Cara Memilih Penjana Hidroelektrik Terbaik

Tenaga hidro ialah sumber tenaga boleh diperbaharui yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Penjana hidroelektrik tersedia secara meluas, dengan yang terbesar digunakan untuk stesen janakuasa hidroelektrik, terletak di takungan dan empangan, kepada yang terkecil digunakan untuk aplikasi domestik dan luar bandar. Artikel ini menawarkan beberapa panduan dalam memilih penjana hidroelektrik yang paling sesuai untuk keperluan anda.

Jadual Kandungan
Unjuran pasaran global untuk penjana hidroelektrik
Pengenalan kepada penjana hidroelektrik
Jenis turbin hidroelektrik
Lihatlah rangkaian penjana hidroelektrik yang ada
Akhir fikiran

Unjuran pasaran global untuk penjana hidroelektrik

Pasaran global untuk penjana hidroelektrik berkembang dengan baik pada kadar pertumbuhan tahunan kompaun (CAGR) sebanyak 6.8% sepanjang tempoh 10 tahun dari 2022 hingga 2032. Pada 2022, nilai pasaran adalah AS $ 137.6 bilion, berkembang menjadi AS $ 264.41 bilion oleh 2032.

Bahagian pasaran diterajui oleh sistem tetap loji hidro besar pada 63%, lebih sistem mudah alih yang lebih kecil pada 37%, walaupun sistem yang lebih kecil diunjurkan berkembang lebih cepat pada a CAGR sebanyak 7.8%.

Asia Pasifik mendahului penggunaan semasa dan unjuran pertumbuhan pasaran, dengan China pengeluar terbesar kuasa hidroelektrik berasaskan empangan besar. Sistem yang lebih kecil mencari pertumbuhan di seluruh dunia disebabkan oleh peningkatan minat dalam sumber tenaga boleh diperbaharui. Sistem yang lebih kecil adalah ringan dan mudah dipasang di lokasi seperti ladang dan kebun kecil untuk menambah sumber penjanaan tenaga yang lain.

Pengenalan kepada penjana hidroelektrik

Tamadun telah menggunakan kuasa air selama lebih 2000 tahun. Dalam era moden, lebih 70% tenaga elektrik dunia dijana oleh kuasa hidro, menjadikannya sumber tenaga boleh diperbaharui yang paling banyak digunakan di seluruh dunia.

Penjana hidroelektrik menggunakan kuasa air yang mengalir untuk menjana elektrik. Mereka melakukan ini dengan menyalurkan air melalui bilah kipas turbin. Bilah bertindak seperti kipas untuk memutar aci logam, yang kemudiannya memutar motor. Motor menjana tenaga elektrik. Saiz turbin dan aliran air menentukan jumlah tenaga elektrik yang dihasilkan.

Aliran air dicapai melalui beberapa kaedah aliran langsung:

• Air dilepaskan dari sumber tawanan seperti di dalam takungan, atau dari aliran semula jadi air terjun atau sungai yang mengalir. Dengan cara ini, graviti adalah daya utama yang menggerakkan air melalui turbin.
• Air dialihkan dari sumber lain, untuk mengalir melalui turbin. Ini sering dibuat dengan menyalurkan badan air yang lebih besar, seperti sungai, ke saluran dan paip yang lebih kecil dan lebih kecil. Proses ini boleh menghasilkan tekanan tinggi untuk menolak melalui bilah turbin.
• Air dipam ke atas ke kemudahan yang disimpan, seperti takungan, yang kemudiannya membebaskan air itu untuk mengalir ke bawah melalui graviti ke dalam turbin. Kaedah ini memerlukan kuasa untuk menolak air ke atas, begitu juga dengan yang paling cekap apabila sumber tenaga boleh diperbaharui digunakan untuk mencipta kuasa tersebut.

Gambar rajah di atas daripada Syarikat Teknologi Chengdu Forster menunjukkan contoh loji kuasa hidroelektrik yang terletak di takungan, menggunakan aliran air graviti melalui turbin loji kuasa.

Menggunakan air daripada sumber semula jadi menjadikan penjana hidroelektrik sebagai tenaga boleh diperbaharui, tetapi prinsipnya sebenarnya sama untuk penjanaan kuasa bahan api fosil. Stesen janakuasa arang batu menggunakan arang batu untuk memanaskan air, untuk menghasilkan wap, yang kemudiannya dipaksa melalui turbin.

Empangan Three Gorges, yang merentangi Sungai Yangtze di China ialah stesen janakuasa hidroelektrik terbesar di dunia, dengan turbin 32 x 700 Megawatt (Mw), dan dua lagi penjana 50 Mw yang membekalkan kuasa kepada stesen janakuasa itu sendiri.

Penjana hidroelektrik dengan kapasiti di bawah 5 Kilowatt biasanya digunakan dalam ladang, pegangan kecil dan industri kecil, dan dalam penggunaan kuasa luar grid atau hibrid. Untuk penjana 5 Kilowatt dan ke atas, aplikasi boleh termasuk menjana tenaga kepada komuniti kecil, industri luar bandar dan keperluan pertanian yang lebih besar.

Jenis turbin hidroelektrik

Turbin hidroelektrik menjana kuasanya daripada gabungan tekanan dan aliran air. Tekanan, atau daya air, ditentukan dari ketinggian sumber air, dipanggil 'kepala'. Aliran air ialah isipadu dan kelajuan air

Terdapat pelbagai jenis turbin, sesuai untuk pelbagai jenis kepala dan aliran air. Dua jenis utama ialah tindak balas, dan impuls.

Turbin tindak balas pastikan bilah turbinnya diletakkan sepenuhnya dalam aliran air dan diputarkan apabila air mengalir di atas bilah, dengan semua bilah bersentuhan dengan aliran air. Jenis bilah turbin yang digunakan termasuk kipas (seperti kipas bot), Kaplan (bilah boleh laras), kinetik (terus dari aliran), dan turbin Francis (seperti bilah pada enjin jet). Jenis bilah turbin dipilih berdasarkan kepala dan aliran air, dengan setiap satu mempunyai faedah mereka. Kebanyakan turbin tindak balas digunakan untuk kepala bawah dan aliran tinggi, walaupun turbin Kaplan juga sesuai untuk kepala tinggi.

Turbin impuls menjana kuasa mereka daripada aliran air, untuk menggerakkan roda (runner). Dengan turbin impuls Pelton, hanya sebahagian daripada pelari yang bersentuhan dengan aliran air (bayangkan roda air di kilang). Apabila aliran memutar pelari, setiap bilah baru memasuki aliran dan gerakan diteruskan. Turbin Pelton berfungsi dengan baik untuk aliran tinggi dan aliran rendah. Turbin aliran silang membenarkan aliran merentasi bahagian yang lebih luas roda turbin, menangkap aliran pada aliran masuk dan aliran keluar. Ini berfungsi dengan baik untuk aliran yang sangat tinggi dan air yang rendah.

Lihatlah rangkaian penjana hidroelektrik yang ada

Stesen janakuasa hidroelektrik yang besar di seluruh dunia biasanya terletak di sungai-sungai utama dan di atas takungan, dengan penjana hidroelektrik yang sama besar, dibina khas, berkeupayaan 500 megawatt dan ke atas. Untuk aplikasi yang lebih kecil, seperti penjanaan kuasa luar bandar, sistem pertanian dan perindustrian luar grid, penjana yang cukup besar tersedia untuk pesanan dalam talian.

Bahagian ini melihat pilihan daripada pelbagai jenis penjana hidroelektrik yang boleh diperolehi 'di luar rak' dan mencadangkan beberapa aplikasi untuk dipertimbangkan.

Penjana saiz besar

Di mana kapasiti penjanaan melebihi 1 Megawatt (1000 Kilowatt), jumlah kuasa yang dihasilkan melebihi keperluan biasa ladang atau rumah kecil, jadi penggunaannya lebih sesuai untuk aplikasi perindustrian dan untuk bekalan kuasa grid dalam atau luar bandar. Penjana kuasa hidro yang besar itu akan diletakkan berhampiran atau di atas sumber air berdekatan, seperti sungai, tasik atau takungan kecil. Air mungkin dibekalkan secara langsung oleh graviti, tetapi lebih berkemungkinan dipam atau dialihkan dari sumber berdekatan.

Penjana bersaiz lebih kecil

Di bawah kapasiti 1 Megawatt, penjana hidroelektrik yang lebih kecil yang boleh menghasilkan antara 5 dan 500 Kilowatt dan lebih, sangat sesuai untuk ladang kecil dan perumahan luar grid yang besar. Mereka berkemungkinan terletak di tepi sungai kecil dan sungai besar di mana aliran air adalah konsisten untuk memastikan penjanaan kuasa boleh dipercayai.

Penjana Hidroelektrik Mikro

Di bawah kapasiti 5 Kilowatt, penjana hidroelektrik mikro adalah sangat kecil, mudah alih dan mudah dipasang untuk rumah dan kampung di luar grid, ladang luar bandar kecil dan industri kotej. Ia boleh dipasang di aliran, dengan aliran mudah diubah hala melalui paip yang dibekalkan.

Model pendidikan

Terdapat beberapa model demonstrasi penjana hidroelektrik yang boleh didapati dalam talian. Ini direka bentuk untuk kegunaan bilik darjah sains untuk mendidik pelajar sains tentang cara hidroelektrik berfungsi.

Akhir fikiran

Penjana hidroelektrik menggunakan aliran air yang stabil untuk menjana elektrik. Mereka boleh terdiri dalam skala daripada loji kuasa berbilang penjana yang boleh menghasilkan lebih 20,000 Megawatt kepada kit rumah kecil yang boleh menghasilkan tidak lebih daripada satu Kilowatt. Penjana besar memenuhi keperluan negara yang boleh menggunakan penjanaan kuasa berskala besar. Penjana yang lebih kecil semakin popular untuk keperluan kuasa luar grid, penjanaan kuasa luar bandar yang kecil dan bagi mereka yang berminat dengan tenaga boleh diperbaharui.

Dalam memilih penjana hidroelektrik yang betul, pembeli akan jelas mengenai kemungkinan penggunaan, sama ada takungan atau badan air besar, atau terletak di aliran kecil luar bandar. Kedudukan dan kuasa yang dimaksudkan adalah pertimbangan utama, dengan keputusan sekunder mengenai jenis turbin yang paling sesuai dengan tekanan air (kepala) dan aliran.

Bakal pembeli boleh menyemak pelbagai pilihan yang tersedia di Chovm.com bilik pameran dalam talian.