* Nguyên lý đơn giản nhất của tất cả các dạng thủy điện từ lớn đến nhỏ đều giống nhau:
– Dưới tác dụng của trọng lực, nước đổ từ trên cao xuống thấp [thế năng] sẽ làm quay các lưỡi turbin.
– Các lưỡi turbin này được kết nối với một bộ máy phát điện
– Điện tạo ra từ các turbin quay được đưa qua trạm biến thế và kết nối vào mạng lưới phân phối điện.
* Lượng điện năng tạo ra được xác định bởi nhiều yếu tố. Hai trong số những yếu tố này là khối lượng của dòng chảy và áp suất thủy lực. Áp suất này có liên quan đến khoảng cách giữa mặt nước – tua bin và phụ thuộc vào lượng nước trong hồ chứa.
Trong thực tế, nhu cầu sử dụng điện không phải là ” phẳng” và liên tục. Nhu cầu tăng lên, giảm xuống vào ban ngày và ban đêm thì việc sử dụng điện trong nhà, trong việc kinh doanh và các thiết bị khác là ít nhất. Ví dụ, ở Atlanta, Georgia lúc 5:00 chiều vào một ngày cuối tuần tháng Tám nóng nực, bạn có thể chắc chắn là có một nhu cầu sử dụng điện rất lớn để vận hành hàng triệu chiếc điều hòa không khí. Nhà máy thủy điện có hiệu quả hơn trong việc cung cấp cho nhu cầu năng lượng ở mức cao nhất trong một khoảng thời gian ngắn hơn là nhà máy điện hạt nhân và nhiệt điện. Một cách để đạt được điều đó là bằng cách sử dụng “bơm lưu trữ”, tái sử dụng nước nhiều hơn một lần.
* Bơm lưu trữ là phương pháp giữ nước lại để dự trữ cho nhu cầu điện năng lúc cao điểm bằng cách bơm nước đã chảy qua các tuabin trở lại hồ lưu trữ ở phía trên nhà máy điện tại thời điểm khi nhu cầu sử dụng năng lượng của khách hàng thấp. Chẳng hạn như trong thời gian nửa đêm. Sau đó, nước được cho chảy trở lại qua các tua bin phát điện vào những thời điểm khi nhu cầu cao và có một sự tải nặng trên hệ thống dây dẫn.
Hồ chứa nước đóng vai trò giống như một cục pin, dự trữ năng lượng dưới dạng nước khi nhu cầu sử dụng thấp và sản xuất điện năng tối đa trong suốt giờ cao điểm hàng ngày và theo mùa. Một ưu điểm của bơm lưu trữ là các đơn vị sản xuất điện có thể vận hành một cách nhanh chóng và sự điều chỉnh nhanh chóng ở đầu ra. Chúng hoạt động hiệu quả khi được sử dụng trong một giờ hoặc vài giờ. Bởi vì các hồ bơm lưu trữ này là tương đối nhỏ nên chi phí xây dựng nói chung là thấp so với các cơ sở thủy điện thông thường.
* Ưu và nhược điểm của nhà máy thủy điện
Ưu điểm
– Không thải ra các khí, hóa chất độc và khí nhà kính
– Có tầm hoạt động rộng, chỉ cần một lượng mưa nhất định và dòng chảy ổn định của sông ngòi
– Các trạm thủy điện nhỏ và cực nhỏ có thể đáp ứng được nhu cầu điện năng tại các vùng xa với mức tác động lên môi trường rất nhỏ.
– Thủy năng là nguồn năng lượng luôn rất dồi dào và đáng tin cậy
– Chi phí lắp đặt và giá thành hợp lý
– Ngoài khả năng sản xuất thủy năng còn có vai trò quan trọng trong việc quản lý nguồn nước, kiểm soát lũ lụt …
Nhược điểm
Mặc dù, thủy điện được xem là nguồn năng lượng sạch và tái tạo, việc phát triển các nhà máy thủy điện có thể gây ra các tác động lớn về môi trường như:
+ Việc xây dựng hồ trữ làm thay đổi cảnh quan thiên nhiên
+ Việc thay đổi dòng chảy của sông dẫn tới sự thay đổi môi trường sống của cá
+ Gây ra các đoạn sông chết từ sau đập đến nhà máy và làm giảm lượng phù sa ở hạ lưu.
Khi chúng ta nhìn một dòng sông cuồn cuộn chảy, chúng ta thật khó để tưởng tượng ra được năng lượng mà nó mang lại. Nếu bạn đã từng đi bè vượt những con thác tung bọt nước trắng xóa thì bạn có thể cảm nhận thấy một phần nhỏ năng lượng của con sông. Những thác nước trắng xóa được tạo ra bởi dòng sông, mang theo một số lượng lớn nước đổ xuống dốc thông qua một lối nhỏ. Khi dòng sông buộc phải chảy thông qua lối hẹp này này, dòng chảy của nó trở nên nhanh hơn. Lũ lụt là một ví dụ khác thể hiện năng lượng mà một khối lượng lớn nước có thể có.
Nhà máy thủy điện khai thác năng lượng nước và sử dụng máy móc đơn giản để chuyển đổi năng lượng này thành điện năng. Đây là những thành phần cơ bản của một nhà máy thủy điện thông thường:
1. Đập [Dam]– Hầu hết các nhà máy thủy điện dựa vào một con đập chứa nước lại, tạo ra một hồ chứa lớn. Thông thường, hồ chứa này được sử dụng như một hồ giải trí như hồ Roosevelt tại đập Grand Coulee tại tiểu bang Washington.
2. Ống dẫn nước [Penstock]– Cửa trên đập mở và lực hấp dẫn đẩy nước chảy qua các đường ống chịu áp. Đường ống dẫn nước đến tuabin. Nước làm tăng dần áp lực khi nó chảy qua đường ống này.
3. Tua bin [Turbine] – Nước hướng về và làm quay các cánh lớn của tuabin, tuabin này gắn liền với máy phát điện ở phía trên nó nhờ một trục. Loại phổ biến nhất của tua bin dùng cho nhà máy thủy điện là Turbine Francis, trông nó giống như một đĩa lớn có những cánh cong. Một tua bin có thể cân nặng khoảng 172 tấn và quay với tốc độ 90 vòng mỗi phút .
Ảnh: Trục kết nối các tua-bin và máy phát điện
4. Máy phát điện [generator] – Khi các cánh tua-bin quay, một loạt các nam châm trong các máy phát điện cũng quay theo. Những nam châm khổng lồ này quay quanh cuộn dây đồng, sản sinh ra dòng điện xoay chiều [AC].
5. Biến áp [Transformer]– Máy biến áp được đặt bên trong nhà máy điện tạo ra dòng điện xoay chiều AC và chuyển đổi nó thành dòng điện có điện áp cao hơn.
6. Đường dây điện [Power Lines] – Trong mỗi nhà máy điện có đến bốn dây : ba dây pha của năng lượng điện được sản xuất đồng thời với một dây trung tính.
7. Cống xả [Outflow] – Đưa nước chảy qua các đường ống – gọi là kênh , và chảy vào hạ lưu sông .
Ý tưởng khai thác các dòng nước để tạo ra điện có từ rất sớm. Ban đầu là các bánh xe lớn đặt thẳng đứng có gắn các gàu múc để đưa nước lên cao. Vào cuối những năm 1820, con người đã biến bánh xe thành tuabin và 50 năm sau, con người đã gắn nó với một máy phát điện ở hạ lưu của một đập giữ nước hồ.
Ngày nay, có khoảng 45000 con đập rải rác trên địa cầu, cung cấp khoảng 1/5 lượng điện tiêu thụ trên toàn thế giới, tức khoảng 2,4 triệu mêga oát. Tại Pháp, khoảng 15% điện là thủy điện. Tại châu Âu, Mỹ, Canada, tiềm năng thủy điện đã được khai thác đến 70%.
Bạn đang xem: Nguyên lý hoạt động của nhà máy thủy điện
5. Biến áp [Transformer] đặt bên trong nhà máy điện tạo ra dòng điện xoay chiều AC và chuyển đổi nó thành dòng điện có điện áp cao hơn.6. Đường dây điện [Power Lines]: Gồm ba dây pha của năng lượng điện được sản xuất và một dây trung tính.7. Cống xả [Outflow]: Đưa nước chảy qua các đường ống và chảy vào hạ lưu sông.
Nguyên lý hoạt động của một nhà máy thủy điện
Quá trình vận hành nhà máy thủy điện gồm có bốn giai đoạn chính:1. Dòng nước với áp lực lớn chảy qua các ống thép lớn được gọi là ống dẫn nước có áp tạo ra các cột nước khổng lồ với áp lực lớn đi vào bên trong nhà máy.2. Nước chảy mạnh làm quay tuabin của máy phát điện, năng lượng cơ học được chuyển hóa thành điện năng.3. Điện tạo ra đi quá máy biến áp để tạo ra dòng điện cao thế.4. Dòng điện cao thế sẽ được kết nối vào mạng lưới phân phối điện và truyền về các thành phố.Để biết rõ điện được sản xuất như thế nào, các bạn xem chi tiết về cơ chế hoạt động của đập thủy điện trong video dưới đây nhé.Video: Công trường xây dựng Bạch Hạc Than, nhà máy thủy điện lớn thứ hai thế giới tại Trung Quốc Ngắm đập Tam Hiệp kỳ vĩ qua 10 ảnh chụp trên không đẹp ngất ngây Đập thủy điện mở 9 cửa xả lũ khiến cá bay rợp hồ Đập Tam Hiệp có thể chịu lũ lớn cỡ nào? 10 sự thật về đập Tam Hiệp, con đập khổng lồ đã làm chậm quá trình quay của Trái ĐấtXem thêm: Kia Cerato Phiên Bản Signature Ra Mắt Tại Việt Nam, Đánh Giá Xe Kia Cerato 1
Cách ẩn hoặc hiển thị số lượt thích trên Instagram Cách lấy lại mật khẩu, tên tài khoản Internet Banking Eximbank Hé lộ màn hình co giãn mới của nhà sản xuất smartphone màn hình gập đầu tiên Cách sửa lỗi Msstdfmt.dll Not Found Cách hủy tự động đánh số đầu dòng trong Word Tất cả những thông tin thú vị về Fuchsia, hệ điều hành mới của GoogleĐội quân người và máy móc sửa đường thần tốc chỉ trong 48 giờ ở Nga Choáng váng cảnh tượng 6 vòi rồng cùng xuất hiện 1 lúc Nhà hộp di động thông minh biết “biến hình”, tự lắp ráp hoàn chỉnh trong 10 phút Mời chiêm ngưỡng màn bắn pháo hoa lớn nhất thế giới với viên pháo hoa nặng gần 1,3 tấn Thế giới xung quanh trông như thế nào khi quan sát dưới lăng kính hiển vi Đại chiến Robot khổng lồ: Mỹ chiến thắng Nhật Bản Video: Chim hồng hạc nuôi con bằng 'sữa đỏ' khiến nhiều người kinh ngạc Điều gì xảy ra khi Mặt trăng tiến sát Trái đất, ở khoảng cách 420km như Trạm vũ trụ quốc tế [ISS] hiện nay? Làng Công nghệ Tấn công mạng Chuyện công nghệ Công nghệ mới Trí tuệ nhân tạo [AI] Anh tài công nghệ Bình luận công nghệ Quiz công nghệ Công nghệ Ứng dụng Hệ thống Game - Trò chơi iPhone Android Linux Đồng hồ thông minh Chụp ảnh - Quay phim macOS Phần cứng Thủ thuật SEO Kiến thức cơ bản Raspberry Pi Dịch vụ ngân hàng Lập trình Dịch vụ công trực tuyến Dịch vụ nhà mạng Nhà thông minh Khoa học
Xem thêm:
Giới thiệu | Điều khoản | Bảo mật | Hướng dẫn | Ứng dụng | Liên hệ | Quảng cáo | Facebook | Youtube | DMCA