Suv energiyasi va undan foydalanish sxemalari

Gidroelektr stansiyalari


Reja:

1. 
   Suv energiyasi va undan foydalanish sxemalari
   
2. 
   Suv energiyasidan foydalanish sxemalari
   
3. 
   GES va suv omborlari kaskadlari
   

Suv energiyasi va undan foydalanish sxemalari
Gidroelektr stansiyalarida suvning mexanik energiyasi elektr energiyasiga aylantiriladi. Suv og‘irlik kuchi ta’sirida yuqori bьefdan quyi bьefga oqib keladi va elektr toki generatorining rotori o‘zi bilan bir valda joylashgan turbinaning ish g‘ildiragini aylantiradi. Turbina va generator birgalikda agrgegatni tashkil qiladi. Turbinada gidravlik energiya uning ish g‘ildiragini generator rotori bilan birga aylantirib mexanik energiya hosil qiladi. Generatorda mexanik energiyaning elektr energiyaga aylanish jarayoni yuz beradi.
Gidroelektrostansiya ishlashi uchun suv sarfi va sathlar farqi, ya’ni bosim talab etiladi. Tekislikdagi daryolarda sathlar farqi odatda to‘g‘on yordamida damlanadi. Statik bosim H₀ yoki brutto bosim yuqori va quyi bьef sathlari belgilarining farqiga teng bo‘ladi (3.1-rasm). GESning netto bosimi suv suv olish joyidan turbinaga qadar harakatlanganida yo‘qolgan bosim ayirib tashlangan statik bosimga teng bo‘ladi:
(3.1)
Generatorning va, binobarin, butun agregatning kVt hisobida o‘lchanadigan elektr quvvati
(3.2)
bu erda  – suv zichligi bo‘lib, u 1000 kgm3 ga teng; g - erkin tushish tezlanishi, odatda 9,81 ms² ga teng deb olinadi (g - suvning solishtirma og‘irligi bo‘lib, u 9,81 kHm³ ga teng); Q – turbina orqali o‘tuvchi suv sarfi, m³s; _t, _g - tegishli ravishda turbina va generatorning foydali ish koeffitsientlari (FIK).



3.1-rasm. Bosimni hosil qilish sxemasi
GESda o‘rnatilgan agregatlar soni m bo‘lgan holda uning belgilangan quvvati
(3.3)
Suv sarfi va bosim vaqt o‘tishi bilan o‘zgargani bois, gidroelektrostansiya iste’molchilarga o‘zgaruvchan quvvatli elektr energiyasini beradi. Elektr energiyasini ishlab chiqarish
(3.4)
bu erda t – shunday bir vaqt oraliqlariki, ularning mobaynida N quvvat o‘zgarmas deb hisoblanishi mumkin. quvvat vatt hisobida, vaqt esa sekundlarda o‘lchansa, ishlab chiqarilgan energiya miqdori joulda olinadi; quvvat kilovatt hisobida, vaqt esa – soatlarda o‘lchansa, natija kilovatt-soatlarda olinadi (1 kVtsoat  3,6106 J).
Yillik energiya ishlab chiqarishni hisoblash (kVtsoat hisobida) quyidagi formula yordamida amalga oshirilishi mumkin:
(3.5)
bu erda – bir yilda ishlatiladigan suv hajmi, m3; - GESning o‘rtacha bosimi; - FIKning o‘rtacha qiymatlari.
GES ishlab chiqaruvchi elektr energiyasining yillik miqdori yilning sersuvlik darajasiga bog‘liq bo‘ladi. Suv tanqis yilda u o‘rtacha yillik miqdordan kamroq, sersuv yilda esa – ko‘proq bo‘ladi.
GES elektr energiyasini ishlab chiqarish o‘rtacha yillik miqdorining gidroelektrostansiyaning belgilangan quvvatiga nisbati belgilangan quvvatdan foydalanish soatlari sonini beradi
(3.6)
T qiymati GES elektr energiyasini ishlab chiqarish yillik miqdorini berish uchun bir yilda to‘la belgilangan quvvat bilan necha soat ishlashi lozimligini ko‘rsatadi.
So‘nggi yillarda tiklanadigan tabiiy resurslar - quyosh, shamol energiyasini, avvalambor daryo, kanallarning gidravlik energiyasini o‘zlashtirishga jahonning ko‘pgina mamlakatlarida, shu jumladan O‘zbekistonda ham qiziqish kuchaydi. Bu hol issiqlik stansiyalarida foydalaniladigan qattiq organik yonilg‘i qazib olish xarajatlari tinimsiz oshib borayotgani bilan izohlanadi.
Holbuki O‘zbekistonda ko‘p sonli sug‘orish kanallari, suv omborlari, kichik daryolar mavjud bo‘lib, ularda ko‘p miqdorda kapital xarajatlarsiz kichik gidroelektr stansiyalari qurish mumkin. Dastlabki ma’lumotlarga ko‘ra respublika hududida kichik gidroelektr stansiyalarining gidroenergetika resurslari 7,3 mlrd kVtsoatni tashkil etadi, shu jumladan sug‘orish kanallaridagi sathlar farqiga 2,2 mlrd kVtsoat energiya to‘g‘ri keladi. Respublikada o‘zlashtirilgan gidroenergetika imkoniyatlari 25% dan oshmaydi.
O‘zbekistonda «Gidroenergetikani rivojlantirish davlat dasturi» ishlab chiqilgan va Vazirlar Mahkamasining maxsus qarori bilan tasdiqlangan. Bu dasturga binoan yaqin yillarda suv xo‘jaligi ob’ektlari va kichik daryolarda joylashgan har xil quvvatli 14 GESni ishga tushirish mo‘ljallangan. Hozirgi vaqtgacha suv omborlari, kanallar, kichik daryolarning gidroenergetika resurslaridan energetika maqsadlarida foydalanish sxemalari tuzilgan. Bu materiallar asosida kanallar, suv omborlari, kichik va o‘rta daryolarda kichik GESlar joylashuv o‘rinlarining xarita-sxemasi tuzilgan, birinchi navbatda qurilishi lozim bo‘lgan kichik GESlar sxemasi belgilangan va asoslantirilgan. Suv energiyasidan foydalanishning uch asosiy sxemasi mavjud bo‘lib, ular sathlar farqi, ya’ni bosimni damlash usullari bilan tavsiflanadi: 1) to‘g‘onli sxema – bunda bosim to‘g‘on yordamida damlanadi; 2) derivatsion sxema – bunda bosim asosan kanal, tunnelь yoki quvur yo‘li tarzida amalga oshiriladigan derivatsiya vositasida damlanadi; 3) to‘g‘onli-derivatsion sxema – bunda bosim to‘g‘on yordamida va derivatsiya vositasida damlanadi.
Bosimni damlashdan tashqari, suv sarfini rostlash uchun suv omborlari tashkil etish lozim. Tabiiy sharoitlarda daryolarda eng kam suv sarfi odatda elektr energiyasiga ehtiyoj ayniqsa katta bo‘ladigan qish mavsumida kuzatiladi. Kamsuvlik davrida, ayniqsa qishda GES ko‘proq quvvatga ega bo‘lishi, o‘rnatilgan agregatlardan to‘liqroq foydalanishi va ko‘proq elektr energiyasini ishlab chiqarishi uchun daryolarda suv omborlari quriladi va oqimni rostlash amalga oshiriladi. Oqim yil mobaynida rostlanadigan suv omborlarida bahorgi suvning bir qismi saqlanadi. Saqlanayotgan suvdan foydalanib, kamsuvlik davrida suv sarfini oshirish va GES ishlab chiqaruvchi elektr energiyasi miqdorini ko‘paytirish mumkin. Oqim ko‘p yillar mobaynida rostlanadigan suv omborlari sersuv kelgan yillarda jamlangan suv hisobiga kamsuvli yillarda GESning suv sarfini va u ishlab chiqaradigan elektr energiyasi miqdorini ko‘paytirish imkonini beradi.