Jak wybrać najlepsze generatory hydroelektryczne

Energia wodna jest najszerzej wykorzystywanym na świecie odnawialnym źródłem energii elektrycznej. Generatory hydroelektryczne są szeroko dostępne, od największych używanych w elektrowniach wodnych, zlokalizowanych przy zbiornikach i tamach, po najmniejsze używane w zastosowaniach domowych i wiejskich. Niniejszy artykuł oferuje wskazówki dotyczące wyboru najbardziej odpowiednich generatorów hydroelektrycznych do Twoich potrzeb.

Spis treści
Globalne prognozy rynkowe dla generatorów hydroelektrycznych
Wprowadzenie do generatorów hydroelektrycznych
Rodzaje turbin hydroelektrycznych
Rzut oka na gamę dostępnych generatorów hydroelektrycznych
Końcowe przemyślenia

Globalne prognozy rynkowe dla generatorów hydroelektrycznych

Globalny rynek generatorów hydroelektrycznych rozwija się dobrze, osiągając średnioroczną stopę wzrostu (CAGR) 6.8% w okresie 10 lat od 2022 do 2032 r. W 2022 r. wartość rynkowa wyniosła 137.6 miliardów USD, rośnie do 264.41 miliardów USD przez 2032.

Udział w rynku jest wiodący duże systemy stałe elektrowni wodnych na poziomie 63%Ponad mniejsze systemy przenośne – 37%chociaż przewiduje się, że mniejsze systemy będą rosły szybciej CAGR z 7.8%.

Azja i Pacyfik są liderami w obecnym wykorzystaniu i prognozowanym wzroście rynku, a Chiny są największym producentem dużych elektrowni wodnych opartych na tamach. Mniejsze systemy znajdują wzrost na całym świecie ze względu na zwiększone zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii. Mniejsze systemy są lekkie i łatwe do zainstalowania w miejscach takich jak farmy i małe gospodarstwa, aby uzupełnić inne źródła wytwarzania energii.

Wprowadzenie do generatorów hydroelektrycznych

Cywilizacje wykorzystują moc wody od ponad 2000 lat. W erze nowożytnej ponad 70% światowej energii elektrycznej jest wytwarzane przez energię wodną, ​​co czyni ją z łatwością najszerzej wykorzystywanym źródłem energii odnawialnej na świecie.

Generatory hydroelektryczne wykorzystują siłę płynącej wody do wytwarzania energii elektrycznej. Robią to, przepuszczając wodę przez łopatki wentylatora turbiny. Łopatki działają jak śmigło, obracając metalowy wał, który następnie obraca silnik. Silnik generuje energię elektryczną. Wielkość turbiny i przepływ wody określają ilość wytwarzanej energii elektrycznej.

Przepływ wody uzyskuje się za pomocą kilku metod przepływu bezpośredniego:

• Woda jest uwalniana ze źródła zamkniętego, takiego jak zbiornik, lub z naturalnego przepływu wodospadu lub płynącej rzeki. W ten sposób grawitacja jest główną siłą napędzającą wodę przez turbinę.
• Woda jest przekierowywana z innego źródła, aby płynęła przez turbinę. Często powstaje to poprzez kierowanie większego zbiornika wodnego, takiego jak rzeka, do coraz mniejszych kanałów i rur. Proces ten może generować wysokie ciśnienie do przepychania przez łopatki turbiny.
• Woda jest pompowana w górę do zbiornika, który następnie uwalnia wodę, aby płynęła w dół przez grawitację do turbiny. Ta metoda wymaga energii, aby wypchnąć wodę w górę, więc jest najbardziej wydajna, gdy do wytworzenia tej energii wykorzystuje się odnawialne źródła energii.

Powyższy schemat pochodzi z Firma technologiczna Chengdu Forster przedstawia przykład elektrowni wodnej umieszczonej na zbiorniku wodnym, wykorzystującej grawitacyjny przepływ wody przez turbinę elektrowni.

Wykorzystanie wody ze źródeł naturalnych sprawia, że ​​generator hydroelektryczny jest odnawialnym źródłem energii, ale zasada jest taka sama jak w przypadku wytwarzania energii z paliw kopalnych. Elektrownie węglowe wykorzystują węgiel do podgrzewania wody, aby wytworzyć parę, która jest następnie tłoczona przez turbinę.

Zapora Trzech Przełomów, która rozciąga się nad rzeką Jangcy w Chinach, jest największą elektrownią wodną na świecie, wyposażoną w 32 turbiny o mocy 700 megawatów (MW) oraz dwa dodatkowe generatory o mocy 50 MW, które dostarczają energię do samej elektrowni.

Generatory hydroelektryczne o mocy poniżej 5 kilowatów są powszechnie stosowane w gospodarstwach rolnych, małych gospodarstwach i małych gałęziach przemysłu oraz w zastosowaniach hybrydowych lub poza siecią. W przypadku generatorów o mocy 5 kilowatów i większej zastosowanie może obejmować zasilanie małych społeczności, przemysłu wiejskiego i większych potrzeb rolniczych.

Rodzaje turbin hydroelektrycznych

Turbiny hydroelektryczne generują swoją moc z połączenia ciśnienia i przepływu wody. Ciśnienie lub siła wody jest określana na podstawie wysokości źródła wody, zwanej „głową”. Przepływ wody to zarówno objętość, jak i prędkość wody

Istnieją różne rodzaje turbin, dostosowane do różnych typów ciśnienia i przepływu wody. Dwa główne typy to turbiny reakcyjne i impulsowe.

Turbiny reakcyjne mają łopatki turbiny umieszczone całkowicie w strumieniu wody i obracane, gdy woda przepływa przez łopatki, przy czym wszystkie łopatki mają kontakt z przepływem wody. Rodzaje używanych łopatek turbiny obejmują śmigło (jak w przypadku śruby napędowej łodzi), Kaplana (łopatki regulowane), kinetyczne (bezpośrednio z przepływu) i Francis turbina (jak łopatki w silniku odrzutowym). Typ łopatki turbiny wybiera się na podstawie wysokości podnoszenia i przepływu wody, przy czym każda z nich ma swoje zalety. Większość turbin reakcyjnych jest używana do niższej wysokości podnoszenia i wyższego przepływu, chociaż turbiny Kaplana nadają się również do wysokiej wysokości podnoszenia.

Turbiny impulsowe generują swoją moc z przepływu wody, aby poruszać kołem (wirnikiem). W przypadku turbin impulsowych Peltona tylko część wirnika ma kontakt z przepływem wody (wyobraź sobie koło wodne w młynie). Gdy przepływ obraca wirnik, każda nowa łopatka wchodzi do przepływu i ruch jest kontynuowany. Turbiny Peltona dobrze sprawdzają się przy dużym spadzie i małym przepływie. Turbiny o przepływie poprzecznym umożliwiają przepływ przez szerszą część koła turbiny, przechwytując przepływ przy dopływie i odpływie. Dobrze sprawdzają się przy bardzo dużym przepływie i małym spadzie wody.

Rzut oka na gamę dostępnych generatorów hydroelektrycznych

Duże elektrownie wodne na całym świecie są zazwyczaj zlokalizowane na głównych rzekach i zbiornikach wodnych, z odpowiednio dużymi, specjalnie zbudowanymi generatorami hydroelektrycznymi o mocy 500 megawatów i więcej. W przypadku mniejszych zastosowań, takich jak wiejskie wytwarzanie energii, systemy rolnicze i przemysłowe poza siecią, generatory o dużej mocy można zamówić online.

W tej sekcji przyjrzymy się bliżej wybranym modelom generatorów hydroelektrycznych, które można kupić „od ręki”, oraz zaproponujemy kilka zastosowań, które warto rozważyć.

Generatory o dużych rozmiarach

W przypadku gdy moc generacyjna przekracza 1 megawat (1000 kilowatów), ilość wytwarzanej energii przekracza typowe potrzeby małego gospodarstwa lub domu, więc ich wykorzystanie jest bardziej odpowiednie do zastosowań przemysłowych i do zasilania społeczności wiejskich w sieci lub poza nią. Takie duże generatory hydroelektryczne byłyby umieszczane w pobliżu lub na pobliskim źródle wody, takim jak rzeka, jezioro lub mały zbiornik. Woda może być dostarczana bezpośrednio grawitacyjnie, ale bardziej prawdopodobne jest, że jest pompowana lub przekierowywana z pobliskiego źródła.

Mniejsze generatory

Poniżej 1 megawata mocy, mniejsze generatory hydroelektryczne, które mogą wytwarzać od 5 do 500 kilowatów i więcej, są bardzo odpowiednie dla małych gospodarstw i dużych domów poza siecią. Prawdopodobnie będą lokalizowane przy małych rzekach i dużych strumieniach, gdzie przepływ wody jest stały, aby zapewnić niezawodność wytwarzania energii.

Mikrogeneratory hydroelektryczne

Poniżej 5 kilowatów mocy, mikrogeneratory hydroelektryczne są bardzo małe, przenośne i łatwe do zainstalowania w domach i wioskach poza siecią, małych gospodarstwach wiejskich i przemyśle chałupniczym. Mogą być instalowane przy strumieniach, z łatwym przekierowaniem przepływu przez dostarczone rury.

Modele edukacyjne

Istnieje wiele modeli demonstracyjnych generatorów hydroelektrycznych dostępnych online. Są one przeznaczone do użytku w klasach naukowych, aby uczyć studentów nauk ścisłych, jak działa hydroelektryczność.

Końcowe przemyślenia

Generatory hydroelektryczne wykorzystują stały przepływ wody do wytwarzania energii elektrycznej. Mogą mieć różną skalę, od elektrowni wielogeneratorowych, które mogą produkować ponad 20,000 XNUMX megawatów, po małe zestawy domowe, które mogą produkować nie więcej niż jeden kilowat. Duże generatory zaspokajają potrzeby krajów, które mogą korzystać z wytwarzania energii na dużą skalę. Mniejsze generatory są coraz bardziej popularne w przypadku potrzeb zasilania poza siecią, małej produkcji energii na obszarach wiejskich i dla tych, którzy są zainteresowani energią odnawialną.

Wybierając odpowiedni generator hydroelektryczny, nabywca będzie już miał jasność co do prawdopodobnego zastosowania, czy to zbiornika, czy dużego zbiornika wodnego, czy też małego strumienia wiejskiego. Lokalizacja i zamierzona moc to główne czynniki, a drugorzędną decyzją jest typ turbiny, który najlepiej pasuje do ciśnienia wody (spadku) i przepływu.

Potencjalni nabywcy mogą zapoznać się z szeroką ofertą dostępną na stronie Chovm.com salon wystawowy online.