Centrale idroelettrica. Storia dell'invenzione e della produzione

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Una centrale idroelettrica (HPP) è una centrale elettrica che utilizza l'energia di un flusso d'acqua come fonte di energia. Le centrali idroelettriche sono solitamente costruite sui fiumi costruendo dighe e bacini.Due fattori principali sono necessari per la produzione efficiente di elettricità nelle centrali idroelettriche: un approvvigionamento idrico garantito tutto l'anno e le possibili ampie pendenze del fiume, simili a canyon terreno favorisce la costruzione idroelettrica.

centrale idroelettrica

La gente ha imparato molto tempo fa a utilizzare l'energia dell'acqua per far ruotare le giranti di mulini, macchine utensili e segherie. Ma gradualmente la quota di energia idroelettrica nella quantità totale di energia utilizzata dall'uomo è diminuita. Ciò è dovuto alla limitata capacità di trasferire l'energia dell'acqua su lunghe distanze.

Con l'avvento della turbina elettrica azionata dall'acqua, l'energia idroelettrica ha una nuova prospettiva.

La prima centrale elettrica trifase è stata la centrale idroelettrica di Lautena. Su di esso sono stati installati due generatori sincroni trifase identici. La tensione di fase con l'aiuto di trasformatori è aumentata da 50 a 5000 volt. La sua elettricità è stata utilizzata per alimentare la rete di illuminazione della città di Heilbronn, nonché una serie di piccole fabbriche e officine. I trasformatori step-down sono stati installati direttamente presso i consumatori. Questo primo impianto di corrente trifase industriale al mondo fu messo in funzione all'inizio del 1892.

L'uso dell'energia idrica in questo impianto ha mostrato la possibilità di utilizzare risorse idriche lontane dai centri industriali. Da allora, il numero di impianti idroelettrici è in costante aumento. Ad esempio, nel 1892, N. N. Benardos propose di organizzare l'approvvigionamento energetico di San Pietroburgo utilizzando l'energia della Neva in centrali elettriche appositamente costruite (con una capacità fino a 20 CV). Nel 000, N. S. Lelyavsky sviluppò uno schema per l'utilizzo dell'energia idroelettrica delle rapide del Dnepr. V. N. Chikolev, promotore nei primi anni '1893 del XIX secolo. l'uso di turbine idrauliche come motori primi di centrali elettriche, nel 80, insieme a R. E. Klasson, costruite a San Pietroburgo sul fiume. Centrale idroelettrica di Okhta e linea elettrica trifase.

Durante gli anni '90 del XIX secolo. l'energia idroelettrica svolge un ruolo sempre più importante nell'approvvigionamento di elettricità e il numero di grandi centrali idroelettriche aumenta ogni anno.

Alla fine del XIX secolo. furono costruite: la centrale idroelettrica di Reinfeld (Germania, 1898) con una capacità di 16 kW a una pressione dell'acqua di 800 m, Niagara (USA) con una capacità di 3,2mila litri. Con. con una prevalenza di 50 m, Zhonazhskaya (Francia, 41,2) con una capacità di 1901 litri. Con. All'inizio del secondo decennio del XX sec. furono messe in funzione le centrali idroelettriche AugstVillen (Germania, 11) con una capacità di 200mila litri. s., Keokuk (USA, 1911) con una capacità di 44mila litri. Con. La qualità dell'attrezzatura della turbina non era ancora abbastanza elevata, l'efficienza oscillava tra 1912 e 180. Le forme e i progetti delle strutture idrauliche erano imperfette, il che è spiegato dall'insufficiente conoscenza delle questioni dell'idraulica ingegneristica e dell'ingegneria idraulica. Pertanto, alcune centrali idroelettriche costruite in questi anni sono state successivamente sottoposte a ricostruzioni più o meno gravi.

C'erano poche centrali idroelettriche nella Russia pre-rivoluzionaria. La prima è stata l'installazione nello stabilimento Okhta di San Pietroburgo con una capacità di 350 litri. Con. (1896). Inoltre, sul fiume operava la centrale idroelettrica White Coal. Podkumok (1903) con una capacità di 990 litri. s., con una tensione di 8000 V, la centrale idroelettrica Hindu Kush (1909) sul fiume. Murgab, con una capacità di 1 litri. Con. Inoltre, ne operavano diversi più piccoli (Sashninskaya, Allaverdinskaya, Turgusunskaya, Sestroretskaya, ecc.). La capacità totale delle centrali idroelettriche nella Russia pre-rivoluzionaria era di 590 kW.

Considera i principali tipi di centrali idroelettriche.

HPP derivati. In essi, una parte significativa (e talvolta ampia) della pressione viene creata per mezzo di condotti di deviazione, che sono strutture artificiali sotto forma di canali aperti, canali, tunnel o condutture. Le turbine idrauliche sono installate su un condotto di deviazione. Tali centrali idroelettriche sono adatte per i fiumi di montagna.

Dighe idroelettriche. Sono progettati in modo tale che la pressione al loro interno sia creata per mezzo di una diga appositamente costruita che, sostenendo il livello dell'acqua, forma una piscina superiore. L'edificio della centrale è solitamente situato vicino alla diga: l'acqua dell'invaso viene fornita alle turbine attraverso condotte idriche in pressione che attraversano il corpo della diga, o sotto la diga o direttamente a monte. Dopo l'uso, l'acqua delle turbine viene scaricata nel canale. Per far passare l'acqua in eccesso, vengono predisposte speciali dighe di scarico. Questo tipo di centrale idroelettrica comprende DneproGES e Volzhskaya che prendono il nome da VI Lenin.

In alcune centrali sono stati realizzati fori nei blocchi turbina per gli scarichi inattivi delle acque di piena e per l'alimentazione idrica delle turbine. Questi HPP sono chiamati combinati. Negli impianti idroelettrici integrati, le unità sono situate nel corpo di una diga in cemento, in modo da eliminare la necessità di una costruzione di macchine speciali.

Nelle moderne centrali idroelettriche di medie e grandi dimensioni, così come in molte piccole centrali idroelettriche, sono ampiamente utilizzati metodi di automazione e telemeccanica, e in alcune centrali idroelettriche, l'avviamento, la regolazione, il controllo e l'arresto delle unità, nonché controllo delle paratoie di strutture idrauliche e corsi d'acqua in pressione, sono completamente automatizzate. Queste operazioni possono essere effettuate in via telemeccanica, cioè dal personale di dispacciamento dei punti di controllo. Molte centrali idroelettriche funzionano senza personale, sono controllate a distanza (ad esempio, da un'altra stazione in cascata o da una sala di controllo).

Nelle singole centrali idroelettriche automatizzate, il controllo e la manutenzione della modalità di funzionamento desiderata vengono effettuati con l'ausilio di operatori automatici che svolgono le loro funzioni secondo piani e orari prestabiliti per loro. Nelle centrali idroelettriche completamente automatizzate, controllate da remoto o da operatori auto, la supervisione delle apparecchiature viene effettuata attraverso ispezioni periodiche della centrale idroelettrica. In caso di incidente, viene dato un segnale all'ufficiale di turno per ripristinare il normale funzionamento dell'HPP.

Diga idroelettrica (clicca per ingrandire)

I vantaggi e i vantaggi delle centrali idroelettriche rispetto alle centrali termiche sono molto significativi e consistono principalmente nel fatto che le centrali idroelettriche risparmiano carburante, razionalizzano il bilancio dei combustibili e promuovono lo sviluppo economico delle aree che non dispongono di sufficienti risorse di carburante . La progettazione delle unità delle centrali idroelettriche è più semplice delle unità delle centrali termiche e il processo di generazione di energia elettrica nelle centrali idroelettriche è molto meno complicato rispetto alle centrali termiche.

Il funzionamento di una centrale idroelettrica non è associato a tanti rifiuti quanto il funzionamento di una centrale termica. La costruzione di centrali idroelettriche porta a una soluzione razionale non solo del problema energetico, ma anche di una serie di altri problemi di grande importanza. Tra questi ci sono i problemi della navigazione, dell'irrigazione e della bonifica, dell'approvvigionamento idrico, della pesca e l'importantissimo problema della trasformazione della natura.

L'esperienza di gestione delle prime centrali idroelettriche ha dimostrato che hanno grande manovrabilità, buona affidabilità di funzionamento e bassi costi operativi, non richiedono personale di manutenzione numeroso e consentono la completa automazione del processo di generazione di energia con capacità di telecontrollo molto ampie. Le moderne turbine idrauliche hanno un'efficienza fino a 0,93. L'energia prodotta dalle centrali idroelettriche è più economica dell'elettricità fornita dalle centrali termiche.

In termini tecnici e operativi, è molto importante che gli impianti idroelettrici abbiano una grande manovrabilità. Questa caratteristica delle unità idrauliche è essenziale per i grandi sistemi di potenza, poiché un forte aumento del carico, anche in caso di guasti di emergenza nel sistema, può essere rapidamente compensato accendendo le unità idrauliche di riserva. I gruppi idroelettrici si sono quindi rivelati molto adatti a coprire picchi di carico in impianti in cui operano sia centrali termiche che idrauliche.

Lo svantaggio delle centrali idrauliche è la loro "località", cioè la possibilità di una efficiente costruzione di centrali idroelettriche solo in relativamente poche aree. Questa località viene superata trasferendo energia a distanza mediante corrente elettrica, tuttavia, in alcuni casi, il trasporto di energia mediante il trasporto di carburante è più conveniente, soprattutto quando si utilizzano oleodotti e gasdotti. I costi iniziali per la realizzazione delle centrali idroelettriche sono superiori a quelli delle centrali termiche.

Un grande svantaggio degli idroelettrici di pianura è l'alienazione delle terre allagate dal bacino. A poco a poco, gli argini dei bacini artificiali vengono spazzati via, insabbiati e l'equilibrio ecologico nella zona dei bacini artificiali viene disturbato.

Autore: Pristinsky V.L.

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Umidificatore purificatore 05.09.2001

Unico nel suo genere e impareggiabile dispositivo di piccole dimensioni e semplicità per pulire, umidificare e sterilizzare l'aria di ambienti residenziali e di piccola industria.

L'aria secca inquinata viene aspirata nel dispositivo ed entra nei tamburi lamellari ad elevata superficie specifica (fino a 4,2 mq), ruotando in acqua. Le particelle di polvere meccanica (di dimensioni fino a un micron) indugiano e si depositano nell'ambiente acquatico. Allo stesso tempo, l'acqua pulita viene evaporata intensamente dall'ampia superficie dei fusti. L'aria ambiente è umidificata in modo ottimale. In piccole quantità (fino a 50 ml), all'acqua viene aggiunto un bioassorbitore, che neutralizza i batteri patogeni e altre impurità dell'aria da pulire.

Si dice che il famoso tenore spagnolo X. Carreras utilizzi questo particolare purificatore d'aria nelle stanze dove si prepara per le esibizioni in spettacoli d'opera e concerti. Una volta ogni due settimane, i fusti vengono lavati sotto la doccia e il vassoio viene riempito con acqua fresca e una nuova porzione di bioassorbitore. Non è richiesta la sostituzione del tamburo.

Il dispositivo è quasi silenzioso. A seconda del modello serve ambienti di 30 - 80 mq. M. Dimensioni complessive (in cm) - 27x30x26. Peso 7 kg. Alimentazione: dalla rete, il consumo di energia non supera i 38 watt.

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