0

فرایند و تجهیزات

آشنایی با نیروگاه آبی

آذر ۲۹, ۱۳۹۵ در ۷:۱۳ ب.ظ


—نیروگاه آبی (Hydropower) نیاز به سوخت ندارند و به لحاظ حفظ محیط زیست و ذخایر آبی، یاری رسان هستند. در کنار آن، تجربه نشان داده است که پرداختن به تبعات صنعت سدسازی می تواند منافع دراز مدت کشور را تامین کنددرتضمین کند. نیروگاه های برق آبی در کنترل فرکانس شبکه نقش مؤثری دارند، با توجه به معضل تغییر فرکانس در شبکه کشور، وجود این نیروگاه ها در کنترل فرکانس مفید است.—نیروگاه های برق آبی، انرژی مورد نیاز خود را برای تولید برق از جریان آب رودخانه ها یا کانال های انتقال آب تأمین می کنند. حدود ۲۶ هزار مگاوات ظرفیت تولید برق آبی در ایران وجود دارد که بخش عمده آن از حوزه رودهای کارون، کرخه و دز تأمین می شود.در نیروگاه ها ی برق آبی جریان آب و یا انرژی پتانسیل آب پشت سدها و آب بند هامی باشد . نیروگاه های جریان رودخانه ای و نیروگاه برق وآب از این نوع نیروگاه ها هستند . از انرژی موجود در جریان آب رودخانه ها می توان در چرخاندن پره های یک توربین آبی برای تولید انرژی مکانیکی (و پس از آن تولید انرژی الکتریکی توسط ژنراتورها ) بهره جست.همچنین با ایجاد سدها وذخیره سازی آب رودخانه ها در پشت این سدها می توان از انرژی پتانسیل نهفته در آب پشت سد (برای به چرخش در آوردن توربین ها) نیز استفاه نمود.در سیستم تولید برق میتوان برای تامین بار پیک متوسط و پایه و یا ترکیبی از بارها از نیروی آب استفاده کرد، که این عملیات تناوبی را می توان با افزودن آب به سیستم انجام داد. به منظور به حد اقل رساندن هزینه بهره برداری از سیستم بهترین زمان برای استفاده از نیروگاه آبی زمان پیک بار است. با مقایسه انجام شده در ایالت متحده در سال۱۹۸۲ دیده شده که اگر از نیروگاه آب در زمان پیک استفاده کنیم حدود۱۱۰۰۰۰۰دلار صرفه جویی خواهیم داشت.(البته در این مقایسه فقط هزینه بهره برداری درنظرگرفته شده است )

مزایا و معایب نیروگاه آبی

مزایا و معایب نیروگاه آبی به ترتیب زیر می باشد:

مزایا:

۱)عمر مفید این نیروگاه ها بیش از ۵۰ سال است و تا ۱۰۰ سال هم می رسد و در مقایسه با عمر نیروگاه های بخار (حدود ۲۵ تا ۳۰ سال) بسیار زیاد است.

۲)پایداری این نیروگاه ها در مقایسه با نیروگاه های بخاری بسیار بالا ست وبا گذشت زمان، بازده این نیروگاه ها تغییر نمی کند.

۳)هزینه نگهداری این نیروگاه ها بسیار پایین است.

۴)در این نیروگاه ها هیچ گونه آلودگی ناشی از گازهای حاصل از احتراق وجود ندارد و از این نظر مشکلی را برای محیط زیست ایجاد نمی کند.

۵)هزینه تولید انرژی نیروگاه های بخار با تغییر ضریب قدرت بار، متغیر است اما این هزینه در نیروگاه های آبی به تقریب مستقل از ضریب قدرت بار است.

۶)باعث جلوگیری از سیل ها و سیلا ب های فصلی (با ایجاد سد) می شود.

۷)با ایجاد مخزن آب در پشت سد، زمین های اطراف این مخزن به صورت زمین های حاصلخیز و کشاورزی در می آید.

۸)حفظ محیط زیست و عدم آلودگی فضای منطقه.

۹) گرچه سرمایه موردنیاز برای ظرفیت هر وات برق آبی، بین یک تا ۳/۵ دلار تخمین زده شده است.اما هزینه‏های جاری برق‏آبی بسیارناچیز است. مزیت دیگر این نیروگاه‌ها آن‏است که می‏توانند خیلی سریع شروع به‌کار کنند و یا به سهولت از مدار خارج شوند. بنابراین برای تولید در ساعات پیک بسیار مناسب هستند.

معایب:

۱) طولانی بودن زمان ساخت.

۲) نیاز به هزینه زیادی دارد.

۳) محدودیت محل مناسب جهت احداث سد.

انواع نیروگاه های آبی

—انواع نیروگاه های آبی به شرح زیر می باشد :

الف)نیروگاههای آبی در رودخانه های دائمی:

۱) یک نیروگاه معمولی از این نوع قادر به ذخیره سازی وتنظیم برق تولیدی نیست. در این نیروگاه ها توان خروجی در هر زمان تابع جریان ورودی رودخانه است. نمونه هایی از این نیروگاه ها را می توان در پروژه های کشتیرانی سدهای انحرافی و نیروگاههای برق در مسیر کانال های آبیاری دید.

۲) یک نیروگاه مخزنی در صورتی که از جریان ورودی رودخانه استفاده کند می تواند به عنوان نیروگاه آبی با جریان دائمی باشد. از نمونه های دیگر این نیروگاه ها می توان به نیروگاه هایی که مخزن تنظیمی آنها برای کنترل سیل و اهداف غیر برقی احداث شده نام برد.

نیروگاه های آبی در رودخانه های دائمی را می توان در تامین بار پایه بکار برد.

ب) نیروگاه های آبی بامخزن تنظیم روزانه:

نیروگاه هایی که ذخیره آب در مخازن آنها محدود است و آب موردنیاز برای این نیروگاه هابه طور روزانه ویا هفتگی تامین می شود.

ج) نیروگاههای مخزنی:

نیروگاه هایی هستند که مخزن آنها توانایی تنظیم فصلی را دارند. در این نیروگاه ها می توان دبی فصلی را به منظور نزدیک شدن به الگوی تقاضای فصلی تنظیم کرد. از ذخیره برق این نیروگاه ها برای بهبود تولید در نیروگاه های پایین دست استفاده می شود.

— د) نیروگاهها با مخازن پمپازشده :

این نیروگاه ها با هدف تبدیل انرژی ذخیره شده در زمانهای بار کم به انرژی برق مورد نیاز در زمان بار پیک ساخته می شود.— شامل دو نوع هستند:

— ۱)نیروگاههای جریان بسته که از یک مخزن در کناریک نیروگاه مورد استفاده— قرار می گیرد.

۲)نیروگاههای پمپاژ به عقب که از دو مخزن برای انتقال و ذخیره سازی استفاده می شود.

اجزای نیروگاه آبی

برای آنکه بتوان از آب برق گرفت سه جزاصلی باید تامین شوند :

۱. فشار یا ارتفاع آب ۲. یک مجرا برای انتقال آب ۳. نیروگاه

که برای در اختیارداشتن این سه جزبخش های زیر مورد نیاز است.

۱. سد: دوعمل اصلی انجام می دهند:

الف)تامین ارتفاع برای چرخاندن توربین

ب) تامین مخزنی که یک الگوی مصرف روزانه یا فصلی را پاسخگو باشد.

نیروگاه ها را می توان برای سدهای ساخته شده و یا در حال ساخت طراحی کرد، که در این صورت باید دقت شود تا مشکلی برای پایداری سد پیش نیاید.

۲—. مخزن: فضای پشت سد را مخزن می گویند و ظرفیت مخزن حجم آبی است که پشت آن جمع شده ، که شامل دو بخش زنده و مرده است.

—بخش زنده: بخشی است که قابل دسترسی برای رفع نیاز هاست.

بخش مرده: بخشی است که قابل دسترسی نمی باشد و شامل رسوبات می شود. نیروگاهای دائمی مخزن ندارند.

۳. آبگیر: سازه ی آبگیر آب را مستقیما از مخزن گرفته و به لوله های تحت فشارهدایت می کنند و از شیرها برای کنترل جریان آب به سمت توربین استفاده می شود.

آشغال گیرهایی برای جلوگیری ازورود مواد خارجی به مجرای آن نصب می شود.— اگر نیروگاه کنار سد ساخته شود آبگیرآن بخشی از سد است اما وقتی نیروگاه کنار سد نیست باید یک آبگیرمستقل برای آن ساخته شود.

۴. لوله های تحت فشار : —این مجرا آب را از آبگیر گرفته و به سمت توربین منتقل می کند. وقتی نیروگاه بخشی از سد باشد این مجرا یک مسیر ساده از میان سد می باشد و در جایی که نیروگاه از سد فاصله داشته باشد یک لوله یا تونل مورد نیاز است.

—۵. مخزن تعادل: مخازن تعادل در آبگذر ها بدین منظور قرار داده می شود تا اثرات ضربه قوچ راکاهش دهد. اثرضربه قوچ به صورت موج هایی در لوله تحت فشار بین مخزن و توربین می باشد.

مخازن تعادل اغلب در طرح هایی بافشار آبی متوسط و زیاد ضروری است. بخصوص در جاه هایی که فاصله نیروگاه ومخزن زیاد باشد.

۶. موتورخانه :— ازتوربین ها و واحدهای تولید نیرو و وسایل کنترل و وسایل جانبی و گاهی ساختمان ها و محوطه سرویس محافظت می کند.

بزرگترین نیروگاه های آبی در جهان

نیروگاه ایتایپو:

نیروگاه برق‌آبی ایتایپو در مرز برزیل و پاراگوئه با تولید ۷۰۰ مگاوات انرژی الکتریکی در هر توربین، بزرگ‌ترین نیروگاه برق‌آبی جهان است. در هر ثانیه، ۷۰۰هزار لیتر آب (۷۰۰ مترمکعب) از این مجراهای مارپیچی عبور می‌کنند و پس از افزایش فشار و سرعت به پره‌های توربین برخورد می‌کنند.این مجرای عظیم بخش بزرگی از این نیروگاه است که در هر ثانیه ۷۰۰ متر مکعب آب از آن به توربین انتقال می یابد.

بزرگترین نیروگاه برقابی در چین شروع به کار کرد:

سد سه دره در سال ۱۹۹۳ با بودجه‌ای معادل ۲۲۰۵ میلیارد دلار افتتاح شد که از یک سد و یک اسکله پنج ردیفی به علاوه ۳۲ ژنراتور تشکیل شده است.ژنراتورها از یک ظرفیت ترکیبی ۲۲.۵ میلیون کیلووات برخوردار هستند.

نیروگاه های آبی در ایران


- دانلود اپلیکیشن اندروید و نرم افزار کامپیوتر وبسایت آموزشی نفت و گاز

@OilAndGas

ما به نظرات پیشنهادی، انتقادی و حمایتی شما نیاز داریم، چند کلمه برایمان بنویسید: