این مقاله به بررسی ساختار، عملکرد، تجهیزات و مزایای نیروگاه های برق آبی با تمرکز بر پروژه های تلمبه ذخیره ای در ایران می پردازد.
مقدمه
نیروگاه های برق آبی از جمله منابع اصلی تولید انرژی الکتریکی در جهان به شمار می روند که با استفاده از نیروی گرانشی آب جاری، برق تولید می کنند. بهره گیری از انرژی پتانسیل آب در پشت سدها، یکی از روش های شناخته شده برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است. این نوع نیروگاه ها در کنار منابع دیگر مانند نیروگاه های گازی، بخاری و سیکل ترکیبی، نقش مهمی در تأمین برق کشورها ایفا می کنند. ایران نیز با دارا بودن ظرفیت های جغرافیایی و منابع آبی گسترده، از این فناوری بهره مند شده است.
با توجه به ظرفیت بالقوه تولید ۲۶ هزار مگاوات برق آبی در کشور، برنامه ریزی های کلان برای بهره برداری از حوضه های آبریز رودخانه هایی چون کارون، کرخه و دز در دستور کار قرار گرفته است. تاکنون سهم قابل توجهی از برق تولیدی کشور از نیروگاه های برق آبی تأمین شده و این روند همچنان با اجرای پروژه های جدید ادامه دارد. در نیمه نخست سال ۲۰۱۳، از مجموع ۲۳۷۰ مگاوات ظرفیت تازه وارد شده به مدار، ۶۰۰ مگاوات آن به نیروگاه های برق آبی اختصاص داشته است.
یکی از پروژه های شاخص در این زمینه، نیروگاه تلمبه ای ذخیره ای سیاه بشه است که با هدف بهره برداری بهینه از انرژی و کنترل پیک بار طراحی و اجرا شده است. موقعیت جغرافیایی، طراحی سیستم انتقال آب، پست های برق، و سازه های جانبی، همگی در ساختار این پروژه اهمیت زیادی دارند. این نیروگاه از تکنولوژی های نوین و روش های پیشرفته ای برای تأمین برق بهره می گیرد.
عملکرد نیروگاه های تلمبه ذخیره ای بر مبنای ذخیره سازی انرژی در زمان کم باری و تولید برق در زمان اوج مصرف است. این روش نه تنها موجب تثبیت شبکه برق می شود بلکه باعث افزایش بهره وری در سیستم های تولید و انتقال انرژی نیز خواهد شد. مزیت های اقتصادی و فنی این فناوری موجب شده تا در بسیاری از کشورها به عنوان راهکاری پایدار در دستور کار قرار گیرد.
اجزای اصلی نیروگاه های برق آبی شامل توربین، ژنراتور، سیستم های انتقال آب، استاتور، یاتاقان ها و شیرهای کروی هستند. طراحی دقیق و ساخت این تجهیزات با توجه به شرایط فنی و زمین شناسی محل ساختگاه، اهمیت بالایی دارد. مصالح مورد استفاده، فرآیند نصب، و نگهداری این اجزا نیز نقش تعیین کننده ای در طول عمر و بازدهی نیروگاه دارند.
پیشرفت های فناوری در زمینه ساخت و تحلیل تجهیزات نیروگاهی، موجب بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه های تولید شده است. تحلیل های سلسله مراتبی برای انتخاب بهینه ترین ساختگاه ها، روش هایی علمی و سیستماتیک فراهم کرده اند که در طراحی پروژه های جدید نقش کلیدی ایفا می کنند. در این فرایند، عوامل مختلف زمین شناسی، منابع آبی، پایداری سازه ای و دسترسی به تجهیزات بررسی می شود.
در بررسی پروژه های مشابه، تجربیات بین المللی و مطالعات موردی نقش بسزایی در توسعه فناوری های بومی ایفا کرده اند. استفاده از داده های تحقیقاتی و مقایسه با روش های رقیب مانند نیروگاه های بادی، خورشیدی و گازی، امکان تصمیم گیری های دقیق تر و هدفمندتر را فراهم می کند. به همین دلیل، مستندسازی فرایندها و نتایج اجرای پروژه ها اهمیت بالایی دارد.
فهرست مطالب
فصل اول کلیات تحقیق 1
1-1-مقدمه 1
2-1-بیان مسئله 2
3-1-اهمیت و ضرورت پژوهش 3
4-1- نورآوری پژوهش 5
5-1-اهداف پژوهش 5
6-1-فرضیات پژوهش 6
فصل دوم ادبیات و پیشینه تحقیق
1-2-نیروگاه تلمبه ای ذخیره ای سیاه بیشه 8
2-2-موقعیت جغرافیائی پروژه 8
3-2-سیستم انتقال آب نیروگاه 8
4-2-پست برق نیروگاه 8
5-2-شرح کلی پروژه 8
6-2- موقعیت طرح 10
8-2- عملکرد نیروگاه های تلمبه ذخیره ای 11
9-2- ساختمان های تجهیز کارگاه 11
10- اهداف طرح: 17
جدول 2-5- تجهیزات نیروگاه 18
11-2-مزایای طرح 18
12-2-مشکلات طرح 19
13-2-روش های رقیب در ذخیره ی انرژی 19
14-2-دومین سد و نیروگاه تلمبه ذخیره ای درایران: 20
15-2-تجهیزات نیروگاه 20
16-2- اجزای نیروگاه 21
1-16-2-استاتور فریم یا قاب استاتور(Stator Frame) 21
2-16-2- هسته استاتور (Stator Core) 22
3-16-2-یاتاقان هادی ژنراتور- گاید بیرینگ (Guide Bearing) 23
4-16-2-یاتاقان کفگرد(Thrust Bearing) 24
17-2- توربین 25
18-2-شیر کروی 26
19-2- تحقیقات انجام شده 27
فصل سوم روش پژوهش 31
1-3- مقدمه 32
2-3- زمین شناسی محدوده مورد بررسی: 33
3-3- مواد و روش ها: 35
4-3-فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و کاربرد آن در انتخاب ساختگاه ها: 37
بحث و نتیجه گیری 41
منابع 44
