水电和风公司确保一个清洁能源的未来,有利可图

首页和流程详细回顾

如果你有一个有前景的地点,它有助于了解水力发电的基础水头和流量。

头是什么?

水电都是水头和水流。能量的大小,也就是你能产生的能量与水头和流量成正比。

测量头图在高头水电站的

测量头图在高头水电站的

水头是指在进水口和排泄点之间的水位变化。它是用米来测量的垂直高度。下面的两张图表显示了如何在典型的“低头”和典型的“高头”位置测量头部。水头越大,水力涡轮机的水压就越高,产生的能量也就越大。更高的领导不仅是更好,因为他们产生更多的权力,但也因为高水压力意味着你可以强制通过较小的涡轮流量,因为涡轮机成本密切相关的物理尺寸,higher-head涡轮机通常成本低于低水头堂兄弟,尽管他们可能会生成相同的权力。

更高的磁头也意味着更快的旋转涡轮机和发电机,其意味着更低的扭矩。

传动系的成本与必须传输的扭矩紧密相关,因此较高的头部=较少的扭矩=成本较低。

测量头图在一个低头水电站的

测量头图在一个低头水电站的

当然,你只有你拥有的东西,所以如果你的网站只有2½米的头,你将无法显着增加这一点。然而,即使是头部的小增加也会产生差异。

有时可以清除淤泥或重新级尾部或排出通道,以略微降低下游水位,从而增加了现场的整体头部。或者可以通过提高堰冠或闸门来提高上游侧的水位,尽管这必须仔细完成以避免增加洪水风险,但有时需要建造新的溢洪道或安装故障安全倾斜堰的安装或安装故障安全倾斜堰ensure that flood risk isn’t increased during extreme flood events.

一般来说,在低水头电站,即使是很小的水头增加的成本,也会在未来几十年里从增加的能源产量中获得数百倍的回报,所以这总是值得努力的。

什么是流动?

下一个也是同样重要的参数是流量以及它在一年内的变化情况。

在水道中表征流量的最简单方法是解决问题长期年平均流量是多少。这一点很重要,因为河道的整体平均流量才是重要的;因为从长远来看,我们每年只有几天或几周是真正的大雨,其余50周是小雨,蒙蒙细雨或灿烂的夏日阳光,你仍然希望你的水电系统工作和发电。

表征水道流动的基本信息是流动持续时间曲线。虽然一旦你理解了它们,它们就很简单,但对新手来说就相当复杂了。下图1为萨默塞特郡一条小河的长期流时曲线。

图1 - 萨默塞特河牛河的长期流量持续时间曲线。

萨默塞特河河河流的头部和流量 - 长期流量持续时间曲线

萨默塞特河的长期流量持续时间曲线

y轴是m中的流速3./ s(每秒米级),每秒升的某个时间用于较小的水道。当将流动持续时间曲线构造成所有流量数据时被分类为降序,然后在曲线的左侧绘制最高流速,然后逐渐下降到右侧的流速,直到绘制非常最低的流量左边左端。X轴是“百分比超值”。这通常是理解的难以理解的部分......对于给定的百分比,它显示了相等的流量或超过对于那个百分比的时间。例如,如果您查看图1上的50%百分比,并且读取该点的流速,您将看到它是1.1米3./ s。这并不意味着水道中的流速为1.1米3.50%的50%,这意味着流量为1.1米3./ s.或者更多50%的年度。这或者更多很重要,因为从曲线的形状外,除了线路交叉的瞬间,它始终超过1.1米3./ s。

x轴总是被绘制成从0到100%的百分率。这样,跨越任何区间的任何数据集都可以被绘制出来。该数据集可能跨越10天,甚至更有可能跨越当地河流测量站几十年的数据。一般来说,流量持续曲线是长期的年数据,因此从它们中读出的流量就是年流量特征。超出的百分比通常被称为“Q值”,因此Q95.流量是否超过了95%的一年和Q.10.流量超过了当年的10%。数据集也可以使用电子表格来分析,以计算出所有流的平均值(算术平均值),这被称为Q吝啬的。在英国,Q吝啬的通常是Q之间的某个地方25.和问30.,并且在图1的情况下是q26.5

一旦您了解了流动持续时间曲线,它可以告诉您有关水路的流动特性。首先,你可以制定q吝啬的,这是平均流量,通常如果你和环境监管者谈判,你会讨论Q95.流动,因为这通常被用作代表性的“低流量”,必须始终在任何耗尽的河流中流动,而水的主要水量通过水轮机。

通过比较不同的QValues,您可以看到WaterCourse如何“华而不实”,或者是否具有高的基础流程。图1中的流动持续时间曲线具有Q.吝啬的2.54米的3./ s和一个q95.0.32米3./ s,所以q95.是Q的8%吗吝啬的。这是一个典型的“华丽”河流升起并迅速下降,因为雨水直接跑到了河里,而不会在距离河边流入河边之前没有存放在沼泽或多孔岩石中。

如果使用图2进行相同的比较,则会看到Q吝啬的是11.30米3./ s和q95.5.83米3./ s。在这种情况下Q95.是Q的52%吝啬的。This would be a ‘high baseflow’ river, typical of the rivers that flow in Hampshire with chalk catchments where the chalk stores the rain in its porous structure and then releases it to the rivers slowly and over a long period of time, rather like a sponge. It is also interesting to note that Q吝啬的在Q.41.;流持续时间曲线比图1中浮华的河流要低得多。

图2汉普郡河流试验长期流时曲线。

Hampshire河河试验的头部和流动长期流动持续时间曲线

汉普郡河流试验的长期流量持续时间曲线

在两个流动持续时间曲线中,您可以看到红线在图表的左侧向上陡峭向上。This is the ‘extreme flow’ region, which is not much use for energy generation because such extreme flows occur for a relatively small proportion of the year, but they are very important when designing a hydropower systems to ensure that the hydro structures and turbine house don’t get flooded, or even worse, washed away during the next major storm!

需要最小的头部和流量?

对此的答案取决于您想要的投资回报。

对于商业上可行的部位,通常需要至少需要25千瓦的功率输出。对于低头微型水电系统,您需要至少2米的总头和平均流量为2.07米3./ s。在背景下将其放在上下文中,这将是一个大约7米宽,中间深度1米。

对于具有25米头的部位,需要较低的平均流量为166升/秒。这将是2 - 3米宽的大流,中间深度约400毫米。

技术上,可以使用较低的功率输出开发较小的水电站,但经济学开始挑战。这对于低头网站尤其如此;当头部下降到1.5米时,通常可以获得任何类型的投资回报,尽管现场仍然可以使用Archimedean螺钉或现代水管进行技术开发。

下表显示了具有100,50,25,10和5 kW最大功率输出的系统的2米到100米的一系列头部所需的平均流量。通常会被认为是商业项目的最低限度,但如果土木工程作品简单(因此不太花费),10千瓦系统仍然可以获得可接受的回报。5 kW系统通常不可行,但是兴趣显示数字,对于可以从非形福利(例如吸引访客或积极宣传)的网站可能有用。

最大功率输出(kW)
5. 10. 25. 50. One hundred.
头(m) 流需要(米3./秒)
2 0.340 0.680 1.699 3.398 6.796
5. 0.136 0.272 0.680 1.359 2.718
10. 0.068 0.136 0.340 0.680 1.359
50. 0.014 0.027 0.070 0.136 0.272
One hundred. 0.006 0.014 0.034 0.068 0.136

(总)水头范围所需的最小流量。

你在考虑水电项目吗?

国家授权正规彩票app可再生能源首先具有大量的水电顾问经验,并具有完整的项目能力,从初始化可行性研究到目前为止系统设计安装

开发任何水电站的第一步都是进行全面开发可行性研究

联系我们关于今天的可行性研究!

一旦完成,您将了解站点的潜力,并通过指导下一个步骤来开发您的项目。你可以在我们的网站上阅读更多关于水力发电的信息水电学习中心

使用GoFlo移动滤网,将人工清洗进水口滤网的次数降至最低,使水力发电系统的经济回报最大化,并保护鱼类和鳗鱼。了解更多在这里