Perangkat dan prinsip pengoperasian pembangkit listrik tenaga air
Sejak zaman kuno, orang telah menggunakan tenaga penggerak air. Mereka menggiling tepung di pabrik yang digerakkan oleh arus air, mengarungi batang pohon yang berat di hilir, dan umumnya menggunakan tenaga air untuk berbagai tugas, termasuk tugas industri.
Pembangkit listrik tenaga air pertama
Pada akhir abad ke-19, dengan dimulainya elektrifikasi kota, pembangkit listrik tenaga air mulai mendapatkan popularitas dengan sangat cepat di dunia. Pada tahun 1878, pembangkit listrik tenaga air pertama di dunia muncul di Inggris, yang kemudian hanya menyalakan satu lampu busur di galeri seni penemu William Armstrong ... Dan pada tahun 1889, sudah ada 200 pembangkit listrik tenaga air di Amerika Serikat saja.
Salah satu langkah terpenting dalam pengembangan tenaga air adalah pembangunan Bendungan Hoover di AS pada tahun 1930-an. Adapun Rusia, sudah pada tahun 1892, pembangkit listrik tenaga air empat turbin pertama dengan kapasitas 200 kW dibangun di sini di Rudnia Altai di Sungai Berezovka, yang dirancang untuk menyediakan listrik untuk drainase tambang di tambang Ziryanovsky.Jadi, dengan perkembangan listrik oleh umat manusia, pembangkit listrik tenaga air menandai pesatnya kemajuan industri.
Prinsip pengoperasian pembangkit listrik tenaga air
Saat ini, pembangkit listrik tenaga air modern adalah bangunan besar dengan kapasitas terpasang gigawatt. Namun, prinsip pengoperasian pembangkit listrik tenaga air umumnya tetap sederhana dan hampir persis sama di mana-mana. Tekanan air yang diterapkan pada bilah turbin hidrolik menyebabkannya berputar, dan turbin hidrolik, pada gilirannya, terhubung ke generator, memutar generator. Generator menghasilkan listrik yang dan diumpankan ke stasiun transformator dan kemudian ke saluran listrik.
Rotor Pembangkit Hidro:
Di ruang turbin pembangkit listrik tenaga air, unit hidrolik dipasang yang mengubah energi aliran air menjadi listrik, dan semua perangkat distribusi yang diperlukan, serta perangkat kontrol dan pemantauan untuk pengoperasian pembangkit listrik tenaga air, berada langsung di gedung pembangkit listrik tenaga air.
Output dari pembangkit listrik tenaga air tergantung pada jumlah dan tekanan air yang melewati turbin. Tekanan langsung diperoleh karena gerakan aliran air yang diarahkan. Ini bisa berupa air yang terkumpul di bendungan saat bendungan dibangun di lokasi tertentu di sungai, atau tekanan yang terjadi karena pengalihan aliran—yaitu, saat air dialihkan dari saluran melalui terowongan atau kanal khusus. Jadi, pembangkit listrik tenaga air adalah bendungan, turunan dan bendungan.
Pembangkit listrik tenaga air bendungan yang paling umum didasarkan pada bendungan yang menghalangi dasar sungai.Di belakang bendungan, air naik, menumpuk, menciptakan semacam kolom air yang memberikan tekanan dan tekanan. Semakin tinggi bendungan, semakin kuat tekanannya. Bendungan tertinggi di dunia, setinggi 305 meter, adalah Bendungan Jinping 3,6 GW di Sungai Yalongjiang di Sichuan barat di Cina barat daya.
Pembangkit listrik tenaga air terdiri dari dua jenis. Jika sungai mengalami sedikit penurunan, tetapi relatif melimpah, maka dengan bantuan bendungan yang menghalangi sungai, tercipta perbedaan ketinggian air yang cukup.
Sebuah waduk terbentuk di atas bendungan, yang memastikan pengoperasian stasiun yang seragam sepanjang tahun. Di dekat tepian di bawah bendungan, di dekatnya, dipasang turbin air, dihubungkan ke generator listrik (dekat stasiun bendungan) Jika sungai dapat dilayari, maka kunci dibuat di tepian seberang untuk lewatnya kapal.
Jika sungai tidak terlalu kaya akan air, tetapi memiliki perendaman yang besar dan arus yang deras (misalnya sungai pegunungan), maka sebagian air dialihkan melalui saluran khusus yang kemiringannya jauh lebih rendah daripada sungai. Saluran ini terkadang memiliki panjang beberapa kilometer. Terkadang kondisi lapangan memaksa saluran untuk diganti dengan terowongan (untuk pembangkit listrik). Hal ini menciptakan perbedaan ketinggian yang signifikan antara outlet kanal dan hilir sungai.
Di ujung saluran, air masuk ke pipa dengan kemiringan curam, di ujung bawahnya terdapat turbin hidrolik dengan generator. Karena perbedaan level yang signifikan, air memperoleh energi kinetik yang besar, cukup untuk menggerakkan stasiun (stasiun penurunan).
Stasiun semacam itu dapat memiliki kapasitas besar dan termasuk dalam kategori pembangkit listrik regional (lih. Pembangkit listrik tenaga air kecil).Di pabrik terkecil, turbin terkadang diganti dengan kincir air yang kurang efisien dan lebih murah.
Pembangunan pembangkit listrik tenaga air Zhigulev dari mata air
Diagram skematik sambungan listrik HPP Zhigulev
Bagian melalui pembangunan pembangkit listrik tenaga air Zhigulev. 1 — output untuk membuka RU 400 kV; 2 — lantai kabel 220 dan 110 kV; 3 — lantai peralatan listrik, 4 — peralatan pendingin transformator; 5 — saluran bus yang menghubungkan belitan tegangan generator transformator dalam "segitiga"; 6 — derek dengan kapasitas muat 2X125 ton; 7 — derek dengan kapasitas muat 30 ton; 8 — derek dengan kapasitas muat 2X125 t; 9 — struktur penahan sampah; 10 — derek dengan kapasitas muat 2X125 ton; 11 — lidah logam; 12 — derek dengan kapasitas muat 2X125 ton.
Zhigulev HPP adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar kedua di Eropa, pada tahun 1957-1960 merupakan pembangkit listrik tenaga air terbesar di dunia.
Unit pertama stasiun dengan kapasitas 105 ribu KW dioperasikan pada akhir tahun 1955, pada tahun 1956 11 unit lagi dioperasikan selama 10 bulan. 1957 — sisa delapan unit.
Sejumlah besar fasilitas energi baru, dalam beberapa kasus unik, telah dipasang dan beroperasi di pembangkit listrik tenaga air.
Jenis pembangkit listrik tenaga air dan perangkatnya
Selain bendungan, pembangkit listrik tenaga air termasuk bangunan dan switchgear. Peralatan utama pembangkit listrik tenaga air terletak di dalam gedung, turbin dan generator dipasang di sini. Selain bendungan dan bangunan, pembangkit listrik tenaga air mungkin memiliki kunci, saluran pelimpah, jalur ikan, dan lift perahu.
Setiap pembangkit listrik tenaga air memiliki struktur yang unik, oleh karena itu ciri pembeda utama pembangkit listrik tenaga air dari jenis pembangkit listrik industri lainnya adalah individualitasnya. Omong-omong, waduk terbesar di dunia terletak di Ghana, yaitu waduk Akosombo di Sungai Volta. Ini mencakup 8.500 kilometer persegi, yang merupakan 3,6% dari luas seluruh negara.
Jika ada kemiringan yang signifikan di sepanjang dasar sungai, maka pembangkit listrik tenaga air turunan didirikan. Tidak perlu membangun waduk besar untuk bendungan, melainkan air hanya dialirkan melalui saluran air atau terowongan yang didirikan khusus langsung ke gedung pembangkit listrik.
Bak pengatur harian kecil kadang-kadang diatur di pembangkit listrik tenaga air turunan, yang memungkinkan tekanan dikontrol dan dengan demikian jumlah listrik yang dihasilkan, tergantung pada kelebihan jaringan listrik.
Fasilitas penyimpanan pompa (PSPP) adalah tipe khusus pembangkit listrik tenaga air. Di sini, stasiun itu sendiri dirancang untuk memuluskan fluktuasi harian dan beban puncak sistem tenaga, dan dengan demikian meningkatkan keandalan jaringan listrik.
Stasiun semacam itu dapat bekerja baik dalam mode generator maupun dalam mode penyimpanan, saat pompa memompa air ke cekungan atas dari cekungan bawah. Cekungan dalam konteks ini adalah objek cekungan yang merupakan bagian dari reservoir dan berdekatan dengan pembangkit listrik tenaga air, hulu adalah hulu, hilir adalah hilir.
Contoh fasilitas penyimpanan yang dipompa adalah Waduk Taum Sauk di Missouri, dibangun 80 kilometer dari Mississippi, dengan kapasitas 5,55 miliar liter, memungkinkan sistem tenaga menyediakan kapasitas puncak 440 MW.