3.2 Дизелдік және геотермалды электрстанциялары

Дизелдік электр станциялары білігі синхронды генератормен жалғасқан    іштен жану қозғалтқышымен (ДВС) ІЖҚ жұмыс жасайды. Дизелдік электр-станциялары мобильді, тәуелсіз, жүздеген кВт қуатпен шығарылады және шалғайда орналасқан ауылшаруашылығы тұтынушыларын  қамтамассыз-дандыру үшін резервтік қорек көзі болып табылады. Атомдық электрстанция-лардың өзіндік мұқтаждық сұлбасының апаттық, резервтік қорек көзі ретінде    қолданылады.

Геотермалды электр станциялар жерасты термальды  көздердің арзан  энергиясын  қолданады. Жұмыс  істеу  принципі жылу станцияларға  ұқсас. Ерекше айырмашылығы бу генераторының буландырғышының құрылы-мында. Геотермалды электрстанциялар Жаңа Зеландияда, Жаңа Гвинеяда, АҚШ және Италияда жұмыс істейді, ал Италияда барлық өндірілетін  электрэнергияның шамамен 6%-ын құрайды. Россияда және Камчаткада Паужет геотермальды станция салынып жұмыс істеуде.

 

          4 - дәріс. Су электрстанциялары  және  электрэнергия  өндірудің дәстүрлі   емес   әдістері

4.1 Су электрстанциясы 

Су электрстанцияда электрэнергиясын өндіру үшін құлама су энергиясын  пайдаланады. Гидротурбинадағы пайдалы қуат оның білігіндегі  құлама су  Q және екпін  шамасымен H мен анықталады.

Тегіс өзендерде, екпін Н, бөгет-3 арқылы  жасалынады және жоғарғы   су деңгейімен 1 және төменгі 2 бьефтер  арқылы 4.1 а суретте көрсетілген  сияқты пайда болады. Жоғарғы бьефтен су жиналатын су қоймасы пайда  болып, қажет жағдайда  қолданылады.

 

4.1 Сурет– Бөгет арқылы  екпін  пайда  болуы(а),      (б)су  арналық  су(руславая) электростанциясының су  түйіннің  сұлбалық  жоспары	4.2 Сурет -  Су электрстанция   бөгетінің     су  түйін   сұлбасы

 

Үлкен емес екпінде 4.1 б суретінде көрсетілгендей су арналық электрстанциялар салынады мұнда станция ғимараты 5 бөгет жалғасы  болып табылады (3-бетондық су құйылатын бөгет 4-бетондық немесе  жердегі бітеу бөгеті). Су гидротурбинаға 6  шықпа тесіктер 7 арқылы өтеді

және гидротурбинадан сорғы турбина 8 арқылы ағызылады. Судан  жіберу  үшін біркамералы шлюз 9 және өтпелік арналар 10 және 11  қолданылады.

30-35 м аса екпіндерде 4.2 суретінде көрсеткендей  бөгеттік  суэлектр-станциясын салады. Бетон бөгеті денесінде 3 екпіндік  турбақұбыр  9 өтеді, ол  арқылы су суқұбырға 8 барады.

Таулы өзендерде екпін осы  өзеннің табиғи иілімдерімен 4.3 суретінде  көрсетілгендей пайда болады. Мұндай станциялар деривациялық деп  аталады.

в)

 

а — су  түйіні  жоспары;  б — екпіннің  пайда  болу  сұлбасы; в – жалпы  көрінісі

4.3 Сурет-   Деривациялық   суэлектростанциясы

 

Өзен  бөлігінің  басында  суқабылдағыш 1 орналасқан, ол  арқылы  су  деривациялық құбырға 2 келеді, ары қарай су екпіндік бассейнге 3 барады. Бөгет 7 судың  деривациялық  құбырға келуін қамтамасыз етеді, ол табиғи  өзен ұлдиынан төмен ұлдилай жасалынған. 3 екпіндік бассейннен су екпіндік құбырдан 4,5 машина  залында  орналасқан  су  құбырына  келеді, оның ішінен жібергіш құбыр 6 арқылы өзенге оралады, бірақ ол Б  створында орын алады.

Су электрстанциясын салған кезде халықшаруашылығының маңызды  мәселелері  шешіледі: су өтімділік жақсаруы, кеуіп қалған жерлерде арық  тарту, өндіріс өнеркәсібін және  қалаларды  сумен  қамтамасыз  етуді  жақсарту және басқалары. Су станциясының құндылықтарына көлікпен отын  тасымалдау қажетсіздігі, автоматтандырудың салыстырмалы қарапайымдылығы, қолданыс және жөндеу жұмыстарының аз  көлемділігі, қызметкерлер санының аздығы жатады. Су электрстанциясында электрэнергияның өздік  құны  жылуэлектр-станцияларына  қарағанда 3-5 есе аз болады.

Су электрстанциясының негізгі кемшіліктеріне көп мөлшердегі капиталдық шығындар және ғимарат мерзімі, әсіресе тегіс  өзендерді жалпы  аймақтық су алу мәселесі жатады.

Қазіргі энергожүйеде негізгі рольді 4.4 суретінде көрсетілгендей  геотермальді станциялар атқарады (ГАЭС). ГАЭС ғимаратында қайтымды  суагтрегаттары орналастырылады. Жүктеменің минимум сағатында ГАЭС генераторын қозғалтқыш режиміне  аударады, ал  турбинаны  сорғы  режиміне  аударады. Тораптан қуатты тұтына отырып, мұндай су агрегаттары  трубо-провод арқылы төменгі бьефтен жоғарғы  бьефке су  айдалады. Максималды   жүктеме периодында, энергожүйеде қуат тапшылығы болған кезде ГАЭС электроэнергияны   өндіреді.

 

4.4 Сурет  -  ГАЭС технологиясының сұлбасы	4.5 Сурет - Электрстанцияның құйылым негізгі сұлбасы

 

Мұхиттың қайтымды және   құйылым  энергиясын  қолдануға   болады. Жер  шары мұхитының қайтымды және құйылым айырмашылығы кей жерлерде 10-15.м  көрсетеді. Құйылым  электрстанциясының   сұлбасы  4.5  суретінде көрсеткен. Құйылма су электрстанцияларының техникоэкономикалық көрсеткіші үлкен емес. 1966 жылы Франциияда Роне   өзенінде, әрқайсысы 10МВт-тан 24 генераторлы құйылмалы су электрстанциясы салынды. Оның құрылыс құны осы қуаттағы суэлектрстанциясынан көп, бір жылдағы максималды жүктемесінің сағат саны аз. Россияда, Мурманск қаласының қасында 1968 жылы 0,4МВт генераторлармен Кислогуб ҚЭС-ның бірінші кезеңі басталды. Қуаты 1000МВт (АҚШ) және қуаты 7260МВт (Ұлыбритания) құйылмалы электрстанциялары жобалануда.

 

 

4.2  Күн энергиясын қолдану

 

Күн - адам қолы жететін  барлық  энергия  көздерінің ең күштісі. Тіпті  жер күннен 150млн. км  шақырымда  болса, күн сәулесіне перпендикуляр   орналасқан шаршы метрге 1,4кВт сәулелік энергия келеді. Күн энергиясын  екі түрлі әдіспен қолдануға болады: күн  электрстанциясын  күн  сәулесінің  суы бар резервуар бетіне фокусталуы негізінде және фотоэффекті  қолдану  арқылы. Күн  станциясында орнатылған  энергия  киловаты  жоғары.

 4.3 Энергияның тура түрлену  әдісі

 

Энергияның тура түрлендіру құрылғыларына магнитті гидродинами-калық генератор, жылугенераторлары және  жанармайлық  элементтері

жатады МГД-генераторлы ТЭС-тің принципиалды сұлбасы 4.6 суретінде көрсетілген. МГД-электрстанциясының негізгі құндылығы жоғарғы ПӘК,  50-60%. Басқа құндылығы оның жоғарғы маневрлігі. МГД генераторында  қозғалатын бөліктер жоқ, құрылымның маңызды элементтері жасалған  материалдар, ешқандай механикалық  күштеуді сезінбейді.

 

1 – жану  камерасы; 2 – МГД-арнасы; 3 -  магниттік  жүйе; 4 – ауажылытқыш; 5.бугенератор (қазандық); 6. бу турбиналары; 7 – компрессорлар; 8 - .конденсаттық (қорек)сорғы. 4.6 Сурет - МГД – генераторлы КЭС-тің   принципиалды  сұлбасы.

 

Жылу электрлік генераторлар (ЖЭГ). Жылу электрлік генератор  жұмысы әрбір элементтен тұратын электр тізбегі, түйіспелері (дәнекер) әртүрлі температурада болуы нәтижесінде электрқозғалтқыштық күш пайда болуына негізделген. Жылуэлектрлік генераторлар қымбат, ал  олардың ПӘК-і  көп  емес. 

Жылу эмиссиялық түрлендіргіштер (ЖЭТ).  Егер  вакуумға  екі электродты  салып, біреуін қыздырып жоғары температурада ұстасақ, екіншісін температурасы төмен  болғанша  ұстасақ,  ішкі  тұйықталған  тізбекте   тоқ ағады. Алайда ЖЭТ-дің технико-экономикалық  көрсеткіштері   көп  емес.

Жылулық элементтер электролит  ыдысынан,  екі  электродтан тұрады, біріне сутегі беріледі, екіншісіне оттегі беріледі.

Электрот бетінен өтетін процестер нәтижесінде онда оң электр зарядтары  пайда болады. Соған қарамастан зарядталған теріс  иондар ОН пайда болады, олар электролитте қалады, ол сутегі иондарымен қосылып  суды түзеді. Егер екі электродты сыртқы тізбекпен қоссақ, электр тоғы пайда  болады. Отын   элементтерінің ПӘК 65-70% - ды құрайды, бірақ олардың үлкен  энергетикада қолданылу тиімділігі екіталай.

 

 

5 - дәріс.  Электрқондырғылардың жұмыс істеу  режимдері

 

 

5.1 Жүктеме графигінің негізгі мәліметтері  және олардың  жіктелуі

 

Электрэнергияны тұтыну режимі жүктеме графигімен, яғни  электрқон-дырғысының  уақыт  бойынша  қуат  өзгерісінің  диаграммасымен   ұсынылады. Графикті  түзу  координат  өсіне абцисс өсі бойынша уақытты 0 ден  24 сағат  енгізіп, ал  ординат  өсі  бойынша  жүктемені  киловатпен  немесе  меговатпен  енгіземіз. 

Графиктерді электрқондырғылардың  Р  активті, Q,  реактивті S толық  қуаты немесе I тоғы түрлеріне сонымен қатар, тәуліктік, жылдың әрбір күніне,  аптасына, периодына (қысқы жазғы), жылдық графиктерді тұтынушылар

қосалқы  станциялық  және станциялық   графиктері деп  бөледі.

Қолданыс графиктерді өзі жазғыш құрал көмегімен немесе 5.1 суретінде  көрсетілгендей тіркегіш құралдар көмегімен алуға болады. Жүктеме  графигі-нің ауданы, электрэнергияның тәуліктегі мөлшерін көрсетеді (кВт с). Мұндай  графиктерді қолдану ыңғайсыз, сондықтан  оларға 5.2  суретте  көрсетілгендей   сатылық  пішінін  береді.

5.1 Сурет– Нүкте  бойынша  толтырылған  тәуліктік  график	5.2 Сурет– Сатылы  жүктеме                        графигі

 

Типтік графиктер жобалау кезінде қолданылады, статикалық мәлімет-терді  өңдеу  нәтижесінен  алған.

Графикті атаулы бірлікте толтырғанда Р_max- анықталады, ол үшін  электрқабылдағыштардың  орнатылған қуат мәліметтері керек                                                

Р_уст=Р_ном.                                            (5.1)

 

Тұтынушылардың қосалқы станция шинасындағы қосынды қуаты  мынаған тең

                                      ,                                           (5.2)

 

мұнда _ср,п  және _ср,с - номиналды  жүктеме   кезіндегі  жергілікті

        тораптың   және  тұтынушылардың   орташа   ПӘК-і.

Тұтынушылардың  нақты  жүктемесі  орнатылған қосынды  қуаттан  кіші болады. Бұл бір уақыттық коэффициентімен k_О және жүктеме  коэффициенті-мен k_З ескеріледі. Сонда  максималды  жүктемеге  аламыз

 

   ,                   (5.3)

 

мұнда k_спр- анықтамадан табылатын қарастырылған тұтынушылыр тобына  сұрау  коэффициенті .

Станциямен қосалқы станцияның тәуліктік жүктеме  графигі тұтыншы-лардан трансформатормен, желідегі қосымша қуат шығынымен  ерекшеленеді. Тұтынушылардың жүктеме графигі мен тораптағы шығындар -

ды қоса  отырып, электрстанциясының генераторларының жүктеме нәтижелік графигін  аламыз. Бұл кезде генератордың орнатылған қуатынан пайызбен есептелінетін, жанармай түріне тәуелді электрэнергияның өзіндік  мұқтаждық  шығынын ескеру керек. Сонда электрстанцияның жүктеме графигін 5.3 суретіндегідей  көруге  болады.