Hidroelektrik Santralleri Nasıl Çalışır?

{h1}

Hidroelektrik santralleri, dünyadaki elektriğin yaklaşık yüzde 24'ünü üretmekte ve 1 milyardan fazla insanı elektrik ile beslemektedir. Hidroelektrik santrallerinin nasıl çalıştığını öğrenin.

Dünya çapındaki hidroelektrik santraller, dünyadaki elektriğin yaklaşık yüzde 24'ünü üretmekte ve 1 milyardan fazla insanı elektrik ile beslemektedir. Dünyanın hidroelektrik santralleri toplam bir toplam çıktı 675.000 megawattUlusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'na göre, 3,6 milyar varil petrolün enerji eşdeğeri. Birleşik Devletler'de faaliyet gösteren 2.000'den fazla hidroelektrik santrali vardır ve bu da ülkenin en büyük yenilenebilir enerji kaynağını hidroenerji haline getirmektedir.

Bu makalede, düşen suyun enerjiyi nasıl yarattığına ve hidroelektrik için gerekli su akışını oluşturan hidrolojik döngüyü öğreneceğimize bir göz atacağız. Ayrıca günlük hayatınızı etkileyebilecek tek bir hidroelektrik uygulamasında bir bakış elde edeceksiniz.

-

Suyun Gücü

Hidroelektrik Santralleri Nasıl Çalışır?: çalışır

Bir nehir makarasını izlerken, taşıdığı gücü hayal etmek zor. Hiç beyaz su raftingi yapıyorsanız, nehrin gücünün küçük bir kısmını hissettiniz. Beyaz su akıntıları bir nehir olarak yaratılır, dar bir geçit boyunca darboğaz, darboğazlar taşır. Nehir bu açıklıktan zorlanırken, akışı hızlanır. Seller, muazzam miktarda suyun sahip olabileceği kuvvetin bir başka örneğidir.

Hidroelektrik santralleri suyun enerjisini kullanır ve bu enerjiyi elektriğe dönüştürmek için basit mekanikleri kullanır. Hidroelektrik santralleri aslında oldukça basit bir konsepte dayanıyor - bir barajdan akan su, bir jeneratörü döndüren bir türbini döndürüyor.

Geleneksel bir hidroelektrik santralinin temel bileşenleri şunlardır:

Hidroelektrik Santralleri Nasıl Çalışır?: çalışır

Türbini ve jeneratörü birbirine bağlayan mil
  • Baraj - Çoğu hidroelektrik santrali büyük bir su yaratarak geri suyu tutan bir bara dayanır. rezervuar. Çoğu zaman, bu rezervuar, Washington eyaletindeki Grand Coulee Barajı'nda Roosevelt Gölü gibi bir eğlence göl olarak kullanılır.
  • giriş - Barajın açık ve yer çekimi üzerindeki kapılar, baraj kapağı, türbine giden bir boru hattı. Su bu borudan akarken basınç oluşturur.
  • türbin - Su, bir şaft üzerinden bir jeneratöre bağlanan bir türbinin büyük bıçaklarını çarpar ve çevirir. Hidroelektrik santraller için en yaygın türbin türü, kavisli bıçaklara sahip büyük bir diske benzeyen Francis Turbine'dir. Su ve Enerji Eğitimi Vakfı'na (FWEE) göre, bir türbin 172 ton ağırlığında ve dakikada 90 devir (rpm) hızla dönebilir.
  • Jeneratörler - Türbin kanatları dönerken, jeneratörün içinde bir dizi mıknatıs hazırlayın. Dev mıknatıslar bakır helezonları geçiyor, üretiyor alternatif akım Elektronları hareket ettirerek (AC). (Jeneratörün daha sonra nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edineceksiniz.)
  • transformatör - İçindeki transformatör elektrik santralı AC alır ve daha yüksek voltajlı akımına dönüştürür.
  • Güç hatları - Her bir elektrik santralinden dört tel geliyor: gücün üç fazı aynı anda üretiliyor, artı üçü de ortak olan bir nötr veya toprak. (Güç Dağıtım Şebekeleri Güç hattı iletimi hakkında daha fazla bilgi edinmek için nasıl çalışırlar.)
  • Çıkışlar - Kullanılan su boru hatları ile taşınır. tailracesve nehrin akış yönünde yeniden girer.

Rezervuardaki su dikkate alınır. depolanmış enerji. Kapılar açıldığında, cebri borudan akan su olur. kinetik enerji çünkü hareket halinde. Üretilen elektrik miktarı çeşitli faktörler tarafından belirlenir. Bu faktörlerin ikisi, su akışı ve miktarı Hidrolik kafa. Baş su yüzeyi ve türbinler arasındaki mesafeyi ifade eder. Kafa ve akış arttıkça, elektrik de üretilir. Baş genellikle rezervuardaki su miktarına bağlıdır.

Basit başlangıçlar

Hidroelektrik enerjinin kullanımı, 20. yüzyılın ortalarında zirveye çıktı, ancak elektrik üretimi için su kullanma fikri binlerce yıl öncesine dayanıyor. Bir hidroelektrik santrali temelde büyük boyutludur su tekerleği. 2000 yıldan uzun bir süre önce, Yunanlıların buğday unu un haline getirmek için bir su çarkı kullandıkları söyleniyor. Bu eski su çarkları, günümüzün türbinleri gibidir, bir su akışı olarak bıçaklara çarparak dönerler. Tekerleğin dişlileri buğdayı un haline getiriyor.

Pompalı Depolama Tesisleri

Hoover Barajı'ndaki dev jeneratörler 2,000 megavattan fazla üretiyor.

Hoover Barajı'ndaki dev jeneratörler 2.000 megavattan fazla.

Başka bir tür hidroelektrik santrali var. pompalanmış depolama tesisi. Geleneksel bir hidroelektrik santralinde, rezervuardan gelen su bitki boyunca akar, çıkar ve akar. Pompalanan bir depolama tesisinin iki rezervuarı vardır:

  • Üst rezervuar - Geleneksel bir hidroelektrik santrali gibi, bir baraj bir rezervuar oluşturur. Bu rezervuardaki su elektrik üretmek için hidroelektrik santralinden geçmektedir.
  • Alt rezervuar - Hidroelektrik santralinden çıkan su, nehre yeniden girip mansaba akmaktansa daha düşük bir rezervuara akar.

Kullanma geri dönüşümlü türbinTesis, suyu üst rezervuara geri pompalayabilir. Bu yoğun olmayan saatlerde yapılır. Esasen, ikinci rezervuar üst rezervuarı yeniden doldurur. Suyu üst rezervuara geri pompalayarak, bitki pik tüketimi dönemlerinde elektrik üretmek için daha fazla suya sahiptir.

Jeneratör

Hidroelektrik santralinin kalbi jeneratördür. Hidroelektrik santrallerin çoğunda bu jeneratörlerin birçoğu vardır.

Jeneratör, tahmin edebileceğiniz gibi, elektrik üretir.Bu şekilde elektrik üretmenin temel süreci, tel bobinleri içinde bir dizi mıknatıs döndürmektir. Bu işlem elektrik akımı üreten elektronları hareket ettirir.

Hoover Barajı, her biri 133 megawatt'a kadar üretebilen toplam 17 jeneratöre sahiptir. Hoover Barajı hidroelektrik santralinin toplam kapasitesi 2,074 megavattır. Her jeneratör bazı temel parçalardan oluşur:

  • şaft
  • excitor
  • Rotor
  • Stator

Türbin dönerken, excitor rotora bir elektrik akımı gönderir. rotor Bakır telin sıkıca sarılmış bir bobinin içine dönen bir dizi büyük elektromıknatıstır. stator. Bobin ve mıknatıslar arasındaki manyetik alan bir elektrik akımı oluşturur.

Hoover Barajında, 16.500 amperlik bir akım jeneratörden transformatöre doğru hareket eder, burada akım iletilmeden önce 230.000 ampere kadar yükselir.

Hidrolojik döngü

Hidrolojik döngüsü

Hidrolojik döngüsü

Hidroelektrik santralleri, doğal olarak oluşan, sürekli bir süreçten yararlanır - yağmurun düşmesine ve nehirlerin yükselmesine neden olan süreç. Her gün, gezegenimiz ultraviyole ışınları birbirinden ayıran su molekülleriyle atmosferden az miktarda su kaybediyor. Fakat aynı zamanda, dünyanın iç kısmından volkanik aktiviteyle yeni su yayılır. Oluşan su miktarı ve kaybedilen su miktarı yaklaşık aynıdır.

Herhangi bir zamanda, dünyanın toplam su hacmi, birçok farklı formdadır. Okyanuslarda, nehirlerde ve yağmurda olduğu gibi sıvı olabilir; buzullarda olduğu gibi katı; ya da havadaki görünmez su buharında olduğu gibi gaz halindedir. Su, gezegen etrafında rüzgar akıntıları ile hareket ettiği için değişir. Rüzgar akımları güneşin ısınma aktivitesiyle oluşur. Hava akımı döngüleri, güneşin gezegeninin diğer alanlarına göre ekvatorda daha fazla parlayan tarafından yaratılır.

Hava akımı döngüleri, Dünya'nın su kaynağını, kendi denilen bir döngü boyunca sürüyor. Hidrolojik döngü. Güneş sıvı su ısındıkça, su buharlaşır Havada buhar içine. Güneş havayı ısıtır ve atmosferin içinde havanın yükselmesine neden olur. Hava daha yüksek, su buharı arttıkça, soğur, yoğuşmalı damlacıklar içine. Bir alanda yeterli damlacıklar biriktiğinde, damlacıklar Dünya'ya geri düşecek kadar ağır olabilir. çökeltme.

Hidrolojik çevrim, hidroelektrik santraller için önemlidir, çünkü su akışına bağlıdırlar. Eğer bitkinin yakınında yağmur yağmaması durumunda, su yukarı yönde toplanmayacaktır. Suyu toplama suyu olmadan, hidroelektrik santralinden daha az su akar ve daha az elektrik üretilir.

Biliyor musun?

Kaynaklar: ABD Yeniden Kazanma Bürosu ve Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı

  • Dünyanın en büyük hidroelektrik santrali Itaipu Brezilya ve Paraguay'a ait olan santral. Itaipu 12.600 megawatt üretebilir.
  • En büyük ikinci hidroelektrik santral ise Guri Venezuela'da Caroni Nehri üzerinde bulunan enerji santrali. 10.300 megawatt üretebilir.
  • En büyük ABD hidroelektrik santrali Büyük Coulee Washington eyaletinde Columbia Nehri üzerindeki güç istasyonu. 7,600 megawatt üretebilir ve şu an 10,080 megavat üretmek için yükseltiliyor. (NREL)

Hidroelektrik ayakkabı

6,239,501 numaralı patentten görüntü: Hidroelektrik jeneratörü montajlı ayakkabılar

6,239,501 numaralı patentten görüntü: Hidroelektrik jeneratörü montajlı ayakkabılar

Hidroelektrik temel düşünce, bir türbin bıçağını döndürmek için hareketli bir sıvının gücünü kullanmaktır. Tipik olarak, bu işlevi yerine getirmek için bir nehrin ortasında büyük bir baraj yapılmalıdır. Yeni bir buluş, taşınabilir elektronik cihazlar için elektrik sağlamak için hidroelektrik fikrini çok daha küçük bir ölçekte aktifleştirmektedir.

Mucit Robert Komarechka Ontario, Kanada, küçük hidroelektrik jeneratörlerini ayakkabı tabanlarına yerleştirme fikrini ortaya koydu. Bu mikro-türbinlerin neredeyse herhangi bir aygıtı çalıştırmak için yeterli elektrik üreteceğine inanıyor. 2001 yılının Mayıs ayında, Komarechka, kendi ayak destekli cihazı için patent aldı.

Yürümemize dair çok temel bir prensip var: Her adımda ayak topuktan aşağıya düşer. Ayağınız yere indiğinde, topuğunuzdan kuvvet aşağı çekilir. Bir sonraki adım için hazırlanırken, ayağınızı öne doğru yuvarlarsınız, böylece kuvvet ayağınızın topuna aktarılır. Komarechka görünüşte bu temel yürüyüş prensibini fark etti ve bu günlük aktivitenin gücünü kullanmak için bir fikir geliştirdi.

Patentinde açıklandığı gibi Komarechka'nın "hidroelektrik jeneratörü olan ayakkabılar" için beş bölüm vardır:

  • akışkan - Sistem elektrik iletken bir sıvı kullanacaktır.
  • Sıvı tutmak için Sacs - Topuğa, diğeri ise ayakkabının ayak parmağına bir kese konur.
  • Borular - Borular her keseyi bir mikrojeneratöre bağlar.
  • türbin - Su taban içinde ileri geri hareket ettiğinden, küçük bir türbinin bıçaklarını hareket ettirir.
  • Microgenerator - Jeneratör, iki sıvı dolu keseler arasında bulunur ve bir kanat rotorubir şaft tahrik eder ve jeneratörü döndürür.

Bir kişi yürürken, sıvının topuk topukta bulunan kese içinde sıkışması, sıvıyı kanal boyunca ve hidroelektrik jeneratör modülüne zorlayacaktır. Kullanıcı yürümeye devam ettikçe topuk kaldırılacak ve kişinin ayağının altındaki kese altında aşağı doğru basınç uygulanacaktır. Sıvının hareketi rotor ve mili elektrik üretmek için döndürecektir.

Telleri taşınabilir bir cihaza bağlamak için bir dış soket sağlanacaktır. Kullanıcının kemerine takılmak için bir güç kontrol çıkış birimi de sağlanabilir.Elektronik cihazlar daha sonra sabit bir elektrik kaynağı sağlayacak olan bu güç kontrol çıkış ünitesine bağlanabilir.

“Batarya ile çalışan, taşınabilir cihazların sayısındaki artışla birlikte,” patent okur, “uzun ömürlü, uyarlanabilir, verimli bir elektrik kaynağı sağlama ihtiyacı giderek artmaktadır.” Komarechka, cihazının taşınabilir bilgisayarlar, cep telefonları, CD çalarlar, GPS alıcıları ve iki yönlü telsizler için kullanılacağını tahmin ediyor.

Hidroelektrik santralleri ve ilgili konular hakkında daha fazla bilgi için, bir sonraki sayfadaki linklere bakın.


Video Takviyesi: Hidroelektrik Santralleri Barajlar nasıl çalışır.




Araştırma


Plütonyum Hakkında Gerçekler
Plütonyum Hakkında Gerçekler

Biyolojik Bozunma Katkıları Nasıl Çalışır?
Biyolojik Bozunma Katkıları Nasıl Çalışır?

Bilim Haberleri


4 Olağandışı Yollar Müzik Beynini Ayarlayabilir
4 Olağandışı Yollar Müzik Beynini Ayarlayabilir

Egzersiz Epilepsiden Korunabilir
Egzersiz Epilepsiden Korunabilir

Kilo Verme Ameliyatı Bellek Geliştirebilir
Kilo Verme Ameliyatı Bellek Geliştirebilir

Büzülme Beyinleri Uzun Ömürlü Olmak Olabilir
Büzülme Beyinleri Uzun Ömürlü Olmak Olabilir

Güzel Bir Resim Değil: Modigliani Sergisi Sahtecilik Iddiaları Arasında Kapanıyor
Güzel Bir Resim Değil: Modigliani Sergisi Sahtecilik Iddiaları Arasında Kapanıyor


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com