Wasserkraft ist die größte erneuerbare Energiequelle und macht 22 Prozent des weltweiten Stroms aus. Sie erzeugt mehr Strom als andere erneuerbare Energiequellen Solaranlagen , Wind, geothermische Quellen.
Sie sind nach den Brennstoffanlagen die zweitgrößten Kraftwerke. Das Wasserkraftwerk ist für die Stromerzeugung für Grund- oder Spitzenlasten ausgelegt und trägt in einigen Fällen beide Lasten.
Diese Kraftwerke liefern zuverlässigen Strom aufgrund der Vielzahl von Eigenschaften wie Lastverfolgung, Spitzenlastversorgung, schnellerem Betrieb von Anfang an usw.
Betrieb des Wasserkraftwerks
Wasserkraft wird aus Wasser erzeugt, das aus den Flüssen fließt, oder aus künstlichen Konstruktionen, in denen Wasser verfügbar ist oder gespeichert wird. Wasserkraftwerke umfassen das Reservoir mit einem Damm, einer Druckleitung, einer Turbine, Generator und Übertragungsleitungen.
Ein Damm wird in der Nähe eines Sees oder eines großen Flusses gebaut, um Wasser in einem Stausee zu speichern. Der Damm hält das Wasser und erhöht den Wasserdruck im unteren Bereich. Es ist in höheren Höhen konstruiert, um die Durchflussrate zu erhöhen.
Betrieb des Wasserkraftwerks
Wasser aus den Stauseen wird durch Druckbehälter geleitet, die riesige Tunnel sind, um Wasser zu transportieren. In diesen Anlagen wird der Wasserfall verwendet, um die Motorwelle zu drehen.
Wenn Wasser aus dem Reservoir durch Tunnel an Turbinenschaufeln zugeführt wird, beginnt sich die Turbine in Richtung der Wasserkraft zu drehen. Da diese Turbine mit der Generatorwelle gekoppelt ist, elektrische Energie wird von der Lichtmaschine erzeugt.
Hier wird die kinetische Energie des fließenden Wassers in Elektrizität umgewandelt, die über Übertragungsleitungen weiter zu Umspannwerken übertragen wird, wie in der obigen Abbildung gezeigt.
Die Strommenge hängt von zwei Faktoren ab:
1. Kopf des Wassers
2. Geschwindigkeit des Wasserdurchflusses des Abflusses des Wassers
Der Kopf des Wassers gibt den Abstand zwischen der Wasseroberfläche und der Turbinenoberfläche an und hängt vom verfügbaren Wasser im Reservoir und der Größe des Reservoirs ab. Wenn der Kopf größer ist, fällt Wasser aus größerer Höhe mit größerer Kraft, was zu einer Zunahme der Turbinendrehung führt.
Dies führt zu mehr Ergebnissen zu mehr Energieerzeugung. In ähnlicher Weise wird, wenn die Abflussrate des Wassers höher ist, eine hohe Leistung erzeugt, da die Wassermenge größer ist und die Wasserrate von Flusskapazitäten wie riesigem Wasser oder mehr Wasser in größeren Flüssen abhängt.
Teile / Komponenten des Wasserkraftwerks
Der Bau von Wasserkraftwerken erfordert hohe Anschaffungskosten für den Bau eines Staudamms, von Stauseen und eines Kraftwerks. Sobald es gestartet ist, sind im Vergleich zu brennstoffbetriebenen Anlagen weniger Wartungskosten erforderlich.
Einige der Hauptteile oder Komponenten von Wasserkraftwerken werden nachstehend beschrieben.
Damm ::
Damm
Dies sind die Strukturen, die auf Flüssen gebaut wurden, um den Wasserfluss zu stoppen und das Wasser im Stausee zu speichern. Der Damm sammelt und speichert das Wasser in der Regenzeit und ermöglicht den kontinuierlichen Betrieb der Anlage auch während der Sommersaison. Es hebt den Kopf des Wassers an, so dass die Höhe des fallenden Wassers zunimmt.
Einlass- oder Kontrolltore ::
Diese werden verwendet, um das Wasser aus dem Damm freizugeben oder zu stoppen. Wasser aus dem Reservoir wird durch diese Tore an die Turbineneinheit abgegeben. Wasser erhält sowohl potentielle als auch kinetische Energien, während es durch Kontrolltore fließt.
Druckleitung ::
Penstocks
Es hilft, die Geschwindigkeit des Wassers schneller zu erhöhen, um Turbinen anzutreiben. Hierbei handelt es sich um lange Rohre, die das Wasser vom Vorratsbehälter zum Turbinenhaus führen.
Wasserturbinen:
Wasserturbine
Das Potential und die kinetische Energie von Wasser aus dem der Wasserturbine zugeführten Reservoir werden in Drehbewegungen umgewandelt. Wenn Wasser auf Turbinenschaufeln trifft, beginnt es sich in Richtung der Nettokraft des Wassers zu drehen.
Verschiedene Arten von Turbinen umfassen Kaplan-, Francis- und Pelton-Radturbinen. Die Francis-Turbine ist die am häufigsten in verschiedenen Wasserkraftwerken verwendete Turbine. Der Turbinentyp hängt von der Förderhöhe oder Wassermenge und der Kapazität der Stromerzeugung ab.
Generatoren:
Diese werden auch als Lichtmaschinen bezeichnet, bei denen die Rotorwelle mit der Turbinenwelle gekoppelt ist. Während sich die Turbine dreht, bewirkt dies daher, dass Generator drehen Welle. Diese Drehung erzeugt die elektrische Energie, die über Übertragungsleitungen weiter zu den Umspannwerken übertragen wird.
Arten von Wasserkraftwerken
Wasserkraftwerke werden je nach Betriebsart in drei Grundtypen eingeteilt. Diese Methoden generieren sind Run-of-River-, Speicher- und Pumpspeicheranlagen und werden im Folgenden kurz erläutert.
Run-of-River-Wasserkraftwerke
Es wird auch Umleitungstyp der Pflanze genannt. Dabei wird ein Teil des Wassers vom Fluss in Kanäle umgeleitet. Diese Arten von Pflanzen benötigen möglicherweise keinen Damm für die Speicherung von Wasser. Das Design und das Erscheinungsbild dieser Anlagen unterscheiden sich von herkömmlichen Wasserkraftwerken. Diese werden verwendet, um die Grundlast mit Strom zu versorgen.
Lauf des Flusswasserkraftwerks
Diese Pflanzen nutzen einen kleinen Wasserteich namens Forebay, um die unmittelbare Belastung für weniger Zeiträume zu decken. Forebay reguliert den Wasserfluss zur Turbineneinheit, so dass auch die erzeugte Nettoleistung variiert wird. Es reduziert die Notwendigkeit, große Reservoire für hohe Förderhöhe oder Wasserschwall zu bauen, so dass die anfänglichen Kosten im Vergleich zu Speicheranlagen reduziert werden.
Speicherwasserkraftwerke
Dies ist die häufigste Art von Wasserkraftwerken, für die ein Damm erforderlich ist, um das Wasser im Reservoir zu speichern. Damm erleichtert die Erhöhung des Kopfes sowie der Geschwindigkeit des Wassers.
Penstocks transportieren Wasser vom Damm zur Turbineneinheit, sodass die erzeugte Leistung von der Wasserversorgung aus dem Reservoir abhängt. Diese werden sowohl als Basis- als auch als Spitzenlastanlagen eingesetzt. Der erzeugte Nettostrom ist mehr als der Lauf von Flussanlagen.
Pumpspeicheranlagen
Bei dieser Anordnung tauscht die reversible Pump-Turbinen- und Druckrohranordnung das Wasser zwischen dem Kopf- (oberer Vorratsbehälter) und dem Endbehälter aus. Bei geringem Stromverbrauch wird das Bedarfswasser von Hydraulikmaschinen zum Heckteich zum Kopfteich gepumpt. Dies geschieht unter Nutzung des Stroms, der aus brennstoffbefeuerten Anlagen erzeugt wird.
Pumpspeicherwerk
Während der Stoßzeiten oder Belastungen wird Wasser durch Kopfstöcke vom Kopfteich zum Schwanzteich zurückgeführt. Die Energieeffizienz dieser Anlagen variiert zwischen 70 und 80%. Aufgrund der Spitzenlast, die Strom zu geringen Kosten liefert, wird der Umsatz erhöht.
Vorteile von Wasserkraftwerken
• • Niedrige Betriebskosten : Sobald der Damm gebaut ist, wird Strom mit einer konstanten Rate erzeugt, da kein Brennstoff benötigt wird.
• Keine Verschmutzung: Ein Wasserkraftwerk produziert keine schädlichen Abfälle oder Treibhausgase, wodurch die Verschmutzung der Atmosphäre im Vergleich zu Wärme- und Kernkraftwerken geringer ist.
• • Wirtschaftskraft : Strom wird mit erneuerbarer Energie erzeugt, sodass bei der Erzeugung keine Brennstoffkosten anfallen. Dies macht die Stromkosten im Vergleich zu den steigenden Preisen für fossile Brennstoffe niedrig.
• • Wasserspeicherung: Der Bau dieser Anlage erleichtert auch das Wasser für Bewässerungszwecke und reduziert Überschwemmungen und Dürren durch Speicherung des Wassers. Dies ist sehr nützlich, da es die unnötige Wasserverschwendung überwindet.
Ich hoffe, Sie haben das Grundwissen über Wasserkraft und ihre Funktionsweise klar verstanden. Bei Fragen zu elektrischen und elektronischen Projekten schreiben Sie bitte Ihre Vorschläge und Kommentare zu diesem Artikel in den Kommentarbereich unten. Und beantworten Sie diese Frage, wenn Sie interessiert sind - Wie werden Wasserkraftwerke nach Kapazität klassifiziert?
Bildnachweis:
Damm am Fluss vorbei Wikimedia
Penstocks von Wikimedia
Wasserturbinenbau von Snowyhydro
Run-of-River-Pflanzen von Wikimedia
Pumpspeicherwerk von MwSt
