Embed Size (px)
Citation preview
Цахилгаан тэжээлийн үндсэн ойлголт, цахилгаан тэжээлийн анхдагч
үүсгүүрүүдийн төрлүүд
Ус, салхи, нарны цахилгаан үүсгүүрүүд
Цахилгаан тэжээлийг дараахь дөрвөн хэлбэрээр гаргаж авна.
• Цахилгаан энергийн нэгдсэн сүлжээнээс хэрэгцээндээ тохируулан авах
• Цахилгаан энерги хадгалах төхөөрөмж болох батерей, аккумулятор зэргээс авах
• Цахилгаан механик систем болох генератор, хувьсах гүйдлийн генератораас тэжээл авах
• Нар, салхи, усны энергиэс цахилгаан тэжээл авах
Цахилгаан тэжээлийн анхдагч ба хоёрдогч үүсгүүр
Бүх төрлийн электрон төхөөрөмж зөвхөн тогтмол гүйдэл, хүчдэлтэй цахилгаан энергиэр ажилладаг. Тогтмол цахилгаан энергийг хоёр хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг.
1. Нар, салхи, ус, уур, химийн урвал, атомын задрал, дотоод шаталтын хөдөлгүүр, дулааны үйлчлэлээр тогтмол буюу хувьсах цахилгаан энергийг бие даасан хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг.
2. Төвлөрсөн тогтоцтой цахилгаан шугам сүлжээнээс хэрэглээндээ тохируулан ихэсгэх буюу бууруулах аргаар трансформатораар өөрчилж шулуутган тогтмол гүйдэл хүчдэл гаргаж авдаг.
Цахилгаан энергийг хэрэглээний хувьд анхдагч ба хоёрдогч гэж хуваадаг.
• Ус, уур, нар, салхи, химийн урвал, атомын задрал, шатахуунаар ажилладаг дотоод шаталтын хөдөлгүүрээс тогтох цахилгаан энерги үүсгэгчийг цахилгаан тэжээлийн анхдагч үүсгүүр /ЦТАҮ/гэж нэрэлнэ.
• Хувьсах цахилгаан энергийг тогтмол цахилгаан энерги болгон хувиргахад шулуутгах төхөөрөмж хэрэглэдэг ба ийм үүсгүүрийг цахилгаан тэжээлийн хоёрдогч үүсгүүр /ЦТХҮ/ гэж нэрлэдэг.
• Салхин үүсгүүрүүдийн цахилгаан станцууд, нарны зайн тэжээлийн паркууд нь олон газруудад ашиглагдсаар байгаа онцгой технологиуд юм.
• Усан доорх урсгалын турбинт хөдөлгүүр өнөөдрийн байдлаар эхлэл төдий байна.
• Нарны зай тэжээлүүд хэдийгээр өргөн хэрэглэгдэж байгаа ч гэсэн тэдгээрийн эрчим хүчинд оруулж буй хувь нэмэр нь салхи, усаар ажилладаг эх булгаас өчүүхэн.
• Салхин цахилгаан станцууд болон усан цахилгаан станцуудын ихэнх нь кинетик эрчим хүчийг цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргадаг.
• Жишээ нь салхин тээрмүүд, гол мөрөн дээрх УЦС. Далангууд дотор байрладаг өндөр даралттай цахилгаан станцууд нь усны потенциал эрчим хүчийг нөөцлүүр дотор кинетик эрчим хүч болгон хувиргадаг.
• Түлхэлтийн шинэ станцууд далайн усны хөдөлгөөнийг онгоцны сэнсийг эргүүлэгч агаарын урсгалыг буй болгохын тулд ашиглана. Одоохондоо туршилтын шатанд байгаа төхөөрөмжүүд цэнгэг болон давстай усны хослолоор буй болдог даралтаар ажилладаг.
• Давалгааны үүсгүүрүүд нь давалгааны босоо хэлбэлзлэлийг индукцийн зарчмын тусламжтайгаар үйлдвэрлэлд зориулсан эрчим хүч болгодог.
Геотермаль (Дэлхийн дотоод дулааны) эрчим хүч
• Геотермаль технологи нь Дэлхийн хэвлий дахь өндөр температураас эрчим хүчийг авдаг.
• Энэхүү арга нь усыг газар руу шахаж, дараа нь халуун хэлбэрээр буцааж авдаг.
• Өрөмдлөгийн цооногоор хүйтэн усыг газрын хэвлий рүү шахна халуун усыг шууд халаалтын журмаар юмуу цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
• Геотермаль эрчим хүч нь маш чухал сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийн нэг хэдий ч одоохондоо практик хэрэгжилт нь анхны шатандаа явагдаж байна.
Усан доорх урсгалын турбинт хөдөлгүүр
• Далайн урсгал 10-метрийн том сэлүүрийг эргүүлнэ. Усны нягтшилт сайны ачаар 2,5 м/с урсгал 350 кВт эрчим хүчийг цаг агаараас үл хамааран тасралтгүй үйлдвэрлэн гаргахад хангалттай.
Салхин үүсгүүр
Манай орон сэргээгдэх эрчим хүчний асар их нөөцтөй орнуудын нэг юм. Төв Азийн өндөрлөг энэ газар умардын салхи байнга салхилна.
Агаарын урсгалын кинетик энергийг цахилгаан энергид хувиргадаг төхөөрөмжийг салхин турбин гэнэ.
Салхин турбин нь хэдхэн зуухан Вт-аас хэдэн МВт хүртэл чадалтай байдаг. Агаарын урсгалыг салхин турбиныг ажиллуулахад ашигладаг.
Сүүлийн үед түгээмэл хэрэглэгдэж буй арилжааны турбинууд 0.3Квт–3 Mвт хүчин чадалтай байна.
Турбины үйлдвэрлэх эрчим хүч нь салхины хурдны куб зэрэгтэй шууд хамааралтай учир салхины хурд ихсэхэд гарган авах эрчим хүчний хэмжээ асар ихээр нэмэгдэнэ. Тийм учраас салхины хурд тогтмол, өндөр байдаг газрууд болон далайн эрэг, өндөр өргөгдсөн уулархаг бүс нутагт салхины эрчим хүчийг ашиглах нь тохиромжтой байдаг.
Салхин үүсгүүрийн ротор салхины нөлөөлөл дор эргэдэг. Ротор нь эргэдэг тэнхлэгтэй холбогдсон байдаг, харин төгсгөлд нь дамжуулагч утсаар тойруулан ороогдсон соронз бэхлэгдсэн байдаг. Хувьсгуур цахилгаан эрчим хүчийг хэрэгтэй хүчдэлд нь оруулдаг.
Салхин турбин
• Жилд дунджаар үйлдвэрлэх эрчим хүчийг “багтаамжийн фактор” (capacity factor) гэж нэрлэнэ. Салхин турбины багтаамжийн фактор нь 20-40% байна.
Жишээлбэл:
1 мегаватт хүчин чадал бүхий салхин турбины багтаамжийн фактор нь 35% гэвэл, уг турбин жилд 8760 МВт-цаг биш, зөвхөн
0.35x24x365 = 3066 MВт-цаг эрчим хүч үйлдвэрлэнэ.
• Дэлхийн хэмжээнд салхинаас гарган авч болохуйц эрчим хүчний хэмжээ дэлхийн одоогийн эрчим хүчний хэрэгцээнээс 5 дахин их байна. Гэвч салхины эрчим хүчний станцууд нь асар их хэмжээний талбай шаардана.
• Далайн эрэг орчмын салхины хурд нь эх газрынхаас ~90% их байдаг нь уг бүс ихээхэн ирээдүйтэйг харуулна. Салхины хурд мөн өндөр өргөгдсөн уулархаг нутагт их байна.
• Салхины эрчим хүч нь сэргээгдэх эрчим хүч бөгөөд үйлдэрлэх явцад нүүрстөрөгчийн давхар исэл, метан зэрэг хүлэмжийн хий ялгаруулдаггүй давуу талтай.
500-2000 ваттын салхин цахилгаан үүсгүүр
• Салхины хүч өөрчлөгдөх үед цахилгааны үүсгэх процесст өсөлт бууралт явагддаг. Тэр үед салхины даралтыг хянах систем нь стандарт хэмжээнээсээ салхины хүч нэмэгдэх болон буурах үед сэнсны далавчийг байрлалыг тохируулан өөрчилж, далавчны өнцгийн хэмжээг 90° хүртэл эргүүлж өгнө. Энэ аргаар бүх систем нь өөрийнхөө найдвартай үйл ажиллагааг хангаж чаддаг.
Нарны эрчим хүч
• Нарыг аварга том халуун цөмийн реактортой зүйрлэж болно.Түүн доторх атомын цөмүүд нь байнгын синтезд \задрал\ орж, нарны цацрагийн хэлбэрээр Дэлхийд хүрдэг асар их хэмжээний эрчим хүчийг үйлдвэрлэдэг.
• Нарны технологийн зорилго нь энэ их эрчим хүчийг хүмүүсийн хэрэгцээнд чиглүүлэхэд оршино. Хэрэв Нарны үйлдвэрлэдэг бүхий л эрчим хүчийг ашиглаж болдогсон бол дэлхий даяар үйлдвэрлэж байгаа эрчим хүчнээс 2500 дахин их эрчим хүч болно.
• Нар дэлхийн гадаргуугийн 1м.кв талбайд өвлийн цагт дунд өргөрөгт 80вт, зуны цагт 300вт энерги цацдаг. Хагас дамжуулагч фото элементээр хийсэн нарны батерей нарны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг.
• Фотоэлементийн 1см.кв талбай 18мА гүйдэл өгдөг. 1м.кв идэвхитэй талбайд нарны шууд тусгалтай үед 90вт орчим чадал үүсгэдэг. Цахиурт фото элемент маш бага /2 ом/дотоод эсэргүүцэлтэй.
• Нарны тэжээлтэй багаж төхөөрөмжүүдийг хүчин чадлаар нь ангилдаг. Тэдгээр нь хэдэн арван ватт (зогсоолуудын автомат мэтийн), хэд хэдэн киловатт (сууцны тогтолцоонууд мэтийн) болон хэд хэдэн мегаватт (нарны зайн “фермүүд”) ашиглаж болно.
• 1 м.кв нарны зай ойролцоогоор хурц нартай өдөр нэг цагийн дотор, үүлтэй өдөр 20 цагийн дотор 1 киловатт үйлдвэрлэдэг. Нэг хүн суудаг байшинг хангахын тулд 6-7 м.кв тийм зай шаардлагатай.
• Бидэнд хамгийн дөхөм нарны зай нь өөрийн мэдэрч авсан нарны гэрлийн 8-16% -ийг цахилгаан эрчим хүч болгон өөрчилдөг.
• Нарны технологийн хамгийн сайн тал нь түүний хямд өртөг болон ажиллагааны дэг юм. Нарны зайнуудын ажиллах хугацаа 20-30 жил байдаг.
• Ирээдүйд толь, өсгөдөг шил нь нарны зайн үр бүтээмжийг дээшлүүлэхэд гэрлийг төвлөрүүлэх замаар ашиглагдах болно.
