수력 발전소의 작동 원리. 계획, 설명

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수력 발전소의 작동 원리는 매우 간단합니다. 수력 발전소의 수력 기술 구조는 전기를 생성하는 발전기로 이어지는 수력 터빈의 블레이드에 들어가는 물의 필요한 흐름을 제공합니다.

수력 발전소의 작동 원리
그림 1. 유압 터빈 유형 중 하나의 계획

필요한 수압은 댐(댐형 수력 발전소의 경우) 또는 자연적인 물의 흐름(파생 수력 발전소)에 의해 형성됩니다. 경우에 따라 필요한 수압을 얻기 위해 댐과 파생물을 함께 사용합니다.

댐 HPP(그림 2). 이들은 키르기스스탄에서 가장 흔한 대형 수력 발전소 유형입니다. 수압은 강을 완전히 막고 수위를 필요한 높이까지 높이는 댐을 설치하여 생성됩니다. 이 경우 HPP 건물 자체는 댐 뒤의 아래쪽에 있습니다. 이 경우 물은 특수 압력 터널을 통해 터빈에 공급됩니다.
전환 HPP(그림 3). 이러한 발전소는 강의 경사가 있는 곳에 건설됩니다. 압력을 생성하는 데 필요한 양의 물은 특수 배수 시스템(수로, 가지, 도랑)을 통해 강 수로에서 전환됩니다. 그들의 경사는 평균 강 경사보다 훨씬 작습니다. 결과적으로 물은 일정 거리를 지나면 필요한 높이까지 올라가 압력 용기에 모입니다. 거기에서 압력 파이프라인을 통해 물이 터빈으로 들어가고 결과적으로 같은 강으로 다시 떨어집니다. 어떤 경우에는 전환 수로의 시작 부분에 댐과 작은 저수지가 만들어집니다.

수력 발전소의 작동 원리

쌀. 2. 수력발전댐형

수력 발전소의 작동 원리

쌀. 3. 전환형 수력발전소

모든 전력 장비는 HPP 건물에 직접 있습니다. 목적에 따라 고유한 구분이 있습니다. 수소 발생기는 엔진 룸에 위치하여 물 에너지를 전기 에너지로 직접 변환합니다. 수력 발전소, 변전소, 배전반 등의 작동을 위한 제어 및 모니터링 장치를 포함하는 전기 장비도 있습니다.

수력 발전소는 생성된 전력에 따라 구분됩니다.

강력한 - 30MW 이상에서 생산;
소형 HPP - 1MW에서 30MW;
미니 HPP - 100kW ~ 1MW;
마이크로 HPP - 5kW ~ 100kW;
피코 수력 발전소 - 최대 5kW.

수력 발전소의 동력은 사용되는 터빈과 발전기의 효율성(효율 계수)뿐만 아니라 물의 압력과 흐름에 따라 달라집니다. 자연적인 이유로 물 소비량은 계절에 따라 지속적으로 변하고 다른 여러 가지 이유로 수력 발전소의 전력에 대한 표현으로 순환 전력을 사용하는 것이 일반적입니다. 예를 들어, 수력 발전소의 작동에는 연간, 월간, 주간 또는 일일 주기가 있습니다.

물의 흐름과 압력에 따라 수력 발전소에는 다양한 유형의 터빈이 사용됩니다. 고압용 - 금속 나선형 챔버가 있는 버킷 및 방사형 축 터빈. 중압 HPP에서는 로터리 블레이드 및 방사형 축 터빈이 저압 로터리 블레이드 터빈에 철근 콘크리트 또는 강철 챔버에 설치됩니다. 모든 유형의 터빈 작동 원리는 동일합니다. 압력을 받는 물(수압)이 터빈 블레이드에 들어가 회전하기 시작합니다. 따라서 기계적 에너지는 전기를 생성하는 발전기로 전달됩니다. 터빈은 강철 또는 철근 콘크리트와 같은 일부 기술적 특성과 챔버가 다르며 다양한 수압에 맞게 설계되었습니다.

HPP는 목적에 따라 자물쇠, 물고기 통로, 관개에 사용되는 취수 시설 등과 같은 추가 구조를 포함할 수도 있습니다.

수력 발전소의 가치는 재생 가능한 천연 자원을 사용하여 전기를 생산한다는 사실에 있습니다. 수력 발전소는 추가 연료가 필요하지 않기 때문에 다른 유형의 발전소를 사용할 때보다 발전된 전기의 최종 비용이 훨씬 저렴합니다.

수력 발전소의 특징 (장단점)

(+) 수력 발전소의 전기 비용은 화력 발전소보다 XNUMX배 이상 낮습니다.
(+) HPP 터빈은 XNUMX에서 최대 전력까지 모든 모드에서 작동할 수 있으며 필요한 경우 전력 생성 조절기 역할을 하는 전력을 신속하게 변경할 수 있습니다.
(+) 강 유수는 재생 가능한 에너지 원입니다
(+) 다른 유형의 발전소보다 공기와 빙하에 미치는 영향이 훨씬 적습니다.
(-) 종종 효과적인 HPP는 소비자로부터 더 멀리 떨어져 있으며 값비싼 전력선(TL)을 구성해야 합니다.
(-) 저수지는 종종 넓은 지역을 차지합니다.
(-) 댐은 회유성 어류의 산란장으로 가는 길을 막음으로써 어업의 성격을 바꾸는 경우가 많지만, 저수지 자체의 어류 자원 증가와 양식업 시행을 선호하는 경우가 많습니다.

저자: Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A.

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그러나 훨씬 더 긴 주기를 가진 시계가 있습니다. 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)의 기사에서 캠브리지 연구원 그룹은 일부 면역 유전자의 연간 활동 주기에 대해 씁니다. John Todd(John Todd)의 실험실에서 얼마 동안 그들은 염증을 억제하는 ARNTL 유전자의 일상적인 활동에 참여했으며, 밝혀진 바와 같이 하루 중 다른 시간에 다른 방식으로 "활성화"됩니다. 적어도 쥐에서는. 동시에 연구자들은 BABYDIET이라는 국제 프로젝트에 참여했는데, 이 프로젝트의 목표는 식단에 특정 물질의 존재 여부가 생후 첫 해에 어린이의 발달에 어떤 영향을 미치는지 알아내는 것이었습니다. 이 프로젝트를 위해 오랜 시간 동안 여러 번 혈액 샘플을 채취하여 결국 계절에 따라 ARNTL 유전자의 활성도 변화하는지 확인하는 아이디어가 떠올랐다.

실제로 인간의 경우 ARNTL은 여름에 가장 활동적이었고 겨울에는 가장 활동적이지 않았습니다. 그 결과 유전자의 23%가 계절적 활동을 하는 것으로 밝혀졌고, 그 중 리듬 활동이 오래전부터 알려진 유전자와 아직 '시계태엽'에서 주목받지 못한 유전자가 있었다. (23%는 일반적으로 인간 유전자의 전체 집합을 의미하는 것이 아니라 일부만 의미한다는 점을 강조할 가치가 있습니다.) 그리고 염증성 유전자만 겨울, 즉 항염증성 ARNTL이 잠들 때 가장 활동적입니다.

결과는 다른 국가의 다른 대규모 임상 시험의 데이터와 비교되었습니다. 호주 주민들의 동일한 유전자가 다른 방향으로 작용한다는 것이 밝혀졌습니다. 이는 결국 남반구에서 북반구, 겨울 및 여름 변화 장소와 비교하여 이해할 수 있습니다. 반면에 아이슬란드 주민들 사이의 유전자 활동의 계절성은 무질서하고 불규칙했습니다. 아마도 극지방의 낮과 밤 때문일 것입니다. 그러나 아프리카 감비아에 사는 사람들에게 유전 활동의 연간 주기는 우기와 관련이 있습니다.

면역 유전자와 세포는 계절만 감지합니까? 지방 조직 생검을 분석한 결과(여기서 저자는 또 다른 독립적인 연구의 자료를 사용했습니다) 여기에서도 유전 활동의 계절적 변화가 있어 연간 시계가 다양한 조직과 기관에서 분명히 작동함을 보여주었습니다.

가을과 겨울에 염증 유전자의 활동이 증가하면 추운 계절을 좋아하는 병원체에 대한 예방 조치가 될 수 있습니다. 반면에 여기에서 감염의 공격은 일차적일 수 있고 면역 체계는 그것에만 반응하므로 결과는 일종의 리듬입니다. 어떤 설명이 맞고 어떤 설명이 올바르지 않습니다. 지금까지 우리는 계절성 질병이 분자 유전 장치의 계절적 재배열을 동반하며 일상적인 의료 행위에서 이를 고려해야 한다고 자신 있게 결론을 내릴 수 있습니다.

예를 들어, 심혈관 질환을 포함한 만성 질환의 정기적인 악화는 염증 유전자의 더 큰 활동의 결과일 수 있습니다. 염증은 혈관 상태에 나쁜 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 계절 감염에 대비한(또는 그러한 공격에 의해 유발되는) 면역계가 다른 장기에 해를 끼치는 것으로 밝혀졌다.

물론 계절에 따라 웰빙이 얼마나 좋아지고 나빠지는지는 자신의 경험을 통해 많은 사람들이 알고 있지만 적어도 지금은 이러한 불쾌한 계절성을 어떻게든 완화하기 위해 어떤 방향으로 노력해야 하는지는 분명하다. 우리의 생리학.

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