 conduit + 1.162816 turbine + 0.418614 generator + 0.150701 transformer + 9.896032 grid.
وتتمثل كفاءة توليد الحث على عدم الكفاءة في 81.05%. Values above are rounded for reading; all displayed current-state values and the original browser scene use the same unrounded calculation. This is a checked algebraic balance with invented parameters, not a real station rating or validated time-domain simulation.
ما الذي يفعله القطع - ولا لا - يُظهر
- إن الروابط التنظيمية تحرك بوابات الوتر؛ فالشفرات الثابتة لا تقذف مثل الشفرة التي تُطلقها كابلان. ويكشف القسم الأصلي عن المعدات المغلقة دون أن يمثل ثقوباً مادية في مصنع تشغيل.
- أما المظلات فهي التي توجه المجرى واتجاه الدعم؛ فالأسس والمراسي والسرود والسرود تدعم الآلية، ولا تثبت هندسة المبسطة فيها الأحمال أو الاهتزاز أو التعب أو الأسس أو استقرار السدود.
- إن تغير ضغط الماء/السرعة من خلال توربين تفاعلي يرتبط بالضغط المحلي المنخفض بما فيه الكفاية؛ والضغط البخاري في الماء مرجع مهم، في حين تؤثر النوى والغاز المذاب على بدء النشاط. ومن الممكن أن يؤدي التغير المفاجئ في سرعة المخزون من القِلة إلى خلق موجة ضغط تسمى مطرقة الماء. ]هك1] لا مجال ضغط، هامش تهوية أو حامض الماء transent يتم حسابه. تغيير البوابات هو حالات تعليم فورية، لا تعليمات تشغيل آمنة.
- حوالي 5 متر لكل وحدة مشهد؛ المسافات مضغوطة، تفاصيل المعدات مكبرة، أسطح الماء مبسطة. معامل الخسارة العددية غير مستنتج من هذه الأبعاد. تظهر الجسيمات المسار/المسار، وليس تدفق الكتلة، أو سرعة السائل أو الحركة الإلكترونية.
- وتعتمد الطاقة الكهرمائية على توافر الرأس والماء، كما أن تشغيل المكامن المائية ينطوي على قيود بيئية وقيود على إدارة المياه؛ ويفترض هذا النموذج تدفقاً كافياً ولا يتنبأ باستنفاد الخزانات أو الآثار الإيكولوجية.
تنززر المُحثث الأصلي الأصلي● تدرج في مصدر المشروع نصوص تتعلق بالجيل والفحص الهندسي؛ وهذا هو التصوير التربوي، وليس تصميماً للتثبيت معتمداً.
المراجع
- (H1) جون س. جوليفر وروجر أ. أ. أرندت، محرران. دليل هندسي. McGraw-Hill, 1991. ISBN 0-07-025193-2. Checked Arndt’s Chapter 4, printed 4.4–4.7, 4.15, 4.28–4.30 and 4.33–4.34, including equations (4.2), (4.9), (4.16a), in the University of Minnesota institutional scan. Also checked Chapter 5, §5.5, printed 5.55, for the qualitative water-hammer mechanism. These are selected passages, not a review of the entire book.
- (H2) هيربرت ه. الديناميات الكهربائية الميكانيكية، الجزء الأول. Wiley, 1968; lawful MIT OpenCourseWare reissue, 2009. Checked Chapter 4, §4.1.8, equation (4.1.95) and synchronous-speed examples in the MIT-hosted chapterالمعادلة تستخدم الاعمدة الكلية بدلا من الازواج الازواج الازواج من الاعمدة .
- القراءة فقط
[H3] Theodore Wildi. الأجهزة الكهربائية والمقاصـر ونظم الطاقة, 6th edition, Pearson New International Edition, published 2013 / ©2014. Only the publisher metadata and contents H2 هو أساس دفتر الكتب الكهربائية - الآلية الذي تم فحصه فعلياً.
الوثائق التقنية التكميلية
[H4] وزارة الطاقة الأمريكية. Types of Hydropower Turbines- الجزء الفرنسي: الشفرات الثابتة، وغلاف اللفائف، وبوابات الفك، ومسودات الأنبوب، والتعرف التكميلي، وليس الدليل على أبعادنا أو كفاءاتنا.
تم التحقق من المصادر لا توجد نسخ من التفسيرات والرسوم التوضيحية الأصلية، ولا يوجد أي أمثلة توضيحية على الكتاب المدرسي، ولا توجد ضوابط البرمجيات والمصدر والقياسات الجغرافية الجامدة التي لا تنشئ استعراضا مستقلا للأقران الهندسية، ولا الامتثال للمعايير، ولا سلامة السدود أو الموافقة على التصميم.
داخل الـ
اتبعوا الآلات، السوائل العاملة، و الوصلات الكهربائية.
ميكانيكي
المداخل المنفصلة وقوائم القلم المدعمة تغذي كل غلاف من أغلفة الحلزونات. وتسبق السيارات الثابتة بوابات الـ "ويكيت" المرتبطة، التي تنظم التصريف إلى عداء فرانسيس الثابت المظلة. تسوق المداخل كهوازية دوارات المولد؛ تحملات التوجيه/الأقدام ومساكنها ثابتة. وفصل بين توسيع أنابيب المسودات التي تتصل بشكل مستمر إلى الملاحق.
(الحرارة و المادة
يقارن إجمالي الرأس الأسطح في أعلى وأسفل؛ ويقلل فقدان القناة من رأس صافي كل وحدة. فالتربين الكامل يحول المدخلات الهيدروليكية إلى طاقة المواضع، بما في ذلك استعادة أنبوب المشروع ضمن كفاءته الإجمالية. تعود المياه إلى أسفل المصب دون أن تحرق أو تغلي. والتجاوز المنخفض المستوى المنفصل المغرق لا يضيف أي جيل؛ وتسرب الجمجمة مغلق وغير محدد. والحقول الضغطية والتكاوي والمطرقة المائية غير محاكية.
Electrical
Each 24-pole synchronous generator runs at 250 rpm in the selected 50 Hz generating state. Gate changes alter torque and output, not synchronous speed. Per-unit breakers feed a three-phase collector, transformer and grid. Zero-flow or isolated units are parked with open breakers; synchronization, auxiliaries, reactive power and protection are omitted.
الأنواع والأنواع والأنواع
ويبين النموذج مصنعاً تقليدياً مع توربين فرانسيس، وتصف أول ثلاث فئات كيفية إدارة المصنع للمياه؛ وتصف آخر ثلاث فئات تصميمات توربينية، وهي خيارات تكميلية: لا تزال محطة الخزان أو تشغيل النهر تحتاج إلى توربين مناسب لموقعها.
المكهرب أو المكائن
ويحمل السد الماء في خزان فوق محطة الطاقة، ويطلق المشغلون الماء من خلال ممرات التوربينات، باستخدام الفرق بين مستويات المياه في أعلى المصب ومستويات المياه في المصب، ويمكن أن يتحول التخزين إلى توليد في وقت مختلف عن وصول تدفق النهر، رهنا بحدود الخزانات والاستخدامات المائية الأخرى.
التغييرات في الممارسة
ويضفي التخزين مرونة على التشغيل، ولكن يجب أن يتقاسم إنتاج الكهرباء المياه مع احتياجات مثل إدارة الفيضانات والري والنظم الإيكولوجية وإمدادات المياه.
الركض في مكان العمّام أو المصنع
ان قنوات تحويل النهر عبر مجرى مائي وتوربينية قبل ان ترجعه الى المصب ، فهي تستخدم السقوط الطبيعي للنهر وقد يكون لها بركة او بركة محدودة وليس خزان تخزين كبير ، وبالتالي يتبع الجيل تدفق النهر المتاح بشكل اقرب .
التغييرات في الممارسة
ويصف الاسم ترتيب المياه؛ ولا يعني ذلك أن كل مشروع يخلو من السدود أو لا يؤثر على النهر.
ماريوم - مضخ - مُحْرِم
محركات الكهرباء التي تنقل المياه من خزان أسفل إلى خزان علوي، ثم تتدفق المياه من خلال التوربينات لتوليدها، وتستخدم بعض المصانع مضخات - توربينات - مولدات محركات قابلة للعكس، بينما تقوم أخرى بفصل معدات الضخ والتوليد، وتربط الطاقة المخزنة بالماء المرتفع.
التغييرات في الممارسة
هذا هو تخزين الطاقة: فهو يأتي بكهرباء أقل من الضخ المستهلك، ويحول الطاقة عبر الزمن بدلاً من توفير مصدر جديد للطاقة الأولية.
ت
يقوم غلاف حلزوني بتوزيع الماء المضغوط حول العدائي. يتوجه الدليل القابل للتعديل إلى الداخل من خلال شفرات عدائي منحنية، ثم يغادر بعد ذلك اتجاه الطوافة من خلال أنبوبة. يساهم الضغط وتغيرات السرعة في دوران الدوران المحول إلى المولد.
التغييرات في الممارسة
تُثبَّت شفرات العدائي عادة ؛ وتنظِّم الطوافات الارشادية المياه الواردة .
تربينات كابلا ومدفر
ويمر الماء أساساً على طول محور الركض على شكل مراوح، حيث يكيف التربينات الكابلانية كلاً من خط العرض النافذ وموضع الدليل - الفين بحيث يستوعب الظروف المتغيرة، وتستعمل التوربينات ذات المروحية الثابتة ذات المصباح المائل نفس اتجاه التدفق العام ولكن لها نطاق تشغيلي أضيق كفاءة.
التغييرات في الممارسة
وتعود هذه التوربينات التفاعلية بالفائدة حيثما يكون الرأس منخفضا نسبيا ويكون التدفق عاليا. وتساعد الشفرات القابلة للتعديل على استجابة آلة كابلان للظروف المائية المتغيرة.
تسر
إن كل من هذه النفاثة تُـقَسِّم الدلاء حول حافة الراكب وتُغيِّر اتجاهه، فتنتقل قوة الدفع إلى العمود. ويعمل الراكب في مساكن مليئة بالهواء بدلاً من ممر مائية مضغوطة بالكامل، وتُـبعَد المياه المستنفَدة بعيدا.
التغييرات في الممارسة
وتتناسب آلات الپيلتون مع المواقع العالية الرأس ذات التدفق المتواضع نسبيا .
Worth knowing
- وتستخدم النباتات التي تركض على نهر النهر تدفق النهر مع قليل من التخزين أو معدوم.
- وتضخ مصانع التخزين المكدسة المياه إلى أعلى من مستوى الهضاب عندما تكون الكهرباء وفيرة وتطلقها لاحقا.
- ويعتمد الناتج على هطول الأمطار وصهر الثلج، وبالتالي يتغير من سنة إلى أخرى.
انظر الأمثلة الحقيقية
The atlas includes 9,244 hydro records worldwide.
Show on the mapلا تحمل
المراجع
هذه الكتب هي قراءة أخرى، لا إثبات أن كل تفسير تم فحصه مقابل كل طبعة. (بثبت مراجع and استعراض فترة الاستعراض.
- Hydropower Engineering Handbookأنواع الطوربين، والأخشاب، والمسارب، وتصميمات محطات الطاقة الكهرمائية (مجانا للتنزيل).
- Renewable and Efficient Electric Power Systemsالرأس، التدفق ومعادلة الطاقة لمحطات الطاقة الكهرمائية.
المصادر
- EIA: Hydropower explained ↗
- US DOE: Hydropower turbines ↗
- US DOE: Head, tailwater and hydropower terminology ↗
- المقاطع تكشف عن المعدات المغلقة، والتصاميم والأبعاد والمواد وسرعة الحركة هي أمثلة توضيحية، وهذا نموذج تعليمي، لا تصميم نباتي أو محاكاة حرارية.