HPP: prinsip operasi, skema, peralatan, daya

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Hampir semua orang membayangkan tujuan pembangkit listrik tenaga air, tetapi hanya sedikit yang benar-benar memahami prinsip pengoperasian pembangkit listrik tenaga air. Misteri utama bagi orang-orang adalah bagaimana seluruh bendungan besar ini menghasilkan energi listrik tanpa bahan bakar. Mari kita bicarakan itu.

Apa itu pembangkit listrik tenaga air?

Pembangkit listrik tenaga air adalah kompleks kompleks yang terdiri dari berbagai struktur dan peralatan khusus. Pembangkit listrik tenaga air sedang dibangun di sungai, di mana ada aliran air yang konstan untuk mengisi bendungan dan waduk. Struktur serupa (bendungan) yang dibuat selama pembangunan pembangkit listrik tenaga air diperlukan untuk memusatkan aliran air yang konstan, yang diubah menjadi energi listrik menggunakan peralatan khusus untuk pembangkit listrik tenaga air.

Perhatikan bahwa pilihan tempat untuk konstruksi memainkan peran penting dalam hal efisiensi HPP. Diperlukan dua kondisi: jaminan pasokan air yang tidak habis-habisnya dan kemiringan sungai yang tinggi.

Prinsip pengoperasian HPP

Pengoperasian pembangkit listrik tenaga air cukup sederhana. Struktur hidrolik yang didirikanmemberikan tekanan yang stabil dari air yang masuk ke sudu-sudu turbin. Tekanan membuat turbin bergerak, sebagai akibatnya memutar generator. Yang terakhir menghasilkan listrik, yang kemudian dikirim ke konsumen melalui saluran transmisi tegangan tinggi.

Kesulitan utama dari struktur seperti itu adalah untuk memastikan tekanan air yang konstan, yang dicapai dengan membangun bendungan. Berkat itu, sejumlah besar air terkonsentrasi di satu tempat. Dalam beberapa kasus, aliran air alami digunakan, dan terkadang bendungan dan pengalihan (aliran alami) digunakan bersama-sama.

Di dalam gedung itu sendiri terdapat peralatan untuk pembangkit listrik tenaga air, yang tugas utamanya adalah mengubah energi mekanik gerakan air menjadi energi listrik. Tugas ini ditugaskan ke generator. Peralatan tambahan juga digunakan untuk mengontrol pengoperasian stasiun, perangkat distribusi dan stasiun transformator.

Gambar di bawah ini menunjukkan diagram skema HPP.

Seperti yang Anda lihat, aliran air memutar turbin generator, yang menghasilkan energi, memasoknya ke transformator untuk konversi, setelah itu diangkut melalui saluran listrik ke pemasok.

Kekuatan

Ada berbagai pembangkit listrik tenaga air yang dapat dibagi menurut daya yang dihasilkan:

1. Sangat kuat - lebih dari 25 MW.
2. Sedang – hingga 25 MW.
3. Kecil - dengan pembangkitan hingga 5 MW.

Kekuatan pembangkit listrik tenaga air terutama bergantung pada aliran air dan efisiensi generator itu sendiri, yang digunakan di dalamnya. Tapi bahkan yang palinginstalasi yang efisien tidak akan mampu menghasilkan listrik dalam jumlah besar dengan tekanan air yang lemah. Perlu juga dipertimbangkan bahwa kekuatan pembangkit listrik tenaga air tidak konstan. Karena penyebab alami, ketinggian air di bendungan dapat meningkat atau menurun. Semua ini berdampak pada volume listrik yang dihasilkan.

Peran bendungan

Yang paling kompleks, terbesar dan umumnya elemen utama dari setiap pembangkit listrik tenaga air adalah bendungan. Tidak mungkin memahami apa itu pembangkit listrik tenaga air tanpa memahami esensi dari cara kerja bendungan. Mereka adalah jembatan besar yang menahan aliran air. Tergantung pada desainnya, mereka mungkin berbeda: ada struktur gravitasi, melengkung, dan lainnya, tetapi tujuannya selalu sama - untuk menahan sejumlah besar air. Berkat bendungan memungkinkan untuk memusatkan aliran air yang stabil dan kuat, mengarahkannya ke bilah turbin yang memutar generator. Itu, pada gilirannya, menghasilkan energi listrik.

Teknologi

Seperti yang telah kita ketahui, prinsip pengoperasian pembangkit listrik tenaga air didasarkan pada penggunaan energi mekanik air jatuh, yang kemudian diubah menjadi energi listrik dengan bantuan turbin dan generator. Turbin itu sendiri dapat dipasang baik di bendungan atau di dekatnya. Dalam beberapa kasus, pipa digunakan untuk mengalirkan air di bawah permukaan bendungan di bawah tekanan tinggi.

Ada beberapa indikator daya dari setiap pembangkit listrik tenaga air: aliran air dan head hidrostatik. Indikator terakhir ditentukan oleh perbedaan ketinggian antara titik awal dan titik akhir.air terjun bebas. Saat membuat desain stasiun, seluruh desain didasarkan pada salah satu indikator ini.

Teknologi produksi listrik yang dikenal saat ini memungkinkan untuk memperoleh efisiensi tinggi saat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Terkadang beberapa kali lebih tinggi daripada pembangkit listrik termal. Efisiensi tinggi tersebut dicapai karena peralatan yang digunakan di pembangkit listrik tenaga air. Ini dapat diandalkan dan relatif mudah digunakan. Selain itu, karena kurangnya bahan bakar dan pelepasan sejumlah besar energi panas, masa pakai peralatan tersebut cukup lama. Kerusakan sangat jarang terjadi di sini. Diyakini bahwa masa pakai minimum genset dan struktur secara umum adalah sekitar 50 tahun. Meskipun pada kenyataannya, bahkan saat ini, pembangkit listrik tenaga air yang dibangun pada tiga puluhan abad terakhir cukup berhasil berfungsi.

PLTA Rusia

Saat ini, sekitar 100 pembangkit listrik tenaga air beroperasi di Rusia. Tentu saja kapasitasnya berbeda-beda, dan kebanyakan merupakan stasiun dengan kapasitas terpasang hingga 10 MW. Ada juga stasiun seperti Pirogovskaya atau Akulovskaya, yang dioperasikan pada tahun 1937, dan kapasitasnya hanya 0,28 MW.

Yang terbesar adalah HPP Sayano-Shushenskaya dan Krasnoyarsk dengan kapasitas masing-masing 6400 dan 6000 MW. Stasiun berikut:

1. Bratskaya (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HPP (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Meskipun jumlah pembangkit seperti itu sangat besar, mereka hanya menghasilkan 47.700 MW, yang setara dengan 20% dari total volume semua energi yang diproduksi di Rusia.

Penutup

Sekarang Anda memahami prinsip pengoperasian pembangkit listrik tenaga air, yang mengubah energi mekanik aliran air menjadi energi listrik. Terlepas dari gagasan yang agak sederhana untuk mendapatkan energi, kompleksnya peralatan dan teknologi baru membuat struktur seperti itu menjadi kompleks. Namun, dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga nuklir, mereka benar-benar primitif.