Гидротехнические сооружения микро гидроэлектростанций. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

В состав всех видов ГЭС входят гидротехнические сооружения, гидромеханическое и электротехническое оборудование. Гидротехнические сооружения служат для создания условий функционирования электромеханического оборудования ГЭС и включают в себя (в зависимости от типа и схемы расположения ГЭС) водозаборное сооружение; деривационный канал; напорные бассейн и трубопровод; устройства для защиты от мусора и льда; плотина; водосброс и другое. Электромеханическое оборудование преобразует энергию воды в электрическую энергию и включает в себя гидроагрегат (гидротурбина и гидрогенератор), блоки управления водой и электрической частью.

Водозабор предназначен для отвода необходимого объема (расхода) воды из основного русла реки в деривационный канал или сразу в напорный бассейн (рис. 12). Кроме обеспечения бесперебойного снабжения гидроагрегата водой в нужном количестве и в требуемое время, он защищает от попадания льда, шуги, наносов и др.

Шуга - это рыхлые скопления льда, перед образованием льда, при охлаждении воды ниже 0°C. В зависимости от количества льда, шуга сохраняет способность течь как вода или теряет эту способность из-за возникновения заторов. При любом количестве шуги в воде, снижается ее текучесть. При большом количестве шуги живое сечение реки может забиться, что приведет к значительному накоплению шуги. При этом уровень воды может подняться. Шуга создает существенные затруднения в эксплуатации гидротехнических сооружений, забивая приемные оголовки водозаборов, которые приходится очищать и обогревать.

Рис.12. Схема водозаборного сооружения

Рис.12-1. Водозаборное сооружение микро ГЭС в селе Балбай, Тюпского района

Очень важно, чтобы водозабор функционировал при любых уровнях потока воды, от самого низкого до уровня паводков. Он также должен защищать оборудование микро ГЭС от ила, песка, гравия или другого мусора, приносимого течением. Правильный проект водозабора является решающим фактором для функционирования всей микро ГЭС.

Деривационный канал служит для подачи воды от водозаборного сооружения к напорному бассейну (рис. 13 и 13-1). Канал должен иметь уклон по всей своей длине для обеспечения естественного тока воды. Деривационный канал может быть любой длины - от нуля (если напорный трубопровод начинается от водозабора) до нескольких километров.

Большинство экономически оправданных деривационных каналов - это открытые каналы, поскольку они могут строиться с малым уклоном и большим поперечным сечением и, следовательно, приводить к малым потерям напора воды.

Рис.13. Деривационный канал микро ГЭС в в селе селе Балбай, Тюпского района Балбай, Тюпского района (вид на водозаборное сооружение)

Рис.13-1. Деривационный канал микро ГЭС в селе селе Балбай, Тюпского района Балбай, Тюпского района (вид на напорный бассейн)

Напорный бассейн служит для равномерной подачи воды в напорный трубопровод (рис. 14 и 14-1). Он обеспечивает затопленность напорного трубопровода водой (во избежание захвата воздуха и, соответственно, гидроудара по турбине) и режим подачи воды в трубопровод - регулируя изменяющийся объем потока воды. Вода в напорном бассейне должна быть спокойной, без бурунов и завихрений. Отверстие напорного трубопровода должно быть всегда затоплено водой (минимальное расстояние от отверстия напорного трубопровода до верхней отметки воды должно составлять не менее 30-40 см).

Гидравлический удар (гидроудар) - это скачок давления в напорном трубопроводе, вызванный быстрым изменением скорости потока воды за очень малый промежуток времени. Может возникать вследствие резкого закрытия или открытия задвижки, а также захвата воздуха из напорного бассейна или отводящего тракта. Гидравлический удар способен повредить гидротурбину, трубопровод или другие элементы ГЭС.

Рис.14. Схема напорного бассейна (план)

Рис.14-1. Схема напорного бассейна (разрез)

В напорном бассейне устанавливаются: сороудерживающая решетка (для защиты турбины от мусора, камней, веток и т.д.); затвор для регулирования подачи воды в напорный трубопровод и затвор для сброса воды и донных наносов. Размер напорного бассейна обычно определяется на основании технических требований к турбине.

Рис.15. Напорный бассейн бывшей ГЭС Пионер, Ак-Суйский район Иссык-Кульская обл.

Напорный трубопровод служит для подачи воды из напорного бассейна к гидроагрегату (рис. 16). Он может быть металлическим, асбоцементным, пластмассовым, деревянным. Диаметр трубопровода должен строго соответствовать расходу воды. Напорный трубопровод можно закапывать в траншею, прокладывать по земле или располагать на опорах.

Рис.16. Основные компоненты микро ГЭС

Некоторые конструкции микро ГЭС предусматривают установку на напорном трубопроводе уравнительного резервуара (рис. 17) для смягчения возможного гидравлического удара . Уравнительный резервуар целесообразно располагать ближе к гидроагрегату; в этом случае оказывается меньшее давление при гидравлическом ударе, но при этом необходима установка резервуара на большей высоте, что может вызвать удорожание конструкции.

Рис.17. Схема уравнительного резервуара

Отводящий канал предназначен для отвода воды из отводящего тракта обратно в реку. Место впадения воды в реку должно быть укреплено бетоном или камнем для предотвращения размыва этого места. В некоторых случаях (в зависимости от конструкции ГЭС), на выходе отработавшей воды из отводящего тракта необходимо сооружение гасителя (рис. 18), который создает необходимый подпор воды для:

• защиты от обратного гидроудара (попадания воздуха из отводящего тракта в турбинную камеру);
• функционирования отсасывающей трубы в некоторых конструкциях ГЭС;
• уменьшения бесполезной кинетической энергии отработавшей воды и защиты отводящего канала от размывания водой.

Гаситель может быть изготовлен или построен из железобетона или бутобетона, а также из подручных материалов (камни и прочее).

Авторы: Картанбаев Б.А., Жумадилов К.А., Зазульский А.А.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Простая технология производства динамиков в рулонах 04.05.2022 Ученые из Массачусетского технологического института разработали простую технологию производства звуковых динамиков. Они могут выпускаться в рулонах и по толщине не больше обычных бумажных обоев. В источник качественного звука можно будет превратить любую поверхность. Исследователи заменили динамик с одним большим диффузором на сплошное поле из тысяч диффузоров (динамиков) микронного размера. Высота каждого диффузора (купола) составляет 15 микрон. Это примерно в шесть раз тоньше человеческого волоса. Во время звучания ход диффузоров не превышает половины микрона. Но все вместе микродинамики создают звук значительной громкости, чтобы их можно было использовать в качестве обычных звуковых колонок. "Это замечательное ощущение - взять то, что выглядит как тонкий лист бумаги, прикрепить к нему два зажима, вставить в порт наушников компьютера и начать слышать звуки, исходящие из него. Его можно использовать где угодно. Для его работы нужен лишь небольшой запас электроэнергии", - рассказал Владимир Булович (Vladimir Buloviс), заведующий кафедрой новых технологий Fariborz Maseeh, руководитель лаборатории органической и наноструктурной электроники (ONE Lab), директор MIT.nano и ведущий автор статьи. В ходе экспериментов тонкопленочный динамик закрепили на стене в 30 см от микрофона. При подаче питания 25 В с частотой 1 кГц динамик создал звуковое давление 66 дБ - это громкость обычного разговора. На частоте 10 кГц звуковое давление выросло до 86 дБ или до уровня шума на загруженной транспортом улице. Потребление тонкопленочного динамика при этом было на уровне 100 мВт на квадратный метр его площади. Обычная звуковая колонка для создания такого звукового давления в аналогичных условиях потребовала бы свыше 1 Вт. Производить тонкопленочные динамики очень просто. К перфорированному пластику подкладывается пьезоэлектрическая пленка толщиной 8 мкм. Сверху создается вакуум, а нижняя часть разогревается до 80 °C. Пленка вздувается в отверстиях и купол диффузора готов. Точнее, диффузоры образуются на всей площади, где есть перфорация. Низ пленки ламинируется, чтобы избежать повреждений диффузоров и снизить искажения звука. Пьезоэлектрик после подачи сигнала начинает вибрировать с его частотой и создает звуковое давление перед своим фронтом - генерирует звук. Подобными "обоями" можно обклеить комнату, внутреннюю поверхность в самолетах и машинах и так далее, что кроме звука от стен позволит организовать активное шумоподавление. Также технология позволит выпускать интересные гаджеты и, в целом, наверняка найдет массу применений в сфере развлечения и не только.

Другие интересные новости:

▪ Синаптический транзистор, имитирующий человеческий мозг

▪ AVerTV Mobile 510 - Android ТВ-тюнер, работающий без интернета

▪ Электричество ведет себя как вода

▪ Землю взвесили при помощи нейтрино

▪ Умная сковородка Pantelligent

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Жизнь замечательных физиков. Подборка статей

▪ статья Иных уж нет, а те далече. Крылатое выражение

▪ статья Почему в середине XVIII века американские моряки пересекали Атлантический океан быстрее, чем английские? Подробный ответ

▪ статья Экспертиза страховых случаев в связи с профессиональным заболеванием

▪ статья Однотактный высококачественный ламповый усилитель мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Схема, распиновка (распайка) кабеля Nokia 3210 (MBUS). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026