Nhà máy thủy điện

Chuyên đề: NHÀ MÁY THỦY ĐIỆNGVHD: T.S Huỳnh Quốc Việt NHÓM 21NHÀ MÁY THỦY ĐiỆNHình ảnh một số nhà máy thủy điện23NHÀ MÁY THỦY ĐiỆNI. Tổng quan về thủy điệnII. Nguyên lí, nguyên tắc hoạt động của  nhà máyIII. Cấu tạo của nhà máy thủy điệnIV. Tác động đến môi trường V. Ưu điểm, nhược điểm của thủy điệnVI. Chi phí sản xuất v.v.. 4NHÀ MÁY THỦY ĐiỆNI. Tổng quan về thủy điệnThủy điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước.Đa số năng lượng thủy điện có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay một tuốc bin nước và máy phát điện.5NHÀ MÁY THỦY ĐiỆNThủy điện là nguồn năng lượng có thể hồi phục (năng lượng tái tạo)6Tầm quan trọng:Thủy điện, sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông hiện nay chiếm 20% lượng điện của thế giới.7Ngoài một số nước có nhiều tiềm năng thủy điện, năng lực nước cũng thường được dùng để đáp ứng cho giờ cao điểm bởi vì có thể tích trữ nó vào giờ thấp điểm 8III. Cấu tạo của một nhà máy thủy điệnNhà máy thủy điện khai thác năng lượng nước và sử dụng máy móc đơn giản để chuyển đổi năng lượng này thành điện năng. Đây là những thành phần cơ bản của một nhà máy thủy điện thông thường:91. Đập (Dam)– Hầu hết các nhà máy thủy điện dựa vào một con đập chứa nước lại, tạo ra một hồ chứa lớn. Thông thường, hồ chứa này được sử dụng như một hồ giải trí như hồ Roosevelt tại đập Grand Coulee tại tiểu bang Washington.2. Ống dẫn nước (Penstock)– Cửa trên đập mở và lực hấp dẫn đẩy nước chảy qua các đường ống chịu áp. Đường ống dẫn nước đến tuabin. Nước làm tăng dần áp lực khi nó chảy qua đường ống này.3. Tua bin (Turbine) – Nước hướng về và làm quay các cánh lớn của tuabin, tuabin này gắn liền với máy phát điện ở phía trên nó nhờ một trục. Loại phổ biến nhất của tua bin dùng cho nhà máy thủy điện là Turbine Francis, trông nó giống như một đĩa lớn có những cánh cong. Một tua bin có thể cân nặng khoảng 172 tấn và quay với tốc độ 90 vòng mỗi phút .104. Máy phát điện (generator) – Khi các cánh tua-bin quay,  một loạt các nam châm trong các máy phát điện cũng quay theo. Những nam châm khổng lồ này quay quanh cuộn dây đồng, sản sinh ra  dòng điện xoay chiều (AC).5. Biến áp (Transformer)– Máy biến áp được đặt bên trong nhà máy điện tạo ra dòng điện xoay chiều  AC và chuyển đổi nó thành dòng điện có  điện áp cao hơn.6. Đường dây điện (Power Lines) – Trong mỗi nhà máy điện có đến bốn dây : ba dây pha của năng lượng điện được sản xuất đồng thời  với một dây trung tính.7. Cống xả (Outflow) – Đưa nước chảy qua các đường ống – gọi là kênh , và chảy vào hạ lưu sông .Ý tưởng khai thác các dòng nước để tạo ra điện có từ rất sớm. Ban đầu là các bánh xe lớn đặt thẳng đứng có gắn các gàu múc để đưa nước lên cao. Vào cuối những năm 1820, con người đã biến bánh xe thành tuabin và 50 năm sau, con người đã gắn nó với một máy phát điện ở hạ lưu của một đập giữ nước hồ.11Hai dạng cơ bản của turbine:- Loại xoắn ốc- Loại vòi phun1213Cấu tạo của máy phát:Loại máy điện sử dụng: Máy phát đồng bộ: Do có tốc độ ổn định, làm tần số phát lên lưới ổn địnhHiệu suất: khoảng 80%1415Ảnh: Trục kết nối các tua-bin và máy phát điệnII. Nguyên lí hoạt độngNguyên tắc hoạt động của một nhà máy thủy điện–   Dưới tác dụng của trọng lực, nước đổ từ trên cao xuống thấp (thế năng) sẽ làm quay các lưỡi turbin.–  Các lưỡi turbin này được kết nối với một bộ máy phát điện–   Điện tạo ra từ các turbin quay được đưa qua trạm biến thế và kết nối vào mạng lưới phân phối điện.16Đập thủy điện - nhân tố tác động đến biến đổi khí hậuĐập thủy điện và mối liên quan đến BĐKHI.1. Những tác động trực tiếp:– Giai đoạn tiền thi công:Giải phóng mặt bằngXây dựng hệ thống giao thôngDi dân, tái định cư– Giai đoạn thi công:Anh hưởng tới khí hậuAnh hưởng tới môi trường nước (chế độ thuỷ văn, chất lượng nước,)Anh hưởng tới môi trường đất (chiếm dụng đất xây dựng, ảnh hưởng chất lượng đất, gây xói lở,)Anh hưởng đến môi trường không khí (bụi đất trong xây dựng, tiếng ồn do các loại máy móc hoạt động,)Anh hưởng đến hệ sinh thái: thực vật, động vật, hệ sinh thái nước,Anh hưởng của việc tập trung công nhân.17– Giai đoạn dự án đi vào hoạt động:Cung cấp điện năng cho vùng, quốc gia.Phát triển hoạt động thuỷ lợi, nuôi trồng thuỷ sản.Mặt khác có các tác động tiêu cực:Gây ô nhiễm môi trường nướcMất cân bằng hệ sinh thái.I.2. Tác động gián tiếp :-Tác động tích cực của dự án :Giải quyết việc làm .Thúc đẩy phát triển kinhg tế cho vùng.Tiềm năng để phát triển du lịch.-Tác động tiêu cực của dự án:Tập tục văn hoá của cư dân bản dịa bị thay đổi.Anh hưởng tới vùng hạ lưu.18III.Tác động đến môi trường19* Ưu và nhược điểm của nhà máy thủy điệnƯu điểm –   Không thải ra các khí, hóa chất độc và khí nhà kính–   Có tầm hoạt động rộng, chỉ cần một lượng mưa nhất định và dòng chảy ổn định của sông ngòi–   Các trạm thủy điện nhỏ và cực nhỏ có thể đáp ứng được nhu cầu điện năng tại các vùng xa với mức tác động lên môi trường rất nhỏ.–   Thủy năng là nguồn năng lượng luôn rất dồi dào và đáng tin cậy–   Chi phí lắp đặt và giá thành hợp lý– Giá thành rẻ so với nhiệt điện do không phụ thuộc vào nguồn cung & giá cả nguồn cung nhiên liệu– Khả năng tích trữ năng lượng trong hệ thống rất hữu dụng– Vận hành tốt ở giờ cao điểm và thấp điểm– Có thể xây dựng cơ sở hạ tầng khu du lịch xung quanh nhà máy thuỷ điện.–   Ngoài khả năng sản xuất thủy năng còn có vai trò quan trọng trong việc quản lý nguồn nước, kiểm soát lũ lụt 20 Nhược điểmMặc dù, thủy điện được xem là nguồn năng lượng sạch và tái tạo, việc phát triển các nhà máy thủy điện có thể gây ra các tác động lớn về môi trường như:21+  Việc thay đổi dòng chảy của sông dẫn tới sự thay đổi môi trường sống của cá22+  Gây ra các đoạn sông chết từ sau đập đến nhà máy và làm giảm lượng phù sa ở hạ lưu.2324+   Việc xây dựng hồ trữ làm thay đổi cảnh quan thiên nhiên2526Gây sạt lở27Vỡ đập, xả lũ- Là nguồn năng lượng tái tạo, nhưng không sạch, do sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ bên dưới lòng hồ, giải phóng các khí độc hại như khí metan, H2S, ... Ảnh hưởng đến tưới tiêu- Có thời điểm trong năm thiếu nước, thuỷ điện hoạt động ở cs thấp hoặc ngừng hoạt động, - Phá vỡ sự cân bằng sinh thái xung quanh- Nguy cơ gây sạt lở do quá trình xối sạch, bào mòn, vì nước sau khi ra khỏi turbine chứa rất ít cặn lơ lửng, phù sa.- Khu vực hạ lưu rất nguy hiểm cho con người do sự thay đổi đột ngột của mực nước khi xả đập.28, tổng chi phí sản xuất kinh doanh điện năm 2011 là 121.356 tỉ đồng, tương đương với giá thành sản xuất kinh doanh điện là 1.282 đồng.kWh.Trong đó, chi phí cho khâu phát điện là 93.557 tỉ đồng, tương ứng với giá thành khâu phát điện tính theo điện thương phẩm là 988 đồng/kWh. Tổng chi phí truyền tải điện là 6.889 tỉ đồng, tương ứng với giá thành khâu truyền tải điện tính theo điện thương phẩm là 73 đồng/kWh.Chi phí khâu phân phối - bán lẻ điện là 20.409 tỉ đồng, tương ứng với giá thành là 216 đồng/kWh. Và chi phí cho khâu phụ trợ, quản lý ngành đạt 502 tỉ đồng.29So sánh với các nguồn năng lượng điện khác:So sánh sản lượng điện:30So sánh hiệu suất:31Tổng kết32