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HISTÓRIA DA TECNOLOGIA, TECNOLOGIA, OBJETOS AO REDOR DE NÓS
Usina hidrelétrica. História da invenção e produção
Diretório / A história da tecnologia, tecnologia, objetos ao nosso redor Uma usina hidrelétrica (UHE) é uma usina que utiliza a energia de um curso de água como fonte de energia. Usinas hidrelétricas geralmente são construídas em rios por meio da construção de barragens e reservatórios. Dois fatores principais são necessários para a produção eficiente de eletricidade em usinas hidrelétricas: garantia de abastecimento de água durante todo o ano e as possíveis grandes declividades do rio, semelhantes a cânions o terreno favorece a construção hidrelétrica.
As pessoas aprenderam há muito tempo a usar a energia da água para girar as hélices de moinhos, máquinas-ferramentas e serrarias. Mas gradualmente a participação da energia hidrelétrica na quantidade total de energia usada pelo homem diminuiu. Isso se deve à capacidade limitada de transferir energia da água por longas distâncias. Com o advento da turbina elétrica movida a água, a energia hidrelétrica tem uma nova perspectiva. A primeira usina trifásica foi a Usina Hidrelétrica de Lautena. Dois geradores síncronos trifásicos idênticos foram instalados nele. A tensão de fase com a ajuda de transformadores aumentou de 50 para 5000 volts. Sua eletricidade foi usada para alimentar a rede de iluminação da cidade de Heilbronn, bem como várias pequenas fábricas e oficinas. Os transformadores abaixadores foram instalados diretamente nos consumidores. Esta primeira instalação industrial trifásica do mundo foi colocada em operação no início de 1892. A utilização da energia hídrica nesta instalação mostrou a possibilidade de aproveitamento dos recursos hídricos distantes dos centros industriais. Desde então, o número de instalações hidrelétricas não para de crescer. Por exemplo, em 1892, N. N. Benardos propôs organizar o fornecimento de energia de São Petersburgo, utilizando a energia do Neva em usinas especialmente construídas (com capacidade de até 20 hp). Em 000, N. S. Lelyavsky desenvolveu um esquema para usar a energia hidrelétrica das corredeiras do Dnieper. V. N. Chikolev, que promoveu no início dos anos 1893 do século XIX. o uso de turbinas hidráulicas como motores principais de usinas de energia, em 80, junto com R. E. Klasson, construído em São Petersburgo no rio. Usina hidrelétrica de Okhta e linha de energia trifásica. Durante os anos 90 do século XIX. a hidroeletricidade desempenha um papel cada vez mais importante no fornecimento de energia elétrica, sendo que o número de grandes usinas hidrelétricas tem aumentado a cada ano. No final do século XIX. foram construídas: a usina hidrelétrica de Reinfeld (Alemanha, 1898) com capacidade de 16 kW a uma pressão de água de 800 m, Niágara (EUA) com capacidade de 3,2 mil litros. Com. com altura de 50 m, Zhonazhskaya (França, 41,2) com capacidade para 1901 litros. Com. No início da segunda década do século XX. as usinas hidrelétricas AugstVillen (Alemanha, 11) com capacidade para 200 mil litros foram colocadas em operação. s., Keokuk (EUA, 1911) com capacidade para 44 mil litros. Com. A qualidade do equipamento da turbina ainda não era alta o suficiente, a eficiência oscilava entre 1912-180. As formas e desenhos das estruturas hidráulicas eram imperfeitos, o que se explica pelo conhecimento insuficiente das questões de hidráulica de engenharia e engenharia hidráulica. Portanto, algumas UHEs construídas durante esses anos foram posteriormente submetidas a reconstruções mais ou menos sérias. Havia poucas usinas hidrelétricas na Rússia pré-revolucionária. A primeira foi a instalação na fábrica da Okhta em São Petersburgo com capacidade para 350 litros. Com. (1896). Além disso, a usina hidrelétrica White Coal operava no rio. Podkumok (1903) com capacidade para 990 litros. s., com uma tensão de 8000 V, a central hidroeléctrica Hindu Kush (1909) no rio. Murgab, com capacidade para 1 litros. Com. Além disso, vários menores operavam (Sashninskaya, Allaverdinskaya, Turgusunskaya, Sestroretskaya, etc.). A capacidade total das usinas hidrelétricas na Rússia pré-revolucionária era de 590 kW. Considere os principais tipos de usinas hidrelétricas. HPPs derivados. Neles, uma parte significativa (e às vezes grande) da pressão é criada por meio de condutos de desvio, que são estruturas artificiais na forma de canais abertos, calhas, túneis ou dutos. As turbinas de água são instaladas em um conduto de desvio. Essas usinas hidrelétricas são adequadas para rios de montanha. UHEs de barragens. Eles são dispostos de forma que a pressão neles seja criada por meio de uma barragem especialmente construída, que, sustentando o nível da água, forma uma piscina superior. O prédio da usina hidrelétrica geralmente está localizado próximo à barragem: a água do reservatório é fornecida às turbinas por meio de tubulações de água pressurizada que passam pelo corpo da barragem, seja sob a barragem ou diretamente a montante. Após o uso, a água das turbinas é descarregada no canal. Para passar o excesso de água, são dispostas barragens vertedouros especiais. Este tipo de usina hidrelétrica inclui DneproGES e Volzhskaya em homenagem a V.I. Lenin. Em algumas UHEs foram feitos furos nos blocos das turbinas para descargas ociosas de águas de enchentes e para abastecimento de água às turbinas. Esses HPPs são chamados de combinados. Nas usinas hidrelétricas embutidas, as unidades estão localizadas no corpo de uma barragem de concreto, eliminando a necessidade de construção de máquinas especiais. Nas modernas usinas hidrelétricas de médio e grande porte, bem como em muitas pequenas centrais hidrelétricas, os métodos de automação e telemecânica são amplamente utilizados e, em algumas hidrelétricas, a partida, regulação, controle e desligamento de unidades, bem como controle das comportas de estruturas hidráulicas e cursos d'água de pressão, são totalmente automatizados. Essas operações podem ser realizadas telemecanicamente, ou seja, pelo pessoal de despacho dos pontos de controle. Muitas usinas hidrelétricas operam sem pessoal, são controladas à distância (por exemplo, de outra estação na cascata ou de uma sala de controle). Nas usinas hidrelétricas automatizadas individuais, o controle e a manutenção do modo de operação desejado são realizados com o auxílio de autooperadores que executam suas funções de acordo com planos e horários predeterminados para eles. Nas UHEs totalmente automatizadas, controladas remotamente ou por autooperadores, a supervisão dos equipamentos é realizada por meio de inspeções periódicas da UHE. Em caso de algum acidente, é dado um sinal ao oficial de plantão para restabelecer o funcionamento normal da UHE.
As vantagens e vantagens das usinas hidrelétricas em comparação com as termelétricas são muito significativas e consistem principalmente no fato de as usinas hidrelétricas economizarem combustível, racionalizarem o balanço de combustível e promoverem o desenvolvimento econômico de áreas que não possuem recursos suficientes de combustível . O dimensionamento das unidades das usinas hidrelétricas é mais simples do que das unidades das usinas termelétricas, e o processo de geração de energia elétrica nas hidrelétricas é muito menos complicado do que nas termelétricas. A operação de uma usina hidrelétrica não está associada a tantos resíduos quanto a operação de uma usina termelétrica. A construção de usinas hidrelétricas leva a uma solução racional não só para o problema energético, mas também para uma série de outros problemas de grande importância. Entre eles estão os problemas de navegação, irrigação e recuperação de terras, abastecimento de água, pesca e o importantíssimo problema da transformação da natureza. A experiência de operação das primeiras usinas hidrelétricas demonstrou que elas possuem grande manobrabilidade, boa confiabilidade de operação e baixo custo operacional, não requerem grande número de pessoal de manutenção e permitem total automação do processo de geração de energia com capacidades de telecontrole muito amplas. As turbinas hidráulicas modernas têm uma eficiência de até 0,93. A energia produzida por usinas hidrelétricas é mais barata do que a eletricidade fornecida por usinas termelétricas. Em termos técnicos e operacionais, é muito importante que as instalações hidrelétricas tenham grande manobrabilidade. Essa característica das unidades hidráulicas é essencial para grandes sistemas de energia, pois um aumento acentuado de carga, inclusive em caso de falhas emergenciais no sistema, pode ser rapidamente compensado ligando as unidades hidráulicas de reserva. Assim, as unidades hidrelétricas têm se mostrado bastante adequadas para cobrir picos de carga em sistemas nos quais operam tanto estações térmicas quanto hidráulicas. A desvantagem das usinas hidráulicas é sua "localidade", ou seja, a possibilidade de construção eficiente de usinas hidrelétricas apenas em relativamente poucas áreas. Essa localidade é superada pela transferência de energia à distância por corrente elétrica, porém, em alguns casos, o transporte de energia por transporte de combustível é mais econômico, principalmente quando são utilizados oleodutos e gasodutos. Os custos iniciais para a construção de usinas hidrelétricas são maiores do que para usinas termelétricas. Uma grande desvantagem das UHEs de várzea é a alienação das terras alagadas pelo reservatório. Aos poucos, as margens dos reservatórios artificiais estão sendo lavadas, assoreadas e o equilíbrio ecológico é perturbado na zona dos reservatórios. Autor: Pristinsky V.L.
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