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Wasserkraftwerk: Layout, Arbeiten und Typen

Stromerzeugung durch Wasserkraft (potentielle Energie in gespeichertem Wasser) ist eine der saubersten Methoden zur Erzeugung elektrischer Energie. In 2012, Wasserkraftwerke rund 16% der gesamten Stromerzeugung der Welt. Wasserkraft ist die am weitesten verbreitete Form erneuerbarer Energien. Es ist eine flexible Stromquelle und auch die Kosten für die Stromerzeugung sind relativ niedrig. Dieser Artikel beschreibt das Layout, die grundlegenden Komponenten und Arbeiten eines Wasserkraftwerks.

Layout und Arbeitsweise des Wasserkraftwerks

Layout des Wasserkraftwerks

Das obige Bild zeigt die typisches Layout eines Wasserkraftwerks und seiner Grundkomponenten.

Damm und Reservoir: Der Damm ist an einem großen Fluss in einer hügeligen Landschaft gebautBereiche, um einen ausreichenden Wasserspeicher in der Höhe zu gewährleisten. Der Damm bildet dahinter ein großes Reservoir. Die Höhe des Wasserspiegels (als Wasserkopf bezeichnet) im Reservoir bestimmt, wie viel potentielle Energie in diesem gespeichert wird.

Steuertor: Wasser aus dem Behälter kann fließendurch die Druckrohrleitung zur Turbine. Die Wassermenge, die in der Druckkammer freigesetzt werden soll, kann durch ein Kontrolltor gesteuert werden. Wenn das Kontrolltor vollständig geöffnet ist, wird die maximale Wassermenge durch die Druckrohrleitung abgegeben.

Penstock: Eine Druckrohrleitung ist ein riesiges Stahlrohr, das mitführtWasser aus dem Behälter zur Turbine. Die potentielle Energie des Wassers wird in kinetische Energie umgewandelt, wenn es aufgrund der Schwerkraft durch die Druckleitung fließt.

Wasserturbine: Wasser aus der Druckkammer wird in das Wasser aufgenommenTurbine. Die Turbine ist mechanisch mit einem elektrischen Generator gekoppelt. Die kinetische Energie des Wassers treibt die Turbine an und folglich wird der Generator angetrieben. Es gibt zwei Haupttypen von Wasserturbinen. (i) Impulsturbine und (ii) Reaktionsturbine. Impulsturbinen werden für große Köpfe und Reaktionsturbinen für niedrige und mittlere Köpfe verwendet.

Generator: Ein Generator ist im Krafthaus und in ihm montiertist mechanisch mit der Turbinenwelle gekoppelt. Wenn die Turbinenschaufeln gedreht werden, treiben sie den Generator an, und es wird Strom erzeugt, der dann mit Hilfe eines Transformators zum Übertragen erhöht wird.

Ausgleichsbehälter:

Surge-Tanks werden normalerweise in Hoch- oder Tiefkühlbehältern bereitgestelltmittlere Kopfkraftwerke, wenn eine beträchtlich lange Druckleitung erforderlich ist. Ein Ausgleichsbehälter ist ein kleiner Behälter, der oben offen ist. Es ist zwischen dem Reservoir und dem Krafthaus eingebaut. Der Wasserstand im Ausgleichsbehälter steigt oder fällt ab, um die Druckschwankungen im Druckrohr zu verringern. Bei einer plötzlichen Verringerung der Belastung der Turbine schließt der Regler die Tore der Turbine, um den Wasserstrom zu reduzieren. Dies führt dazu, dass der Druck in der Druckleitung ungewöhnlich ansteigt. Dies wird durch den Einsatz eines Ausgleichsbehälters verhindert, in dem der Wasserstand steigt, um den Druck zu reduzieren. Auf der anderen Seite die Ausgleichsbehälter liefert überschüssiges Wasser, wenn die Tore plötzlich geöffnet werden, um den erhöhten Lastbedarf zu decken
Ausgleichsbehälter im Wasserkraftwerk
[Lesen Sie auch: Kraftwerke | Stationen zur Stromerzeugung]

Arten von Wasserkraftwerken

Konventionelle Anlagen:

Konventionelle Anlagen nutzen potentielle Energie ausgestautes Wasser. Die gewonnene Energie hängt vom Volumen und vom Kopf des Wassers ab. Die Differenz zwischen der Höhe des Wasserstandes im Vorratsbehälter und der Wasseraustrittshöhe wird als Wasserkopf bezeichnet.

Pumpspeicherwerk:

Im Pumpspeicherwerk befindet sich ein zweites Reservoirin der Nähe des Wasserabflusses aus der Turbine aufgebaut. Wenn der Strombedarf gering ist, wird das Wasser aus dem unteren Behälter in den oberen (Haupt-) Behälter gepumpt. Dadurch wird sichergestellt, dass ausreichend Wasser im Hauptbehälter vorhanden ist, um die Spitzenlasten zu erfüllen.

Run-of-River-Anlage:

In dieser Art von Anlage wird kein Damm gebautund daher fehlt das Reservoir. Ein Teil des Flusses wird durch eine Druckrohrleitung oder einen Kanal zur Turbine geleitet. Somit steht nur das aus dem Fluss fließende Wasser für die Erzeugung zur Verfügung. Und weil kein Reservoir vorhanden ist, wird ein Überangebot an Wasser ungenutzt durchgelassen.

Vorteile eines Wasserkraftwerks

  • Es wird kein Brennstoff benötigt, da potentiell Energie gespeichertes Wasser zur Stromerzeugung verwendet wird
  • Saubere und saubere Energiequelle
  • Sehr geringe Betriebskosten - Wasser ist kostenlos verfügbar
  • Es ist vergleichsweise weniger Wartung erforderlich und hat eine längere Lebensdauer
  • Dient auch anderen Zwecken wie der Bewässerung

Nachteile

  • Sehr hohe Investitionskosten aufgrund des Dammbaus
  • Hohe Übertragungskosten - Wasserkraftwerke befinden sich in hügeligen Gegenden, die weit von den Verbrauchern entfernt sind

Bemerkungen