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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Wasserkraftwerk. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Ein Wasserkraftwerk (WKW) ist ein Kraftwerk, das die Energie eines Wasserlaufs als Energiequelle nutzt. Wasserkraftwerke werden in der Regel an Flüssen durch den Bau von Dämmen und Stauseen errichtet. Für die effiziente Stromerzeugung in Wasserkraftwerken sind vor allem zwei Faktoren notwendig: eine ganzjährig gesicherte Wasserversorgung und die möglichst großen, schluchtartigen Gefälle des Flusses Das Gelände begünstigt den Wasserbau.
Die Menschen haben schon vor langer Zeit gelernt, die Energie des Wassers zu nutzen, um die Laufräder von Mühlen, Werkzeugmaschinen und Sägewerken anzutreiben. Doch nach und nach ist der Anteil der Wasserkraft an der gesamten vom Menschen genutzten Energiemenge zurückgegangen. Dies liegt an der begrenzten Fähigkeit, Wasserenergie über große Entfernungen zu übertragen. Mit dem Aufkommen der durch Wasser angetriebenen elektrischen Turbine erhält die Wasserkraft eine neue Perspektive. Das erste Drehstromkraftwerk war das Wasserkraftwerk Lautena. Darauf wurden zwei baugleiche Drehstrom-Synchrongeneratoren installiert. Die Phasenspannung wurde mit Hilfe von Transformatoren von 50 auf 5000 Volt erhöht. Mit ihrem Strom versorgte sie das Beleuchtungsnetz der Stadt Heilbronn sowie zahlreiche kleine Fabriken und Werkstätten. Abspanntransformatoren wurden direkt an den Verbrauchern installiert. Diese erste dreiphasige Industrieanlage der Welt wurde Anfang 1892 in Betrieb genommen. Die Nutzung der Wasserenergie in dieser Anlage zeigte die Möglichkeit, Wasserressourcen fernab von Industriezentren zu nutzen. Seitdem nimmt die Zahl der Wasserkraftanlagen stetig zu. Beispielsweise schlug N. N. Benardos 1892 vor, die Stromversorgung von St. Petersburg durch die Nutzung der Energie der Newa in speziell errichteten Kraftwerken (mit einer Leistung von bis zu 20 PS) zu organisieren. Im Jahr 000 entwickelte N. S. Lelyavsky ein Schema zur Nutzung der Wasserkraft der Dnjepr-Stromschnellen. V. N. Chikolev, der in den frühen 1893er Jahren des 80. Jahrhunderts promovierte. der Einsatz von Wasserturbinen als Antriebsmaschinen von Kraftwerken, die 1896 zusammen mit R. E. Klasson in St. Petersburg am Fluss gebaut wurden. Wasserkraftwerk Okhta und dreiphasige Stromleitung. In den 90er Jahren des XNUMX. Jahrhunderts. Wasserkraft spielt bei der Stromversorgung eine immer wichtigere Rolle. Die Zahl der großen Wasserkraftwerke nimmt jedes Jahr zu. Am Ende des 1898. Jahrhunderts. wurden gebaut: das Wasserkraftwerk Reinfeld (Deutschland, 16) mit einer Leistung von 800 kW bei einer Wassersäule von 3,2 m, Niagara (USA) mit einem Fassungsvermögen von 50 Litern. Mit. mit einer Fallhöhe von 41,2 m, Zhonazhskaya (Frankreich, 1901) mit einem Fassungsvermögen von 11 Litern. Mit. Zu Beginn des zweiten Jahrzehnts des 200. Jahrhunderts. Wasserkraftwerke AugstVillen (Deutschland, 1911) mit einem Fassungsvermögen von 44 Litern wurden in Betrieb genommen. s., Keokuk (USA, 1912) mit einem Fassungsvermögen von 180 Litern. Mit. Die Qualität der Turbinenausrüstung war noch nicht hoch genug, der Wirkungsgrad schwankte zwischen 0,8 und 0,84. Die Formen und Konstruktionen von Wasserbauwerken waren unvollkommen, was auf unzureichende Kenntnisse der Probleme der Ingenieurhydraulik und des Wasserbaus zurückzuführen ist. Daher wurden einige in diesen Jahren errichtete Wasserkraftwerke anschließend einer mehr oder weniger gravierenden Sanierung unterzogen. Im vorrevolutionären Russland gab es nur wenige Wasserkraftwerke. Die erste war die Installation im Okhta-Werk in St. Petersburg mit einem Fassungsvermögen von 350 Litern. Mit. (1896). Darüber hinaus war am Fluss das Wasserkraftwerk White Coal in Betrieb. Podkumok (1903) mit einem Fassungsvermögen von 990 Litern. s., mit einer Spannung von 8000 V, das Wasserkraftwerk Hindukusch (1909) am Fluss. Murgab, mit einem Fassungsvermögen von 1 Litern. Mit. Darüber hinaus waren mehrere kleinere in Betrieb (Sashninskaya, Allaverdinskaya, Turgusunskaya, Sestroretskaya usw.). Die Gesamtkapazität der Wasserkraftwerke im vorrevolutionären Russland betrug 590 kW. Betrachten Sie die Haupttypen von Wasserkraftwerken. Abgeleitete Wasserkraftwerke. In ihnen wird ein erheblicher (und manchmal großer) Teil des Drucks durch Umleitungskanäle erzeugt, bei denen es sich um künstliche Strukturen in Form von offenen Kanälen, Gerinnen, Tunneln oder Rohrleitungen handelt. Wasserturbinen werden auf einer Umleitungsleitung installiert. Solche Wasserkraftwerke eignen sich für Gebirgsflüsse. Staudamm-WKW. Sie sind so angeordnet, dass der Druck in ihnen durch einen speziell konstruierten Damm erzeugt wird, der den Wasserspiegel stützt und ein oberes Becken bildet. Das Gebäude des Wasserkraftwerks befindet sich normalerweise in der Nähe des Damms: Das Wasser aus dem Stausee wird den Turbinen über Druckwasserleitungen zugeführt, die durch den Dammkörper verlaufen, entweder unter dem Damm oder direkt flussaufwärts. Nach der Nutzung wird das Wasser der Turbinen in den Kanal eingeleitet. Um überschüssiges Wasser abzuleiten, sind spezielle Überlaufdämme angeordnet. Zu dieser Art von Wasserkraftwerken gehören DneproGES und Volzhskaya, benannt nach W. I. Lenin. Bei einigen Wasserkraftwerken wurden Löcher in die Turbinenblöcke gebohrt, um das Hochwasser ungenutzt abzuleiten und die Turbinen mit Wasser zu versorgen. Diese Wasserkraftwerke werden kombiniert genannt. Bei eingebauten Wasserkraftwerken sind die Aggregate im Körper einer Staumauer untergebracht, so dass ein spezieller Maschinenbau entfällt. In modernen mittleren und großen Wasserkraftwerken sowie in vielen kleinen Wasserkraftwerken sind Automatisierungs- und Telemechanikmethoden weit verbreitet, in einigen Wasserkraftwerken auch das Anfahren, Regeln, Steuern und Abschalten von Aggregaten Die Steuerung der Tore von Wasserbauwerken und Druckwasserläufen erfolgt vollautomatisch. Diese Vorgänge können telemechanisch durchgeführt werden, d. h. durch das disponierende Personal der Kontrollpunkte. Viele Wasserkraftwerke arbeiten ohne Personal und werden aus der Ferne gesteuert (z. B. von einer anderen Station in der Kaskade oder von einer Leitwarte aus). In einzelnen automatisierten Wasserkraftwerken erfolgt die Steuerung und Aufrechterhaltung der gewünschten Betriebsweise mit Hilfe von Autooperatoren, die ihre Funktionen nach für sie vorgegebenen Plänen und Zeitplänen ausführen. Bei vollautomatischen Wasserkraftwerken, die ferngesteuert oder von automatischen Bedienern gesteuert werden, erfolgt die Geräteüberwachung durch regelmäßige Inspektionen des Wasserkraftwerks. Im Falle eines Unfalls wird dem diensthabenden Beamten ein Signal gegeben, den normalen Betrieb des Wasserkraftwerks wiederherzustellen.
Die Vorteile und Vorteile von Wasserkraftwerken gegenüber Wärmekraftwerken sind von großer Bedeutung und bestehen vor allem darin, dass Wasserkraftwerke Brennstoff sparen, die Brennstoffbilanz rationalisieren und die wirtschaftliche Entwicklung von Gebieten fördern, die nicht über ausreichende Brennstoffressourcen verfügen . Der Aufbau von Einheiten von Wasserkraftwerken ist einfacher als von Einheiten von Wärmekraftwerken, und der Prozess der Erzeugung elektrischer Energie in Wasserkraftwerken ist viel weniger kompliziert als in Wärmekraftwerken. Der Betrieb eines Wasserkraftwerks ist nicht mit so viel Abfall verbunden wie der Betrieb eines Wärmekraftwerks. Der Bau von Wasserkraftwerken führt zu einer rationellen Lösung nicht nur des Energieproblems, sondern auch einer Reihe anderer Probleme von großer Bedeutung. Dazu gehören die Probleme der Schifffahrt, der Bewässerung und Landgewinnung, der Wasserversorgung, der Fischerei und das sehr wichtige Problem der Umgestaltung der Natur. Die Erfahrung beim Betrieb der ersten Wasserkraftwerke hat gezeigt, dass sie über eine hohe Manövrierfähigkeit, eine gute Betriebssicherheit und niedrige Betriebskosten verfügen, kein großes Wartungspersonal erfordern und eine vollständige Automatisierung des Stromerzeugungsprozesses mit sehr breiten Fernsteuerungsmöglichkeiten ermöglichen. Moderne Wasserturbinen haben einen Wirkungsgrad von bis zu 0,93. Die von Wasserkraftwerken erzeugte Energie ist günstiger als der von Wärmekraftwerken gelieferte Strom. Aus technischer und betrieblicher Sicht ist eine hohe Manövrierfähigkeit der Wasserkraftanlagen von großer Bedeutung. Diese Eigenschaft von Hydraulikaggregaten ist für große Energiesysteme von wesentlicher Bedeutung, da ein starker Lastanstieg, auch bei Notausfällen im System, durch das Einschalten von Standby-Hydraulikaggregaten schnell ausgeglichen werden kann. Somit haben sich Wasserkraftwerke als sehr geeignet zur Abdeckung von Lastspitzen in Systemen erwiesen, in denen sowohl thermische als auch hydraulische Kraftwerke betrieben werden. Der Nachteil von Wasserkraftwerken ist ihre „Lokalität“, also die Möglichkeit eines effizienten Baus von Wasserkraftwerken nur in relativ wenigen Gebieten. Diese Lokalität wird durch die Übertragung von Energie über eine Distanz durch elektrischen Strom überwunden. In einigen Fällen ist der Energietransport durch den Transport von Kraftstoff jedoch kostengünstiger, insbesondere wenn Öl- und Gaspipelines verwendet werden. Die Anschaffungskosten für den Bau von Wasserkraftwerken sind höher als für Wärmekraftwerke. Ein großer Nachteil von Tiefland-WKW ist die Entfremdung der vom Stausee überfluteten Gebiete. Nach und nach werden die Ufer künstlicher Stauseen ausgewaschen, verschlammt und das ökologische Gleichgewicht in der Stauseenzone wird gestört. Autor: Pristinsky V.L.
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