Kuidas Hüdroelektrijaamad Töötavad

{h1}

Hüdroelektrijaamad toodavad umbes 24 protsenti maailma elektrienergiast ja tarnivad rohkem kui miljardit inimest. Uuri, kuidas hüdroelektrijaamad töötavad.

Ülemaailmselt toodavad hüdroelektrijaamad umbes 24 protsenti maailma elektrienergiast ja tarnivad rohkem kui 1 miljardit inimest. Maailma hüdroelektrijaamad toodavad kokku kokku 675 000 megavattivastavalt riikliku taastuvenergia laboratooriumi hinnangul 3,6 miljardit barrelit naftat. Ameerika Ühendriikides on üle 2000 hüdroelektrijaama, mis muudab hüdroenergia riigi suurimaks taastuvenergiaallikaks.

Selles artiklis me vaatame, kuidas voolav vesi loob energiat ja saab teada hüdroloogia tsüklist, mis tekitab hüdroenergia jaoks vajalikku vooluvee. Sul on ka pilguheit ühe hüdroenergia ainulaadsel kasutamisel, mis võib mõjutada teie igapäevaelu.

-

Veevarustus

Kuidas hüdroelektrijaamad töötavad: töötavad

Jõevaalu vaatamisel on raske ette kujutada jõudu, mida ta kannab. Kui teil on kunagi olnud rafting, siis olete tundnud väikese osa jõe võimust. Valgevee kaldteed luuakse jõena, mis kannab suures koguses vee allasõitu, kitsaskohti läbi kitsa läbisõidu. Nagu jõgi sunnitakse läbi selle avause, selle vool kiireneb. Üleujutused on veel üks näide selle kohta, kui palju tohutu veekogus võib avaldada.

Hüdroelektrijaamad kasutavad vee energiat ja kasutavad lihtsat mehhaanikat, et muuta see energia elektrienergiaks. Hüdroelektrijaamad põhinevad pigem üpris lihtsal kontseptsioonil - veekogu kaudu voolav vesi muudab generaatorit muutes turbiini.

Siin on tavalise hüdroelektrijaama põhikomponendid:

Kuidas hüdroelektrijaamad töötavad: läbi

Võll, mis ühendab turbiini ja generaatorit
  • Tamm - Enamik hüdroelektrijaamu toetub tammile, mis hoiab vett, luues suured reservuaar. Tihti kasutatakse seda veehoidla puhkealal, nagu Washingtoni osariigis Grand Coulee'i tamm Roosevelti järv.
  • Tarbimine - Avatud tammi avanevad väravad ja gravitatsioon tõmbab vett läbi püstocktorujuhe, mis viib turbiini. Vesi tekitab survet, kui see toru voolab.
  • Turbiin - Vesi lööb ja muudab turbiini suured labad, mis on kinnitatud generaatorile selle kohal võlli abil. Kõige tavalisem hüdroelektrijaamade turbiinide tüüp on Francis Turbine, mis näeb välja nagu suur ketas kumerate teradega. Vastavalt Vesi ja energiahariduse Sihtasutuse (FWEE) andmetele võib turbiin kaaluda kuni 172 tonni ja pöörduda kiirusega 90 pööret minutis (rpm).
  • Generaatorid - Kui turbiini labad on omakorda keeratud, siis tehke generaatori sees ka magnetid. Hiiglaslikud magnetid pöörlevad minevikus vasktrooli, toodavad vahelduvvoolu (AC), liigutades elektronid. (Lisateavet selle kohta, kuidas generaator töötab hiljem.)
  • Trafo - Trafo sees jõujaam võtab vahelduvvoolu ja muudab selle kõrgpingevooluks.
  • Elektriliinid - igast elektrijaamast tulevad neli juhtmest: kolm elektrienergia faasi toodetakse üheaegselt, lisaks kõigile kolmele ühine neutraalne või maapind. (Lugege, kuidas elektrivõrgud töötavad, et saada lisateavet elektriülekande kohta.)
  • Väljavool - Kasutatud vesi juhitakse läbi torujuhtmete, mida nimetatakse sillutisedja jõuab uuesti jõge allavoolu.

Veepaaki reservuaaris arvestatakse salvestatud energia. Kui väravad on avatud, muutub vett läbi voolav vesi kineetiline energia sest see on käimas. Generaatori poolt toodetud elektrienergia arvutamiseks on mitu tegurit. Kaks neist teguritest on veevool ja summa hüdrauliline pea. Pea viitab veepinna ja turbiinide vahelisele kaugusele. Pea ja voolu suurenemise tõttu toodetakse ka elektrit. Pea sõltub tavaliselt vee kogusest mahutist.

Lihtne algus

20. sajandi keskpaigas jõudis hüdroenergia kasutamine, kuid idee kasutada vett elektri tootmiseks läheb tagasi tuhandeid aastaid. Hüdroelektrijaam on põhimõtteliselt suuremahuline veeratas. Räägitakse, et enam kui 2000 aastat tagasi on kreeklased kasutanud veesõel nisu peenestamiseks jahu. Need iidsed veerulad on nagu tänapäeva turbiinid, mis pöörlevad, kui voolav vesi tabab terasid. Rataste püügivahendid viivad nisu jahu alla.

Pumbatud ladustamisrajatised

Hooveri düksi hiiglaslikud generaatorid toodavad rohkem kui 2000 megavatti.

Hooveri tammi hiiglaslikud generaatorid toodavad rohkem kui 2000 megavatti.

Seal on veel üks hüdroelektrijaam, mida nimetatakse pumbajaam. Tavapärasel hüdroelektrijaamal voolab reservuaar vett läbi taime, väljub ja viiakse läbi voolu. Pumbajaamal on kaks reservuaari:

  • Ülemine reservuaar - Nagu tavaline hüdroelektrijaam, tekitab tamm reservuaari. Selles veehoidris vesi voolab läbi hüdroelektrijaama elektri tootmiseks.
  • Alumine mahuti - hüdroelektrijaamast väljuv vesi voolab madalama reservuaari asemel jõe uuesti jõudma ja voolab allavoolu.

Kasutades a pöörduv turbiin, võib taim pumbata vett tagasi ülemisse reservuaari. Seda tehakse tipptundidel. Sisuliselt täidab teine ​​mahuti ülemist reservuaari. Pumbates vett tagasi ülemisele reservuaarile, on sellel seadmel rohkem vett elektri tootmiseks tippkoormuse perioodidel.

Generaator

Hüdroelektrijaama südameks on generaator. Enamikul hüdroelektrijaamadest on mitu neist generaatoritest.

Generaator, nagu võis arvata, genereerib elektrienergiat.Sellisel viisil elektritootmise põhiprotsess on pöörata magnetide seeriat traadi rullides. See protsess liigub elektronid, mis toodavad elektrivoolu.

Hooveri tammil on kokku 17 generaatorit, millest igaüks võib genereerida kuni 133 megavatti. Hooveri tammi hüdroelektrijaama koguvõimsus on 2074 megavatti. Iga generaator on valmistatud teatud põhiosadest:

  • Võll
  • Ekskavaator
  • Rootor
  • Stator

Nagu turbiin keerleb, on erandjuhtum saadab rootori elektrivoolu. The rootor on seeria suurtest elektromagnettidest, mis keerleb vasest traadi tihedalt kinni keerduma, mida nimetatakse staator. Rätiku ja magneti vaheline magnetvälja tekitab elektrivoolu.

Hooveri tamm liigub generaatorist trafosse 16 500 võimsusega voolu, kus praegune raadiused edastatakse kuni 230 000 amprini.

Hüdroloogia tsükkel

Hüdroloogiline tsükkel

Hüdroloogiline tsükkel

Hüdroelektrijaamad kasutavad looduslikult esinevat pidevat protsessi - protsessi, mis põhjustab vihma langemist ja jõgede tõusu. Igal päeval kaotab meie planeet atmosfääris väikese koguse vett, kuna ultraviolettkiired muruvad vee molekule üksteisest. Kuid samal ajal levib vulkaaniline aktiivsus Maa sisemise osa kaudu uut vett. Uue vee kogus ja kaotatud veekogus on umbes samad.

Maailma kogu vee kogus on igal ajahetkel erinevates vormides. See võib olla vedel, nagu ookeanidel, jõedel ja vihmas; kindel, nagu ka liustikes; või gaasiline, nagu õhu nähtamatu veeaur. Vesi muudab olukorda, kui ta liigub planeedil tuulevooludega. Tuulevoolu tekitavad päikese kütte aktiivsus. Õhuvoolu tsüklid on loodud päikese eest, mis säravad rohkem ekvaatoril kui teistel planeedi tasanditel.

Õhuvoolu tsüklid juhivad Maa veevarustust läbi oma tsükli, mida nimetatakse hüdroloogiline tsükkel. Kuna päike soojendab vedelat vett, siis vesi aurustub õhku paisata. Päike soojendab õhku, põhjustades õhu tõusu atmosfääri. Õhk on külmem ülespoole, nii et veeaur tõuseb ja jahtub, kondenseerumine tilkadeks. Kui ühes piirkonnas koguneb piisavalt piiskasid, võivad tilgad muutuda raskemaks, et maapinnale tagasi pöörata sademed.

Hüdroloogiline tsükkel on oluline hüdroelektrijaamade jaoks, sest need sõltuvad veevoolust. Kui taime läheduses puuduvad vihmasadu, ei kogune vesi ülesvoolu. Kui vett pole kogutud, tekib hüdroelektrijaamast vähem vett ja tekib vähem elektrit.

Kas sa teadsid?

Allikad: USA Umbroloogiaagentuur ja riiklik taastuvenergia labor

  • Suurim hüdroelektrijaam maailmas on Itaipu ühisomandis Brasiilia ja Paraguay. Itaipu võib toota 12 600 megavatti.
  • Teine suurim hüdroelektrijaam on Guri jõuallikas, mis asub Caroni jõel Venezuelas. See võib toota 10 300 megavatti.
  • Suurim USA hüdroelektrijaam on Grand Coulee Washingtoni osariigi Columbia jõe elektrijaam. See võib toota 7600 megavatti ja praegu uuendatakse 10,080 megavatti. (NREL)

Hüdroelektrilised jalatsid

Patent nr 6,239,501 pilt: hüdroelektrilise generaatori koosseisuga jalatsid

Patent nr 6,239,501 pilt: hüdroelektrilise generaatori koosseisuga jalatsid

Hüdroenergeetika põhieesmärk on kasutada turbiini laba keeramiseks liikuva vedeliku võimsust. Tavaliselt tuleb selle funktsiooni täitmiseks ehitada jõe keskel suur tamm. Uus leiutis kasutab palju väiksemas ulatuses hüdroenergia ideed, et anda kaasaskantavatele elektroonilistele seadmetele elektrit.

Leiutaja Robert Komarechka Ontario, Kanada, on välja töötanud idee paigutada väikesed hüdroenergia generaatorid jalatsite talladesse. Ta usub, et need mikroturbiinid toodavad piisavalt elektrit peaaegu iga vidina kasutamiseks. 2001. aasta mais sai Komarechka patendi oma unikaalse suu jõuallikaga seadme jaoks.

Kuidas me kõnnime, on väga põhiprintsiip: jalg langeb kummardus kummutamiseks igal sammul. Kui sinu jalg maandub maapinnal, lööb jõud teie kreeni läbi. Kui valmistate järgmise sammu ette, liigutate jalg edasi, nii et jõud viiakse jalgpalli. Komarechka ilmselt märkas seda jalgsi põhiprintsiipi ja on välja töötanud idee selle igapäevase tegevuse võimu ära kasutada.

Komarechka "hüdroelektrilise generaatoriga jalatsid" on viiest osast, nagu on kirjeldatud tema patendis:

  • Vedelik - süsteem kasutab elektrit juhtivat vedelikku.
  • Sakid hoiavad vedelikku - Üks kott asetatakse kandale ja teine ​​jalatsi jalatsile.
  • Kanalid - Kanalid ühendavad iga koti mikrogeneraatoriga.
  • Turbiin - Kuna vesi liigub edasi-tagasi talla, liigub see väikese turbiini labad.
  • Microgenerator - Generaator paikneb kahe vedelikuga täidetud kotis vahel ja sisaldab a vöörrootor, mis juhib võlli ja lülitab generaatori välja.

Inimese jalutuskäigu ajal surutakse vedeliku kokkusurumine jalatsi kannale, mis asetseb kinga kreenis, läbi vedeliku läbi toru ja hüdroenergia generaatormooduli. Kui kasutaja jätkab kõndimist, tõstetakse kanist ja jalatsile palli all asetatakse allapoole surve. Vedeliku liikumine pöörab rootori ja võlli elektri tootmiseks.

Juhtmete ühendamiseks kaasaskantava seadmega antakse väliskeermega pistikupesa. Võimalik, et kasutaja turvavöös võib olla ka toitejuhtme väljundseade.Sellele toitejuhtme väljundseadmele saab seejärel ühendada elektroonilisi seadmeid, mis tagavad kindla energiavarustuse.

"Aku töötavate, kaasaskantavate seadmete arv kasvab," ütleb patendis, "on üha enam vaja luua pikaajaline, kohanemisvõimeline ja tõhus elektrienergiaallikas." Komarechka loodab, et tema seadet kasutatakse kaasaskantavate arvutite, mobiiltelefonide, CD-mängijate, GPS-vastuvõtjate ja kahesuunaliste raadiote sisselülitamiseks.

Lisateavet hüdroelektrijaamade ja nendega seotud teemade kohta leiate järgmisel lehel olevatel linkidel.


Video Täiendada: Tudulinna HEJ.




Uurimistöö


Uus Uuring Jälgib Süsiniku Sotsiaalseid Kulusid (Op-Ed)
Uus Uuring Jälgib Süsiniku Sotsiaalseid Kulusid (Op-Ed)

Kuidas Tall Can Trees Kasvab?
Kuidas Tall Can Trees Kasvab?

Teadusuudised


Miks Tourette Teeb Inimestest Valet Kontrolli?
Miks Tourette Teeb Inimestest Valet Kontrolli?

Maa Külma Temperatuuri Taga Olev Lugu
Maa Külma Temperatuuri Taga Olev Lugu

Hundid Võita Koerad Loogikatsel
Hundid Võita Koerad Loogikatsel

Füüsika Nobel Läheb 3-Ni, Kes Õppis Matemaatilisi Riike
Füüsika Nobel Läheb 3-Ni, Kes Õppis Matemaatilisi Riike

Uus Skaneerimine Tuvastab Kehakujunduse Riide All
Uus Skaneerimine Tuvastab Kehakujunduse Riide All


ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com