4. Phương pháp nghiên cứu
2.1.1. Nguồn phát thủy điện
Nhà máy thủy điện (TĐ) là các nhà máy điện làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng các dòng nước thành điện năng. Động cơ sơ cấp dùng để quay các máy phát điện trong nhà máy TĐ là các tuabin thủy lực, trong nó động năng và thế năng của nước được biến đổi thành cơ năng để làm quay máy phát điện. Công suất cơ trên trục tuabin phụ thuộc vào lưu lượng nước chảy qua tuabin và chiều cao cột nước hiệu dụng. Công suất của nhà máy thủy điện được xác định bởi lưu lượng nước và chiều cao cột nước hiệu dụng. Hồ chứa về phía thượng lưu phục vụ cho việc tích nước, điều tiết dòng chảy khi phát điện. Cùng với việc tăng chiều cao của đập, thể tích hồ chứa sẽ tăng lên, tăng công suất của nhà máy. Song việc tạo ra các hồ chứa lớn có liên quan đến nhiều vấn đề kinh tế và xã hội khá phức tạp, như việc di dời dân, dâng nước làm ngập một vùng rộng lớn, xây dựng nhiều đập, giao thông vận tải... Nhà máy TĐ được chia thành 2 loại chính: nhà máy TĐ kiểu đập, nhà máy TĐ kiểu kênh dẫn.
Các Nhà máy thủy điện lớn trong hệ thống như Sơn La, Hòa Bình thì trong mùa mưa thường sẽ phát đầy tải. Khi lưu lượng nước về lớn thì có thể lượng nước này sẽ phải xả, để tận dụng việc xả thừa này thì các tổ máy sẽ được huy động. Lượng công suất huy động để tránh việc xả thừa này sẽ cấp cho lượng công suất cần thiết để vận hành Nhà máy thủy điện tích năng ở chế độ tích năng. Khi đến giờ cao điểm thì Nhà máy thủy điện tích năng sẽ được huy động để đáp ứng hệ thống.
Chi phí đầu tư: Chi phí đầu tư thủy điện phụ thuộc vào vị trí dự án, thông thường thì vào 1.400USD/KW. Đa số các tổ máy thủy điện chạy khoảng 4000h/năm. Trong quá trình vận hành thì không có chi phí nhiên liệu và chi phí OM khoảng 0,2 cents/kWh. Chi phí sản xuất điện khoảng 8,02 cents/kWh.
a. Ưu điểm:
- Chi phí tiêu hao nhiên liệu là 0.
- Giá thành điện năng thấp chỉ bằng 1/5 đến 1/10 nhiệt điện.
- Khởi động nhanh chỉ cần 3 đến 5 phút là có thể khởi động xong và cho mang công suất, trong khi đó để khởi động một tổ máy nhiệt điện (kể cả lò và tuabin) phải mất 6 đến 8 giờ.
- Có khả năng tự động hóa cao nên số người phục vụ tính cho một đơn vị công suất chỉ bằng 1/10 đến 1/15 của nhiệt điện.
- Kết hợp các vấn đề khác như công trình thủy lợi, chống lũ lụt, hạn hán, giao thông vận tải, hồ thả cá,...
- Hiệu suất cao 85 90 %. b. Nhược điểm:
- Vốn đầu tư xây dựng một nhà máy rất lớn. - Thời gian xây dựng dài.
- Công suất bị hạn chế bởi lưu lượng và chiều cao cột nước.
- Thường ở xa hộ tiêu thụ nên phải xây dựng đường dây cao áp rất tốn kém. Nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn: thay vì việc phải xây một đập cao như nhà máy thủy điện kiểu đập, trong nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn sẽ được đưa xuống nhà máy bởi hệ thống kênh, máng, ống.
a. Ưu điểm: Vốn đầu tư nhỏ, công suất ổn định không phụ thuộc vào mực nước. b.Nhược điểm: Không có hồ nước dự trữ nên khả năng điều tiết và điều chỉnh công suất là không có