زمانی که یک رودخانه رو تماشا میکنین که آب در اون جریان داره، شاید تصور نیرویی که آب درون خودش داره سخت باشه. اما اگر تا به حال داخل رودخانه راه رفته باشین، قسمت کوچکی از قدرت رودخانه را احساس کردین. تندآب‌هایی که در رودخانه ایجاد میشه و مقدار زیادی آب در سرازیری و در یک مجرای باریک حمل میکنن. وقتی رودخانه باید از دهانه عبور کنه، جریان آب آن سرعت میگیره. سیل و طغیان نمونه دیگری از میزان نیرویی هست که حجم عظیم آب می‌تونه داشته باشد. نیروگاه آبی یا نیروگاه‌های برق آبی انرژی آب را مهار میکنن و با بهره‌گیری از قوانین مکانیک ابتدایی آن را به برق تبدیل میکنن. در واقع، نیروگاه‌های آبی بر اساس این مفهوم ساده ساخته شدن که آب جاری و گذرنده از سد، یک توربین را می‌چرخونه و این عمل باعث چرخش ژنراتور میشه.
اجزای نیروگاه آبی
اجزای اساسی یک «نیروگاه آبی» (Hydropower Plant) به شرح زیر هست:
- سد: اغلب نیروگاه‌های برق‌آبی سدی دارن که مانع عبور آب میشه و مخزنی بزرگ ایجاد میکنه. غالباً، از این مخزن به عنوان یک دریاچه تفریحی هم میشه استفاده کرد.
- آبگیر: دریچه‌هایی روی سد باز می‌شن که نیروی جاذبه آب را از طریق «تونل» (Penstock) به توربین میرسونن. زمانی که آب از این لوله ها عبور میکنه، فشار بیشتری پیدا میکنه.
- توربین: آب به پره‌های بزرگ توربین برخورد میکنه. توربین هم از طریق شفت به ژنراتور بالای آن متصل هست. متداول‌ترین نوع توربین برای نیروگاه‌های آبی «توربین فرانسیس» (Francis Turbine) هست که مثل دیسک بزرگی با تیغه‌های خمیده به نظر می‌رسه. طبق گزارش بنیاد آموزش آب و انرژی (FWEE)، یک توربین می‌تونه تا 172 تن وزن داشته باشه و با سرعت 90 دور در دقیقه بچرخه.
- ژنراتورها: با چرخش پره‌های توربین، تعدادی آهن‌ربا در داخل ژنراتور هم می‌چرخن. آهن‌رباهای غول‌پیکر با چرخش از کنار سیم‌پیچ‌های مسی عبور میکنن و جریان متناوب (AC) تولید میکنن.
- ترانسفورماتور: ترانسفورماتور در پست نیروگاه، برق AC را میگیره و ولتاژ آن را افزایش می‌ده.
- خطوط برق: از هر نیروگاه چهار سیم خارج میشه: سه فازِ برق که به طور همزمان تولید میشه، به علاوه یک خنثی یا یک زمین مشترک برای هر سه فاز.
- برون‌شارش: آب مورد استفاده از طریق خطوط لوله انتقال داده می شه که به آن حوضچه میگن و وارد پایین‌دست رودخانه میشه.
طرزکار نیروگاه
آب موجود در مخزن به عنوان انرژی ذخیره شده در نظر گرفته میشه. زمانی که دریچه‌ها باز می‌شن، آب در حال عبور از آبگیر به دلیل حرکتی که داره، انرژی جنبشی هم داره. پس این انرژی جنبشی به الکتریکی تبدیل میشه و مقدار الکتریسیته تولید شده به عوامل مختلفی بستگی داره. دوتا از این عوامل دبی آب و اندازه «هد هیدرولیکی» (Hydraulic Head) هست. هد به فاصله سطح آب با توربین‌ها میگن که معمولاً به مقدار آب درون مخزن بستگی دارد. با افزایش هد و دبی، برق تولیدی هم افزایش می‌یابد.
برای آشنایی بیشتر با نیروگاه آبی و تولید انرژی الکتریکی، پیشنهاد می‌کنیم ویدیو رو مشاهده کنین تا جزییات راحت تر در ذهنتون بمونه.
اگر قصد شرکت در آزمون نظام مهندسی برق رو دارین، مهندس کریمی از مبتکرین و مدرسین با سابقه در حوزه آموزش آزمون نظام مهندسی برق هستند که در این ویدیو شما رو راهنمایی میکنن که چطور باید برای آزمون مطالعه داشته باشین.
مطالب کامل تر در این حوزه رو میتونین در وبینار نقشه ی راه 4 ماهه تا قبولی آزمون نظام مهندسی مشاهده کنین. اما نگران هزینه ی اون نباشین! این وبینار کاملا رایگان هست و از لینک زیر میتونین دریافتش کنین:
وبینار نقشه ی راه 4 ماهه تا قبولی آزمون نظام مهندسی
تماس با ما:
تلفن: 90006020 بدون کد
واتساپ: 09120223724
اس ام اس: ارسال عدد 1 به 90002617 برای تماس ما با شما
اینستاگرام و تلگرام: @tasist_barghi
