نحوه انتخاب بهترین ژنراتورهای برق آبی

برق آبی پرمصرف ترین منبع انرژی تجدیدپذیر برق در سراسر جهان است. ژنراتورهای برق آبی به طور گسترده ای در دسترس هستند و بزرگترین آنها برای نیروگاه های برق آبی که در مخازن و سدها قرار دارند تا کوچکترین آنها برای کاربردهای خانگی و روستایی استفاده می شود. این مقاله راهنمایی هایی را برای انتخاب مناسب ترین ژنراتورهای برق آبی برای نیازهای شما ارائه می دهد.

فهرست مندرجات
پیش بینی بازار جهانی برای ژنراتورهای برق آبی
مقدمه ای بر ژنراتورهای برق آبی
انواع توربین های برق آبی
نگاهی به طیف وسیعی از ژنراتورهای برق آبی موجود
افکار نهایی

پیش بینی بازار جهانی برای ژنراتورهای برق آبی

بازار جهانی ژنراتورهای برق آبی با نرخ رشد مرکب سالانه به خوبی در حال رشد است (CAGR) از 6.8٪ در دوره 10 ساله از 2022 تا 2032. در سال 2022، ارزش بازار 137.6 میلیارد دلار آمریکا، در حال رشد به 264.41 میلیارد دلار آمریکا توسط 2032.

سهم بازار توسط سیستم های ثابت نیروگاه آبی بزرگ با 63 درصد، بر فراز سیستم های قابل حمل کوچکتر با 37٪، اگرچه پیش بینی می شود که سیستم های کوچکتر در یک رشد سریعتر داشته باشند CAGR 7.8٪.

آسیا اقیانوسیه پیشتاز استفاده فعلی و رشد پیش‌بینی‌شده بازار است و چین بزرگترین تولیدکننده برق آبی بزرگ مبتنی بر سد است. به دلیل افزایش علاقه به منابع انرژی تجدیدپذیر، سیستم های کوچکتر در سراسر جهان رشد می کنند. سیستم‌های کوچک‌تر سبک هستند و به راحتی در مکان‌هایی مانند مزارع و زمین‌های کوچک نصب می‌شوند تا سایر منابع تولید انرژی را تکمیل کنند.

مقدمه ای بر ژنراتورهای برق آبی

تمدن ها بیش از 2000 سال است که از نیروی آب استفاده می کنند. در عصر مدرن، بیش از 70 درصد از برق جهان توسط نیروگاه های آبی تولید می شود که آن را به راحتی به پرمصرف ترین منبع انرژی تجدیدپذیر در سراسر جهان تبدیل می کند.

ژنراتورهای برق آبی از نیروی آب جاری برای تولید برق استفاده می کنند. آنها این کار را با عبور آب از پره های فن یک توربین انجام می دهند. تیغه ها مانند یک ملخ برای چرخاندن یک شفت فلزی عمل می کنند و سپس موتور را می چرخاند. موتور انرژی الکتریکی تولید می کند. اندازه توربین و جریان آب میزان برق تولید شده را تعیین می کند.

جریان آب از طریق چند روش جریان مستقیم به دست می آید:

• آب از یک منبع محصور مانند یک مخزن یا از جریان طبیعی آبشار یا رودخانه جاری آزاد می شود. به این ترتیب، گرانش نیروی اصلی است که آب را از طریق توربین هدایت می کند.
• آب از منبع دیگری هدایت می شود تا از طریق توربین جریان یابد. این اغلب با هدایت یک حجم بزرگتر از آب، مانند یک رودخانه، به کانال ها و لوله های کوچکتر و کوچکتر ایجاد می شود. این فرآیند می تواند فشارهای بالایی را برای راندن از میان پره های توربین ایجاد کند.
• آب به سمت بالا به یک تاسیسات ذخیره شده مانند یک مخزن پمپ می شود، که سپس آن آب را آزاد می کند تا از طریق گرانش به سمت پایین به داخل توربین جریان یابد. این روش برای فشار دادن آب به سمت بالا به قدرت نیاز دارد، بنابراین زمانی کارآمدتر است که از منابع انرژی تجدیدپذیر برای ایجاد آن نیرو استفاده شود.

نمودار بالا از شرکت فناوری چنگدو فورستر نمونه ای از یک نیروگاه برق آبی را نشان می دهد که در یک مخزن قرار دارد و از جریان آب گرانشی از طریق توربین نیروگاه استفاده می کند.

استفاده از آب از منابع طبیعی، ژنراتور هیدروالکتریک را به انرژی تجدیدپذیر تبدیل می کند، اما اصل در تولید انرژی با سوخت فسیلی در واقع یکسان است. نیروگاه های زغال سنگ از زغال سنگ برای گرم کردن آب استفاده می کنند تا بخار ایجاد کنند که سپس به توربین منتقل می شود.

سد سه دره، که بر روی رودخانه یانگ تسه در چین قرار دارد، بزرگترین نیروگاه برق آبی جهان است، با توربین های 32 در 700 مگاوات (Mw) و دو ژنراتور 50 مگاواتی دیگر که برق خود نیروگاه را تامین می کند.

ژنراتورهای هیدروالکتریک با ظرفیت کمتر از 5 کیلووات معمولاً در مزارع، صنایع کوچک و صنایع کوچک و در مصارف برق خارج از شبکه یا هیبریدی استفاده می شوند. برای ژنراتورهای 5 کیلووات و بالاتر، کاربرد می تواند شامل تامین برق جوامع کوچک، صنایع روستایی و نیازهای کشاورزی بزرگتر باشد.

انواع توربین های برق آبی

توربین های هیدروالکتریک نیروی خود را از ترکیب فشار و جریان آب تولید می کنند. فشار یا نیروی آب از ارتفاع منبع آب که "سر" نامیده می شود تعیین می شود. جریان آب هم حجم و هم سرعت آب است

انواع مختلفی از توربین ها وجود دارد که برای انواع مختلف سر و جریان آب مناسب هستند. دو نوع اصلی واکنش و تکانه هستند.

توربین های واکنشی پره های توربین خود را کاملاً در جریان آب قرار می دهند و در حالی که آب روی پره ها جریان می یابد، چرخانده می شوند و همه پره ها با جریان آب در تماس هستند. انواع پره های توربین مورد استفاده شامل پروانه (مانند پروانه قایق)، کاپلان (پره های قابل تنظیم)، جنبشی (مستقیم از جریان) و توربین فرانسیس (مانند تیغه های موتور جت). نوع تیغه توربین بر اساس سر و جریان آب انتخاب می شود که هر کدام مزایای خود را دارند. بیشتر توربین‌های واکنشی برای هد پایین و جریان بیشتر استفاده می‌شوند، اگرچه توربین‌های کاپلان برای هد بالا نیز مناسب هستند.

توربین های ضربه ای نیروی خود را از جریان آب برای حرکت چرخ (دونده) تولید می کنند. در توربین های ضربه ای پلتون، تنها بخشی از دونده با جریان آب در تماس است (چرخ آب را در آسیاب تصور کنید). همانطور که جریان دونده را می چرخاند، هر تیغه جدید وارد جریان می شود و حرکت ادامه می یابد. توربین های پلتون برای جریان بالا و جریان کم به خوبی کار می کنند. توربین‌های جریان متقاطع اجازه می‌دهند تا جریان در بخش وسیع‌تری از چرخ توربین جریان داشته باشد و جریان ورودی و خروجی را ثبت کند. اینها برای جریان بسیار زیاد و آب کم سر به خوبی کار می کنند.

نگاهی به طیف وسیعی از ژنراتورهای برق آبی موجود

نیروگاه های برق آبی بزرگ در سرتاسر جهان معمولاً بر روی رودخانه های اصلی و روی مخازن، با ژنراتورهای برق آبی بزرگ، مخصوص ساخته شده با توان 500 مگاوات و بالاتر، قرار دارند. برای کاربردهای کوچکتر، مانند تولید برق روستایی، سیستم های کشاورزی و صنعتی خارج از شبکه، ژنراتورهای قابل توجه برای سفارش آنلاین در دسترس هستند

این بخش به منتخبی از طیف گسترده ژنراتورهای برق آبی که می‌توان از روی قفسه تولید کرد، نگاه می‌کند و برخی از کاربردهایی را که باید در نظر گرفته شوند، پیشنهاد می‌کند.

ژنراتورهای سایز بزرگ

در جایی که ظرفیت تولید بیش از 1 مگاوات (1000 کیلووات) باشد، مقدار برق تولیدی از نیازهای معمولی یک مزرعه یا خانه کوچک فراتر می رود، بنابراین استفاده از آنها برای کاربردهای صنعتی و برای جامعه روستایی در شبکه برق یا خارج از شبکه مناسب تر است. چنین ژنراتورهای بزرگ برق آبی در نزدیکی یا روی یک منبع آبی نزدیک، مانند رودخانه، دریاچه یا مخزن کوچک قرار می گیرند. آب ممکن است مستقیماً از طریق گرانش تامین شود، اما به احتمال زیاد از یک منبع نزدیک پمپاژ یا هدایت می شود.

ژنراتورهای سایز کوچکتر

ژنراتورهای برق آبی کوچکتر با ظرفیت کمتر از 1 مگاوات، که می توانند بین 5 تا 500 کیلووات و بیشتر تولید کنند، برای مزارع کوچک و مسکن بزرگ خارج از شبکه بسیار مناسب هستند. آنها احتمالاً در کنار رودخانه‌های کوچک و نهرهای بزرگ قرار می‌گیرند که جریان آب ثابت است تا تولید برق قابل اطمینان باشد.

ژنراتورهای میکرو هیدروالکتریک

با ظرفیت زیر 5 کیلووات، میکرو ژنراتورهای برق آبی بسیار کوچک، قابل حمل و نصب آسان برای خانه ها و روستاهای خارج از شبکه، مزارع کوچک روستایی و صنایع کلبه هستند. آنها را می توان در نهرها نصب کرد، با جریانی که به راحتی از طریق لوله های عرضه شده هدایت می شود.

مدل های آموزشی

تعدادی مدل نمایشی از ژنراتورهای برق آبی وجود دارد که به صورت آنلاین در دسترس هستند. اینها برای استفاده در کلاس های علمی طراحی شده اند تا دانش آموزان علوم را در مورد نحوه عملکرد برق آبی آموزش دهند.

افکار نهایی

ژنراتورهای برق آبی از جریان ثابت آب برای تولید برق استفاده می کنند. آنها می توانند در مقیاس از نیروگاه های چند ژنراتور که می توانند بیش از 20,000 مگاوات تولید کنند تا کیت های خانگی کوچک که نمی توانند بیش از یک کیلووات تولید کنند، متغیر باشند. ژنراتورهای بزرگ نیازهای کشورهایی را برآورده می کنند که می توانند از تولید برق در مقیاس بزرگ استفاده کنند. ژنراتورهای کوچکتر به طور فزاینده ای برای نیازهای برق خارج از شبکه، تولید برق کوچک روستایی و برای کسانی که مشتاق انرژی های تجدیدپذیر هستند، محبوبیت بیشتری پیدا می کنند.

در انتخاب ژنراتور برق آبی مناسب، خریدار از قبل در مورد کاربرد احتمالی آن، چه مخزن یا آب بزرگ، و چه در یک جریان کوچک روستایی، آگاه خواهد بود. محل قرارگیری و توان مورد نظر ملاحظات اصلی است، با تصمیم ثانویه در مورد نوع توربین که به بهترین وجه برای فشار (سر) و جریان آب مناسب است.

خریداران بالقوه می توانند انتخاب گسترده ای را که در فروشگاه موجود است، بررسی کنند Cooig.com نمایشگاه آنلاین