Содержание
Практически каждый представляет себе предназначение гидроэлектростанций, однако лишь немногие достоверно понимают принцип работы ГЭС. Основная загадка для людей – каким образом вся эта огромная плотина без какого-либо топлива генерирует электрическую энергию. Об этом и поговорим.
Что такое ГЭС?
Гидроэлектростанция – это сложный комплекс, состоящий из разных сооружений и специального оборудования. Возводятся гидроэлектростанции на реках, где есть постоянный приток воды для наполнения плотины и водохранилища. Подобные сооружения (плотины), создаваемые при постройке гидроэлектростанции, необходимы для концентрации постоянного потока воды, который при помощи специального оборудования для ГЭС преобразовывается в электрическую энергию.
Отметим, что важную роль в плане эффективности работы ГЭС играет выбор места для строительства. Необходимо наличие двух условий: гарантированная неиссякаемая обеспеченность водой и высокий угол уклона реки.
Принцип работы ГЭС
Работа гидроэлектростанции достаточно проста. Возведенные гидротехнические сооружения обеспечивают стабильный напор воды, который поступает на лопасти турбины. Напор приводит турбину в движение, в результате чего она вращает генераторы. Последние и вырабатывают электроэнергию, которую затем по линиям высоковольтных передач доставляют потребителю.
Основная сложность подобного сооружения – обеспечение постоянного напора воды, что достигается путем возведения плотины. Благодаря ей большой объем воды концентрируется в одном месте. В некоторых случаях используют естественный ток воды, а иногда плотину и деривацию (естественное течение) применяют совместно.
В самом здании находится оборудование для ГЭС, основная задача которого заключается в преобразование механической энергии движения воды в электрическую. Эта задача возложена на генератор. Также используется и дополнительное оборудование для контроля работы станции, распределяющие устройства и трансформаторные станции.
Ниже на картинке показана принципиальная схема ГЭС.
Как видите, поток воды вращает турбину генератора, тот вырабатывает энергию, подает ее на трансформатор для преобразования, после чего она транспортируется по ЛЭП к поставщику.
Мощности
Есть разные гидроэлектростанции, которые можно поделить по вырабатываемой мощности:
- Очень мощные – с выработкой более 25 МВт.
- Средние – с выработкой до 25 МВт.
- Малые – с выработкой до 5 МВт.
Мощность ГЭС зависит от в первую очередь от потока воды и КПД самого генератора, который на ней применяется. Но даже самая эффективная установка не сможет производить большие объемы электроэнергии при слабом напоре воды. Также стоит учитывать, что мощность гидроэлектростанции не является постоянной. В силу естественных природных причин уровень воды в дамбе может увеличиваться или уменьшаться. Все это оказывает влияние на объемы производимой электроэнергии.
Роль плотины
Самый сложный, большой и вообще основной элемент любой ГЭС – плотина. Невозможно понять, что такое ГЭС, не разобравшись в сути работы плотины. Они представляют собой огромные перемычки, которые удерживают водный поток. В зависимости от конструкции они могут отличаться: есть гравитационные, арочные и другие сооружения, но их цель всегда одна – удержание большого объема воды. Именно благодаря плотине удается концентрировать стабильный и мощный поток воды, направляя его на лопасти турбины, которая вращает генератор. Он, в свою очередь, и производит электрическую энергию.
Технологии
Как мы уже знаем, принцип работы ГЭС основан на использовании механический энергии падающей воды, которая в дальнейшем с помощью турбины и генератора преобразуется в электрическую. Сами турбины могут быть установлены либо в дамбе, либо возле нее. В некоторых случаях применяют трубопровод, через который вода, находящаяся ниже уровня дамбы, проходит под высоким давлением.
Индикаторов мощности любой ГЭС несколько: расход воды и гидростатический напор. Последний показатель определяется разницей высот между начальной и конечной точкой свободного падения воды. При создании проекта станции на одном из этих показателей основывают всю конструкцию.
Известные сегодня технологии производства электричества позволяют получать высокий КПД при преобразовании механической энергии в электрическую. Иногда он в несколько раз превышает аналогичные показатели тепловых электростанций. Столь высокая эффективность достигается за счет применяемого на гидроэлектростанции оборудования. Оно надежное и относительно простое в использовании. К тому же за счет отсутствия топлива и выделения большого количества тепловой энергии срок службы подобного оборудования достаточно большой. Поломки здесь случаются крайне редко. Считается, что минимальный срок службы генераторных установок и вообще сооружений – около 50 лет. Хотя на самом деле даже сегодня вполне успешно функционируют гидроэлектростанции, которые были построены в тридцатых годах прошлого века.
Гидроэлектростанции России
На сегодняшний день на территории России действует около 100 гидроэлектростанций. Конечно, их мощность разная, и большая часть – это станции с установленной мощностью до 10 МВт. Есть также такие станции, как Пироговская или Акуловская, которые были введены в эксплуатацию еще в 1937 году, а их мощность составляет всего 0.28 МВт.
Самыми крупными являются Саяно-Шушенская и Красноярская ГЭС с мощностью 6400 и 6000 МВт соответственно. За ними следуют станции:
- Братская (4500 МВт).
- Усть-Илимская ГЭС (3840).
- Бочуганская (2997 МВт).
- Волжская (2660 МВт).
- Жигулевская (2450 МВт).
Несмотря на огромное количество подобных станций, они вырабатывают всего 47700 МВт, что равно 20% от суммарного объема всей производимой энергии в России.
В заключение
Теперь вы понимаете принцип работы ГЭС, преобразовывающих механическую энергию потока воды в электрическую. Несмотря на достаточно простую идею получения энергии, комплекс оборудования и новые технологии делают подобные сооружения сложными. Впрочем, по сравнению с атомными электростанциями они действительно являются примитивными.
Гидроэлектростанция – электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. ГЭС обычно строят на реках, сооружая плотины, и водохранилищах.
Принцип работы ГЭС основан на преобразовании энергии падающей воды в энергию вращения турбины. Турбины связаны с генератором, преобразующим энергию вращающейся турбины в электрическую.
Первые гидроэлектростанции относились к проточному типу: вода реки просто пропускалась через турбину. Для такого типа ГЭС требуется большой перепад уровней реки, например, как на Ниагарском водопаде, где и была построена такая первая гидроэлектростанция.
На современных гидроэлектростанциях возводятся громадные плотины для увеличения объема воды, равномерно пропускаемой через турбины. Вода из водохранилища по напорному трубопроводу направляется на горизонтально вращающиеся лопасти турбины, соединенной с генератором.
Обычно на гидроэлектростанции используется много турбогенераторных агрегатов. 60—70% энергии падающей воды преобразуется в электрическую энергию.
DETSTVO-GID — сайт для родителей и педагогов
Рубрики
Свежие комментарии
- admin к записи Что писать про индивидуализацию образовательного процесса
- Аноним к записи Что писать про индивидуализацию образовательного процесса
- admin к записи Что писать про индивидуализацию образовательного процесса
- Ольга к записи Что писать про индивидуализацию образовательного процесса
- Аноним к записи Что писать про индивидуализацию образовательного процесса
Популярные записи
Конспект непосредственно образовательной деятельности
«Новосибирская ГЭС»
для детей старшего дошкольного возраста
Койнова Наталья Михайловна,
воспитатель МКДОУ № 16,
Воспитатель: Ребята, сегодня я хочу предложить вам отправиться на экскурсию по нашему родному городу. А в каком городе мы живём?
Дети: В Новосибирске
Воспитатель: Я сегодня — ваш экскурсовод. Но экскурсия эта будет необычная, а воображаемая. Хотите отправиться?
Дети: Да!
Воспитатель: Предлагаю занять места в автобусе.
(Дети рассаживаются в импровизированном из стульчиков автобусе; ребёнку, занявшему первое место, даётся руль – он «шофёр»).
Воспитатель: Ну что ж, отправляемся. Вот мы отъехали от детского сада, едем по улице Приморская, подъезжая к остановке «ГЭС». А вот мы видим гидроэлектростанцию. Что вы знаете о ГЭС?
Дети читают стихотворения:
Бережёт наш с тобой лес
По проводочкам ток идёт
Тепло и свет в дома несёт.
Ток всем несёт тепло и свет,
Щедрей его на свете нет.
К посёлкам, сёлам, городам
Приходит он по проводам.
Воспитатель: Да, ребята электричество – это великое открытие. Электричество – это электрический ток, который учёные научились получать 160 лет назад. Мы можем найти его в розетке, но он не видимый, он бежит по проводам и заставляет работать электрические приборы. Электрический ток похож на реку, но только в реке течёт вода, а по проводам бегут маленькие, невидимые глазу частицы. Сейчас с помощью электричества работают заводы и фабрики в городах, сельскохозяйственные предприятия. Без электричества мы не можем, например, полечить зуб, посмотреть мультик по телевизору или поиграть в компьютерные игры. Человеку в работе помогают автоматические станки, бытовая техника, компьютеры.
Воспитатель: Электрический ток вырабатывают большие мощные электростанции. Чтобы получить электричество, на таких станциях используется сила воды. Силу воды используют гидроэлектростанции. Слово «гидро» по-гречески означает «вода». Гидроэлектростанции строят рядом с могучими полноводными реками. Сначала реку «запирают» прочной плотиной, а затем освобождают воду. Вырвавшись на свободу, вода с ревом устремляется вниз и крутит турбины, которые и вырабатывают электричество. А мы сейчас поиграем с вами в игру.
Игра «Ток бежит по проводам»
Дети, перехватывая правой и левой рукой узелки на верёвке, говорят слова:
Ток бежит по проводам,
Свет несёт в квартиру нам.
Чтоб работали приборы,
Ток энергию принёс.
Воспитатель: И поэтому давным-давно люди решили построить в нашем городе такую станцию. Весной 1950 года начались работы по возведению Новосибирской ГЭС. 12 августа 1961года она была введена в эксплуатацию Благодаря работе ГЭС вырабатывается электроэнергия, а в наших домах тепло и светло. Это сейчас, кажется, что построить ГЭС не так уж и сложно, но в те времена это был настоящий подвиг. Например, чтобы построить гидромост, делали отсыпку с двух сторон с помощью специальной техники.
Генераторы — сердце станции, именно они преобразовывают энергию воды в электрическую. Оттуда она подаётся на трансформаторы и уходит по проводам. А теперь давайте поиграем.
Дидактическая игра «Собери картинку»
Дети собирают фотографии плотины, водохранилища из разрезных картинок.
Воспитатель: Все собрали, молодцы, а сейчас я предлагаю загадать загадки про электроприборы. (Вывешиваются картинки с электроприборами после каждой отгадки на доску).
Загадки
1. Если кнопочку нажать 4. Гладит платья и рубашки,
Будет музыка звучать. Отутюжит нам кармашки.
(Магнитофон) Он в хозяйстве верный друг —
2. Чудо-ящик – в нём кино. Имя у него……….
В том окошечке – кино! (Утюг)
(Телевизор) 5. Полюбуйся, посмотри —
3. Пыль найдёт и вмиг проглотит Полюс северный внутри!
Чистоту для нас наводит. Там сверкает снег и лёд,
Длинный шланг, как хобот-нос, Там сама зима живёт.
Коврик чистит………. (Холодильник)
6.Только я, только я 8. На столе в колпаке
Я на кухне главная. Да в стеклянном пузырьке,
Без меня как не трудитесь Поселился дружок —
Без обеда насидитесь. Развесёлый огонёк.
(Электроплита) (Настольная лампа)
Во мне вертится волчок.
Ни кого он не бьёт,
Зато всё собьёт.
Воспитатель: Каждый генератор — это сложная система, со своим электроснабжением, датчиками, управлением и т.д. Сейчас на станции потихонечку производят замену генераторов на более новые и современные. Они позволят электростанции выйти на новую мощность, хотя она зависит ещё и от самой реки, на которой стоит ГЭС. Наша станция стоит на Новосибирском водохранилище или Обское море. Это искусственный водоем на реке Обь. Водохранилище используется в интересах гидроэнергетики, водоснабжения и рыболовства.
Воспитатель: Я предлагаю поиграть в игру с мячом «Для чего это нужно?». Сейчас мы вместе вспомним, какие действия совершают разными электроприборами.
Утюгом – гладят бельё.
Миксером – взбивают крем.
Феном – сушат волосы.
Лампой – освещают книгу.
Пылесосом – пылесосят ковры.
Вентилятором – охлаждают воздух.
В холодильнике – хранят продукты.
В микроволновке – разогревают еду.
В чайнике – кипятят воду.
На электроплите – готовят еду.
По телефону – звонят.
На магнитофоне – слушают музыку.
Воспитатель: Видите, как много электроприборов нас окружает. Они наши лучшие помощники. Все они делают нашу жизнь удобной и разнообразной. Без них человеку было бы трудно. И все они работают от электрического тока. А ток вырабатывается на гидроэлектростанции, для которой нужна вода. На этом наша экскурсия закончилась, дети. Вам понравилась наше путешествие? (Ответы детей).
