Електрически централи – ВЕЦ, ПАВЕЦ, ГТЕЦ

Електрически централи – сложни инженерни технически съоръжения, които са предназначени за производството на елекричество за стопански нужди.

Водноелектрическата централа

Водноелектрическата централа (ВЕЦ) преобразува енергията на течащата вода в електрическа енергия. Най-важното за нея хидротехническо съоръжение е язовирната стена. Тя задържа водата в язовира и създава необходимия напор. С помощтта на хидравлична турбина енергията на водата, движеща се под напор, се превръща в механична енергия на въртенето, която след това се преобразува във електрическа енергия.

Хидравличната турбина, генераторът и устройството за автоматичен контрол и управление (пултовете) са разположени в машинната зала на ВЕЦ. Повишаващите трансформатори се монтират вътре в сградата или на открити площадки, а разпределителните устройства – най-често на открито, близо до сградата на електроцентралата.

електрическа централа

водноелектрическа централа – ВЕЦ

Изграждането на водноелектрически електроцентрали е немислимо без комплексното решаване на много задачи. Необходимо е да се задоволят нуждите не само на енергетиката, но и на водния транспорт, водоснабдяването, напояването, рибното стопанство. На всички тези задачи най-добре отговаря принципът на каскадност – по течението на реката се изграждат не една, а последователно няколко ВЕЦ.

Това позволява да се създадат водохранилища, разположени едно след друго на различни нива, а следователно по-пълно да се използва отокът на реката, енергийните и ресурси и да се регулират мощностите на отделните електроцентрали. Има няколко вида електроцентрали използващи енергията на водата. Освен ВЕЦ се строят още помпеноакумулиращи водноелектрически централи (ПАВЕЦ) и приливни електрически централи.

Помпеноакумулираща водноелектрическа централа

За разлика от водноелектрическата централа помпеноакумулиращи водноелектрически централи (ПАВЕЦ) изискват две водохранилища (а не едно), с обем по няколко десетки милиона кубически метра. Нивото на водата в едното трябва да бъде с няколко десетки метра по-високо от другото. Двете водохранилища се свързват с водопроводи като при долното водохранилище се изгражда сградата на електроцентралата. В нея са монтирани обратими хидроагрегати – хидравлични турбини и електрически генератори, разположени на един вал. Те могат да работят и като генератори на ток и като електрически водни помпи.

Когато консумацията на електроенергия намалее, например през нощта, хидравличните турбини изпълняват ролята на помпи, изкачвайки водата от долното водохранилище към горното. При това генераторите работят в качеството си на електродвигатели, получаващи електрическа енергия от топлоелектрически и атомни електроцентрали.

Когато консумацията на електроенергия се увеличи, хидроагрегатите на ПАВЕЦ се превключват на обратно въртене. Падащата от горното в долното водхранилище вода върти хидравличните турбини и генераторите произвеждат електрическа енергия. По този начин в нощните часове ПАВЕЦ като, че ли събира електроенергията, произведена от другите електроцентрали, а през деня я отдава. Затова тя обикновено служи за покриване на “върховите” натоварвания, т.е. произвежда енергия тогава, когато има особенно голяма нужда.

Приливни електрически централи

Обикновено помпеноакумулиращи водноелектрически централи се изграждат на реки. Оказва се обаче, че подобни електроцентрали могат да се строят и на бреговете на моретата и океаните. Тогава те се наричат приливни електрически централи ПЕЦ.

Два пъти в денонощието в едно и също време нивото на водата в окените ту се покачва, ту се понижава. Това се дължи на гравитационните сили на луната и слънцето, които притеглят към себе си водната маса.

Ако заливът или устието на реката се прегради с язовирна стена в момента на най-голямото покачване на нивото на водата в такова изкуствено водохранилище могат да се съберат стотици милиони кубически метри вода. Когато в морето настъпи отлив между нивото на водата във водохранилището и в морето се създава разлика, достатъчна да завърти хидротурбините, разположени в сградата на приливната електроцентрала. Ако водохранилището е едно, ПЕЦ може да произвежда електрическа енергия в продължение на 4-5 часа с прекъсвания съответно по един-два часа, четири пъти в денонощието.

За да се отстрани неравномерността при производството на електроенергия, водохранилището на електроцентралата се разделя с язовирни стени на 2-3 по-малки. В едното се поддържа нивото на отлива, в другото на прилива, а третото е резервно.

В приливните електроцентрали се монтират хидроагрегати, които работят с голям коефициент на полезно действие, както в генераторен, така и в помпен режим. Тези централи работят в помпен режим, когато в енерго системата се появи излишна електроенергия.

Използването на голямата сила на приливите и отливите на световния океан, дори на океанските вълни, е интересен проблем. Разрешаването му е още в своето начало – предстои много да се изучава, изобретява, конструира.

Геотермична енергия

Друг източник на енергия е топлината в земните ядра. На дълбочина 2000-3000 метра температурата на скалите достига 100 гарадуса по Целзий. Водата, попадайки по пукнатините на скалите и по водоносните пластове на такива дълбочини, се нагрява и започва да кипи като в голям парен котел. Нагрятата вода и парите се издигат по пукнатините в земната кора до повърхността. Местата където те излизат се наричат геотермални, горещи извори.

Съществуват големи геотермални райони с мощни излази на повърхността на гореща и дори на прегрята вода.  Естествено, енергетиците се стремят да оползотворят енергията на тази вода, която природата ни дава наготово. Възможно е водоснабдяване на жилищни сгради с топла вода от подземни водоизточници с температура 60-70 градуса по Целзий.

Геотермична централа

електрически централи

Геотермична електрическа централа

Прегрятата вода и парата могат да служат за получаване на електрическа енергия. Геотермичната електроцентрала по същество не се различава от топлоелектрическата. Разликата е само в това, че източникът на енергията не е гориво, а вътрешната земна топлина. Затова в ГЕОТЕЦ няма нито парни котли, нито горивни системи нито високи комини.

Паропроводната смес, постъпваща от сондажа се разделя предварително на пара и прегрята вода. Парата се подава във турбината, а горещата вода с температура над 120 градуса по Целзий се отвежда за топлоснабдяване на околните селища.

Не е случайно, че геотермичните електрически централи най-напред се строят в местата, където в по-голяма степен се забелязва вулканична дейност. В тези региони магмата – разтопеното вещество от земните недра, се намира близо до повърхността, а температурата и се изменя от 600 до 1200 градуса по Целзий. Запасите на вулканите от енергия са твърде големи. Така например в магмените огнища само на вулкана Авачинский по приблизителни изчисления, запасът от енергия може да осигури продължителна работа на електроцентрала с мощност един гигават.

Подземни парни котли може да се създадат и по изкуствен начин. Чрез мощен взрив в земните недра се разпуква голям скален масив. След това в дълбочина по тръби се нагнетява с помпи със студена вода, която отнема топлината от дълбоколежащите скали. По друга система тръби загрятата вече вода и парата се отвеждат в електроцентралата.
Така човекът превръща топлината на дълбоките подземни пластове и на вулканите в нов източник на енергия.

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Leave the field below empty!