Chuong 6: Năng lượng thuỷ điện

Chương 6: Năng lượng thuỷ điện Môn Năng lượng tái tạo Thủy điện là nguồn điện từ năng lượng nước hay thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay một turbine và chạy máy phát điện Năng lượng này phụ thuộc vào V và áp suất cột nước (chênh cao cột nước vàora)

Thủy điện Giảng viên: Lưu Văn Phúc Viện Vật lý tự nhiên Email: Phucunivinh@mail.com DĐ: 0976452820 Vòng tuần hồn nước Tổng quan Thủy điện  Thủy điện là nguồn điện từ lượng nước hay năng của nước tích các đập nước làm quay một turbine chạy máy phát điện  Năng lượng phụ thuộc vào V áp suất cột nước (chênh cao cột nước vào/ra)  Để tăng p,dòng nước dẫn qua ống lớn (penstock) trước vào turbine Tổng quan Thủy điện  Hiện thuỷ điện chiếm 20% sản lượng điện giới (Na Uy >90%,Iceland 83%,Áo 67%, Canada > 70% )  Thủy điện dạng lượng tái tạo,do :   Khơng thải khí,hóa chất độc hại,là nguồn lượng độc lập,dồi dào,mức giá điện thấp Nhà máy thủy điện có hiệu suất, tuổi thọ cao (hàng chục-trăm năm)  Ngồi ra, có vai trò quan trong việc quản lý nguồn nước,tưới tiêu,kiểm soát lũ lụt  Tuy nhiên,mặt bất lợi đập thủy điện gây biến đổi môi trường sinh thái,… (gây ngập thượng lưu)   Tiềm thủy điện giới Tiềm thủy điện giới Tiềm thủy điện Việt Nam Tiềm thủy điện Việt Nam Turbine Kaplan thực tế  Turbine Pelton (Turbine gáo):Dùng với nhà máy cột nước cao,lưu lượng nhỏ Turbine buồng xoắn cánh hướng nước Lưu lượng hướng tác dụng nước điều chỉnh thông qua mũi phun  Ưu điểm:Nhỏ gọn, phương án đưa nước vào turbine tháo bể xả đơn giản,chi phí xây dựng cơng trình,giá thành,thời gian XD giảm 3.2 Nguyên lý hoat động nhà máy thủy điện  Các nhà máy thủy điện từ lớn đến nhỏ giống nhau:  Dưới tác dụng trọng lực, nước đổ từ cao xuống thấp (thế năng) làm quay cánh turbine làm trục dẫn động rotor quay theo (phần cảm máy phát điện)  Điện tạo từ turbine đưa qua trạm biến áp kết nối vào mạng lưới phân phối điện 3.2 Nguyên lý hoat động nhà máy thủy điện  Công suất trục turbine phụ thuộc vào lưu lượng nước chảy qua turbine chiều cao cột nước hiệu dụng xác định PT sau: Ptb = 1000.Q.H ηd ηT Q: Lưu lượng nước chảy qua turbine,m3/s H: Chiều cao hiệu dụng cột nước,m ηd: Hiệu suất thiết bị dẫn nước vào/ra turbine (tổn thất cột áp) ηT: Hiệu suất turbine thủy lực (0,88-0,94) 3.2 Nguyên lý hoat động nhà máy thủy điện  Công suất điện đầu cực máy phát tính theo phương trình: PF = Ptb η F = 9,81.Q.H η 102 Với 1kW=102kg.m/s Trong đó: ηF Là hiệu suất máy phát điện (0,95-0,98) η = ηd ηT η F Những tác động trực tiếp thủy điện  Mất rừng, môi trường sống động thực vật  Mục nát thực vật qua phát thải khí nhà kính  Mất đa dạng sinh học vùng nước, vấn đề đánh cá vấn đề khác cuối dòng  Ảnh hưởng tích lũy cho chất lượng nước, ngập lụt tự nhiên  Phá vỡ chuyển hóa tự nhiên lượng, phù sa dưỡng chất  Sự lắng đọng phù sa làm giảm tuổi thọ đập ăn mòn tua bin Những tác động trực tiếp thủy điện  Sử dụng đất – Sự ngập lụt di dời dân  Ảnh hưởng đến môi trường nước tự nhiên  Tăng lượng nước bốc lên vùng  Ảnh hưởng dòng chảy sơng chu trình ngập lụt tự nhiên  Sự lắng đọng phù sa  Ảnh hưởng đa dạng sinh học:  Sinh thái nước, Cá, cây, động vật có vú  Đặc tính hóa học nước thay đổi  Vi khuẩn vi rút  Rủi ro cố đập Ưu nhược điểm thủy điện Ưu điểm Nhược điểm Không phát thải môi trường CO2, NOX, SOX, hydrocarbons, bụi Thường xuyên lưu trữ lượng nước lớn gây ảnh hưởng môi trường sống sụ ngập lụt Là nguồn lượng tái tạo với hiệu suất chuyển đổi thành điện cao (80+ %) Phụ thuộc vào thời tiết Có thể dự trữ lượng với hồ chứa Ảnh hưởng đến dòng chảy sơng, sinh thái nước, lượng oxy hòa tan nước Có thể sử dụng phụ tải sở, tải đỉnh hệ thống bơm chứa dự trữ Ảnh hưởng xã hội việc phải di cư nhiều người Quy mơ từ nhỏ đến lớn từ 10 KW to 20,000 MW Ảnh hưởng sức khỏe nước phát triển Chi phí vận hành bảo dưỡng thấp Chi phí đầu tư cao Tuổi thọ cao Thời gian chuẩn bị xây dựng lâu dự án lớn Thủy điện Việt Nam  ViƯt Nam cã 2360 s«ng víi chiỊu di từ 10 km trở lên,có tiềm nng phát triển thủy ®iƯn  Theo nghiªn cøu thủ ®iƯn ë nưíc ta cho thÊy, tỉng trữ lý thut cđa c¸c sông đựơc đánh giá đạt 300 tỷ KWh/nm, công suất lắp máy đợc đánh giá khoảng 34.647MW Trớc nm 1954: Các trạm thủy điện nhỏ Pháp xây dựng phục vụ nhu cầu khai khoáng & nghỉ dỡng Giai đoạn 1954-1975: ã xây dựng thủy điện Thác Ba 108MW thđy ®iƯn Đa Nhim 160MW Thủy điện Việt Nam Từ nm 1975 đến nay: Thủy điện Hòa Binh Nlm=1920MW(1994) Thủy điện Trị An Nlm=400MW(1989) Thủy điện Vĩnh Sơn Nlm=66MW(1994) Thủy điện Thác Mơ Nlm=150MW(1994) Thủy điện Yaly Nlm=720MW(2001) Thủy điện Sê San Nlm=260MW(2007) Thủy điện Tuyên Quang Nlm=342MW(2008) v.v Thủy điện Sơn La 2400MW Thủy điện Bản Vẽ 320MW  Thủy điệnSª San 360MW … Dự báo phát triển lượng giai đoạn 2010 - 2025 Dự báo phát triển thủy điện đến 2025 Xin cảm ơn bạn ý lắng nghe ...Vòng tuần hồn nước Tổng quan Thủy điện  Thủy điện là nguồn điện từ lượng nước hay năng của nước tích các đập nước làm quay một turbine chạy máy phát điện  Năng lượng phụ thuộc vào V áp suất cột... quan Thủy điện  Hiện thuỷ điện chiếm 20% sản lượng điện giới (Na Uy >90%,Iceland 83%,Áo 67%, Canada > 70% )  Thủy điện dạng lượng tái tạo,do :   Khơng thải khí,hóa chất độc hại,là nguồn lượng. .. đập thủy điện gây biến đổi môi trường sinh thái,… (gây ngập thượng lưu)   Tiềm thủy điện giới Tiềm thủy điện giới Tiềm thủy điện Việt Nam Tiềm thủy điện Việt Nam Phân loại nhà máy thủy điện  Cột