Hidroelektrik santralde elektrik nasıl üretilir? Hidroelektrik santralin işletiminin özellikleri. Hidrolik güç istasyonları

Hidroelektrik santral (HES)- su akış enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü bir dizi yapı ve ekipman. Hidroelektrik santraller genellikle nehirler üzerine baraj ve rezervuar inşa edilerek kurulur. Hidroelektrik santrallerinde verimli elektrik üretimi için iki ana faktör gereklidir: tüm yıl boyunca garantili su temini ve muhtemelen büyük nehir yamaçları. Kanyon benzeri arazi hidrolik inşaata elverişlidir.

Düz bir nehir üzerindeki hidroelektrik kompleksi şunları içerir: bir baraj, bir enerji santrali binası, dolusavaklar, navigasyon kapıları (kilitler), balık geçidi yapıları vb.

Çalışma prensibi. Hidroelektrik santralin çalışma prensibi oldukça basittir (Şekil D.1). Bir hidrolik yapı zinciri gerekli su basıncını sağlar ve güç ekipmanı, basınç altında hareket eden suyun enerjisini, elektrik üreten jeneratörleri çalıştıran türbin hareketinin mekanik enerjisine dönüştürür.

Şekil D.1 - Bir hidroelektrik santralinin şeması

Hidroelektrik santralin gücü suyun akışına ve basıncına göre belirlenir. Bir hidroelektrik santralinde, kural olarak, suyun doğal akışı olan bir baraj veya saptırma inşaatı yoluyla su basıncı üretilir. Bazı durumlarda gerekli su basıncını elde etmek için hem baraj hem de derivasyon birlikte kullanılır. Barajın önündeki su alanına memba, altında kalan bölgeye ise mansap adı verilir. Üst havuz (UWB) ile alt havuz (UNB) seviyeleri arasındaki fark N basıncını belirler. Üst havuz, suyun biriktirildiği ve gerektiğinde elektrik üretmek için kullanılan bir rezervuar oluşturur.

Tüm güç ekipmanları doğrudan hidroelektrik santral binasının içinde bulunmaktadır. Amaca bağlı olarak kendine özel bir bölümü vardır. Makine dairesinde su akış enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren hidrolik üniteler bulunmaktadır. Ayrıca hidroelektrik santrallerin, trafo merkezinin, şalt cihazlarının ve çok daha fazlasının işletilmesi için her türlü ek ekipman, kontrol ve izleme cihazı bulunmaktadır.

Hidroelektrik santrallerin sınıflandırılması . Hidroelektrik santralleri aşağıdakilere bağlı olarak bölünmüştür:

1) üretilen güç:

güçlü - 25 MW ve üzeri üretim;

orta - 25 MW'a kadar;

küçük hidroelektrik santraller - 5 MW'a kadar.

2) su basıncının maksimum kullanımı:

yüksek basınç - 60 m'den fazla;

orta basınç - 25 m'den itibaren;

düşük basınç - 3 ila 25 m arası.

3) doğal kaynakların kullanılması ilkesi ve buna göre ortaya çıkan su konsantrasyonu:

Nehir ve baraj hidroelektrik santralleri. Bunlar en yaygın hidroelektrik santral türleridir. İçlerindeki su basıncı, nehri tamamen tıkayan veya içindeki su seviyesini gerekli seviyeye yükselten bir baraj kurularak oluşturulur. Aynı zamanda nehir vadisinde bir miktar su baskını yaşanması kaçınılmazdır. Bu tür hidroelektrik santraller, yüksek su seviyesine sahip düz nehirlerin yanı sıra nehir yatağının daha dar ve sıkıştırılmış olduğu dağ nehirleri üzerine de inşa edilmektedir.

Baraj hidroelektrik santralleri. Daha yüksek su basınçlarında inşa edilirler. Bu durumda nehir bir baraj tarafından tamamen kapatılır ve hidroelektrik santral binasının kendisi alt kısmında barajın arkasında yer alır. Bu durumda su, nehir tipi hidroelektrik santrallerinde olduğu gibi doğrudan değil, özel basınçlı tüneller aracılığıyla türbinlere sağlanır.

Derivasyon hidroelektrik santralleri. Bu tür santraller nehir eğiminin yüksek olduğu yerlere kurulur. Bu tip bir hidroelektrik santralde gerekli su konsantrasyonu yönlendirme yoluyla oluşturulur. Su, özel drenaj sistemleriyle nehir yatağından uzaklaştırılır. İkincisi düzleştirilmiştir ve eğimleri nehrin ortalama eğiminden önemli ölçüde daha azdır. Bunun sonucunda hidroelektrik santral binasına doğrudan su verilmektedir. Derivasyon hidroelektrik santralleri farklı tiplerde olabilir - serbest akışlı veya basınç yönlendirmeli. Basınç sapması durumunda, su boru hattı büyük bir uzunlamasına eğimle döşenir. Başka bir durumda, yönlendirmenin başlangıcında nehir üzerinde daha yüksek bir baraj oluşturulur ve bir rezervuar oluşturulur - bu şemaya aynı zamanda karışık yönlendirme de denir, çünkü gerekli su konsantrasyonunu oluşturmanın her iki yöntemi de kullanılır.

Pompaj depolamalı enerji santralleri. Bu tür pompalı depolamalı enerji santralleri, üretilen elektriği biriktirip, pik yük zamanlarında kullanıma sunma kapasitesine sahiptir. Bu tür santrallerin çalışma prensibi şu şekildedir: Pompaj depolamalı santral üniteleri belirli periyotlarda (pik yük değil) harici enerji kaynaklarından pompa görevi görerek özel donanımlı üst havuzlara su pompalar. Talep oluştuğunda onlardan gelen su, basınçlı boru hattına girer ve türbinleri çalıştırır.

Türbin. Hidroelektrik santrallerde su basıncına bağlı olarak farklı tipte türbinler kullanılmaktadır. Yüksek basınç için - metal spiral hazneli kovalı ve radyal eksenel türbinler. Orta basınçlı hidroelektrik santrallerinde, döner kanatlı ve radyal eksenel türbinler kurulur, düşük basınçlı hidroelektrik santrallerinde, betonarme odalara döner kanatlı türbinler kurulur. Tüm türbin türlerinin çalışma prensibi benzerdir - basınç altındaki su (su basıncı), dönmeye başlayan türbin kanatlarına girer. Böylece mekanik enerji, elektrik üreten bir hidrojeneratöre aktarılır. Türbinler bazı teknik özelliklerin yanı sıra çelik veya betonarme odalar bakımından da farklılık gösterir ve farklı su basınçları için tasarlanmıştır.

Hidrolik ünitenin ürettiği güç, basınç H ve su akışı Q ile orantılıdır:

Türbinler ve jeneratörler doğrudan barajın içine veya yakınına kurulabilir. Bazı durumlarda, basınçlı suyun baraj seviyesinin altına veya bir hidroelektrik santralin su alma ünitesine beslendiği bir boru hattı kullanılır.

Baraj . Baraj, su seviyesini yükseltmek için bir su yolunu veya rezervuarı tıkayan hidrolik bir yapıdır. Aynı zamanda yapının bulunduğu yerde basıncın yoğunlaştırılmasına ve bir rezervuar oluşturulmasına da hizmet eder.

Barajlar tasarıma bağlı olarak farklılık gösterebilir ve yerçekimi, kemer vb. olarak ayrılır. Yerçekimi barajları taş veya beton bariyerlere benzer. Bu tip yapılar ağırlıkları nedeniyle suyun akışını engeller. Kemerli olanlar özel tasarım sayesinde görevlerini yerine getirirler. Barajların başarılı bir şekilde işletilmesi üç göstergeye bağlıdır: yapının dikey elemanlarının direnci, kıyı ayaklarına oturan kemerli yapının kütlesi ve özellikleri. Baraj inşa ederken bazı dış faktörlerin etkisini hesaba katmak gerekir. Bunlar, görünümü su, rüzgar, dalga etkileri ve sıcaklık değişimlerinin etkisinden kaynaklanan kesme kuvvetleridir. Yukarıdaki faktörlerin inşaatçılar tarafından ihmal edilmesi barajın tahrip olmasına yol açabilir. Bu nedenle kesme kuvvetlerinin olumsuz etkilerini önlemek için bazı hesaplamalar yapılmaktadır.

Atık . Atık üretiminin kaynakları hidroelektrik santralin binaları ve yapıları, istasyonun bölümlerinin faaliyetleri ve diğer ekonomik faaliyetlerin sağlanmasına yönelik ilgili faaliyetlerdir. Kural olarak, istasyonların topraklarında onarım ve destek çalışmaları yürüten yan kuruluşlar da bulunmaktadır.

Ana atıklar (4-5 tehlike sınıfı) mekanik ve biyolojik atıksu arıtımı sırasında oluşan atıklar (çamur), tekstil, inşaat ve diğer atıklar, heterojen kağıt ve karton atıkları, cam, asfalt betonu veya asfalt beton karışımı, betonarme, yanı sıra kırık inşaat tuğlaları ve betonarme ürünler, talaş ve ahşap artıkları, enerji santrallerinin koruyucu ızgaralarından kaynaklanan atıklar vb. Bu sınıflardaki atıklarla başa çıkmanın ana yolu, bunları bertaraf edilmek üzere diğer kuruluşlara aktarmaktır.

Tehlike sınıfı 1 ve 2'nin atıkları (cıva lambaları, son kullanma tarihi geçmiş ve enerji tasarruflu olanlarla değiştirilen floresan cıva içeren tüpler) imha edilmek üzere uzman kuruluşlara aktarılır.

Hidroelektrik santralin çalışma prensibi oldukça basittir. Bir hidroelektrik santralin hidrolik yapıları, hidrolik türbinin kanatlarına giren ve elektrik üreten bir jeneratöre giden gerekli su akışını sağlar.

Şekil 1. Hidrolik türbin türlerinden birinin şeması

Gerekli su basıncı bir baraj (baraj tipi hidroelektrik santral durumunda) veya saptırma - suyun doğal akışı (saptırma hidroelektrik santralleri) tarafından üretilir. Bazı durumlarda gerekli su basıncını elde etmek için hem baraj hem de derivasyon birlikte kullanılır:

• baraj hidroelektrik santralleri (Şekil 2). Bunlar Kırgızistan'daki en yaygın büyük hidroelektrik santral türleridir. İçlerindeki su basıncı, nehri tamamen kapatan ve içindeki su seviyesini gerekli yüksekliğe çıkaran bir baraj kurularak oluşturulur. Bu durumda hidroelektrik santral binasının kendisi barajın arkasında, alt kısmında yer almaktadır. Bu durumda su, özel basınçlı tüneller vasıtasıyla türbinlere sağlanır.
• derivasyon hidroelektrik santralleri (Şekil 3). Bu tür santraller nehir yamacının olduğu yerlere kurulur. Basınç oluşturacak miktardaki su, özel drenaj sistemleri (kanallar, dallar, hendekler) vasıtasıyla nehir yatağından uzaklaştırılır. Eğimleri nehrin ortalama eğiminden önemli ölçüde daha azdır. Bunun sonucunda su belli bir mesafe sonra gerekli yüksekliğe çıkar ve bir basınç havuzunda toplanır. Su, buradan basınçlı bir boru hattı aracılığıyla türbine giriyor ve sonunda tekrar aynı nehre karışıyor. Bazı durumlarda derivasyon kanalının başlangıcında bir baraj ve küçük bir rezervuar oluşturulur.

Pirinç. 2. Baraj tipi hidroelektrik santral

Pirinç. 3. Derivasyon tipi hidroelektrik santral

Tüm güç ekipmanları doğrudan hidroelektrik santral binasının içinde bulunmaktadır. Amaca bağlı olarak kendine özel bir bölümü vardır. Hidrojeneratörler türbin odasında bulunur ve su enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür. Hidroelektrik santrallerin, trafo istasyonunun, şalt cihazlarının ve çok daha fazlasının çalışması için kontrol ve izleme cihazlarını içeren elektrikli ekipman da bulunmaktadır.

Hidroelektrik santraller üretilen güce bağlı olarak bölünmüştür:

• güçlü - 30 MW ve üzeri üretim;
• küçük hidroelektrik santraller - 1 MW'tan 30 MW'a kadar;
• mini hidroelektrik santral - 100 kW'tan 1 MW'a;
• mikro hidroelektrik santral - 5 kW'tan 100 kW'a kadar;
• pico hidroelektrik santrali - 5 kW'a kadar.

Bir hidroelektrik santralin gücü, suyun basıncına ve akışına ve ayrıca kullanılan türbin ve jeneratörlerin verimliliğine (verimlilik katsayısına) bağlıdır. Doğal nedenlerden dolayı su akışının mevsime bağlı olarak ve bir dizi başka nedenden dolayı sürekli değişmesi nedeniyle, döngüsel gücü bir hidroelektrik santralinin gücünün bir ifadesi olarak almak gelenekseldir. Örneğin bir hidroelektrik santralin yıllık, aylık, haftalık veya günlük çalışma döngüleri vardır.

Hidroelektrik santrallerde suyun debisine ve basıncına bağlı olarak farklı tipte türbinler kullanılmaktadır. Yüksek basınç için - metal spiral hazneli kovalı ve radyal eksenel türbinler. Orta basınçlı hidroelektrik santrallerinde, döner kanatlı ve radyal eksenel türbinler kurulur, düşük basınçlı hidroelektrik santrallerinde, betonarme veya çelik odalara döner kanatlı türbinler kurulur. Tüm türbin türlerinin çalışma prensibi aynıdır - basınç altındaki su (su basıncı), dönmeye başlayan türbin kanatlarına girer. Böylece mekanik enerji, elektrik üreten jeneratöre aktarılır. Türbinler bazı teknik özelliklerin yanı sıra çelik veya betonarme odalar bakımından da farklılık gösterir ve farklı su basınçları için tasarlanmıştır.

Hidroelektrik santraller, amaçlarına bağlı olarak kilitler, balık geçitleri, sulama için kullanılan su alma yapıları ve daha birçok ek yapıyı da içerebilir.

Hidroelektrik santrallerin değeri, elektrik enerjisi üretmek için yenilenebilir doğal kaynakları kullanmalarından kaynaklanmaktadır. Hidroelektrik santrallerde ek yakıta ihtiyaç duyulmaması nedeniyle üretilen elektriğin nihai maliyeti diğer santral türlerine göre önemli ölçüde daha düşüktür.

Hidroelektrik santrallerin özellikleri (artıları ve eksileri)

• (+) Hidroelektrik santrallerinde elektriğin maliyeti termik santrallere göre iki kattan daha düşüktür.
• (+) hidroelektrik türbinler, sıfırdan maksimum güce kadar tüm modlarda çalışmaya olanak tanır ve elektrik üretiminin düzenleyicisi olarak görev yaparak gerekirse gücü hızlı bir şekilde değiştirmenize olanak tanır.
• (+) nehir akışı yenilenebilir bir enerji kaynağıdır
• (+) diğer enerji santrali türlerine göre havaya ve buzullara önemli ölçüde daha az etki.
• (-) genellikle verimli hidroelektrik santraller tüketicilere daha uzaktır ve pahalı enerji nakil hatlarının (PTL) inşasını gerektirir.
• (-) Rezervuarlar genellikle geniş alanlar kaplar.
• (-) barajlar, göçmen balıkların yumurtlama alanlarına giden yolu tıkadıkları için balıkçılığın doğasını sıklıkla değiştirir, ancak çoğu zaman rezervuardaki balık stoklarının artmasına ve balık çiftçiliğinin uygulanmasına olanak tanır.

İnsanlar uzun zamandır değirmenlerin, takım tezgahlarının ve kereste fabrikalarının pervanelerini döndürmek için su enerjisini kullanmayı öğrendiler. Ancak yavaş yavaş insanların kullandığı toplam enerji miktarında hidroelektrik enerjinin payı azaldı. Bunun nedeni, su enerjisini uzun mesafelere aktarma yeteneğinin sınırlı olmasıdır. Suyla çalışan elektrik türbininin ortaya çıkışıyla birlikte hidroelektrik yeni umutlar doğurdu.

Hidroelektrik santral, kullanımı su enerjisini elektriğe dönüştürmeyi mümkün kılan çeşitli yapı ve ekipmanlardan oluşan bir komplekstir. Hidrolik yapılar gerekli su akışı konsantrasyonunu sağlar ve uygun ekipman kullanılarak ileri işlemler gerçekleştirilir.

Hidroelektrik santraller nehirler üzerine baraj ve rezervuarlar inşa edilerek kurulur. İstasyonun verimliliği açısından yer seçimi büyük önem taşıyor. İki faktör gereklidir: yıl boyunca garantili su temini ve nehrin mümkün olan en büyük eğimi. Hidroelektrik santraller baraj (baraj inşaatı ile gerekli nehir seviyesi sağlanır) ve derivasyon (su, nehir yatağından büyük seviye farkı olan bir yere yönlendirilir) olarak ikiye ayrılır.

İstasyon yapılarının konumu da farklılık gösterebilir. Örneğin, bir istasyon binası su basıncı yapısının bir parçası olabilir (nehir akışındaki istasyonlar olarak adlandırılır) veya bir barajın arkasında yer alabilir (baraj tarafı istasyonları).

Hidroelektrik santralin tanımı

Hidroelektrik santral (HES), enerji kaynağı olarak su akışının enerjisini kullanan bir enerji santralidir. Hidroelektrik santraller genellikle nehirler üzerine baraj ve rezervuar inşa edilerek kurulur.

Bir hidroelektrik santralinde verimli elektrik üretimi için iki ana faktör gereklidir: tüm yıl boyunca garantili su temini ve muhtemelen nehrin büyük eğimleri; kanyon benzeri arazi türleri hidrolik inşaat için uygundur.

Teknolojiler

Hidroelektrik santrallerin işletimi, düşen suyun kinetik enerjisinin kullanılmasına dayanmaktadır. Bu enerjiyi dönüştürmek için bir türbin ve jeneratör kullanılır. Bu cihazlar önce mekanik enerji, ardından da elektrik üretiyor. Türbinler ve jeneratörler doğrudan barajın içine veya yakınına kurulabilir. Bazı durumlarda, basınçlı suyun baraj seviyesinin altına veya bir hidroelektrik santralin su alma ünitesine beslendiği bir boru hattı kullanılır.

Hidroelektrik santrallerin gücünün göstergeleri iki değişkendir: metreküp cinsinden ölçülen su akışı ve hidrostatik yük. Son gösterge ise su düşüşünün başlangıç ​​ve bitiş noktaları arasındaki yükseklik farkıdır. Tesis tasarımı bu göstergelerin birine veya her ikisine dayanabilir.

Hidroelektrik enerji üretimine yönelik modern teknolojiler oldukça yüksek verim elde edilmesini mümkün kılmaktadır. Bazen konvansiyonel termik santrallerin iki katı kadar olabiliyor. Bu verimlilik birçok yönden hidroelektrik santrallerin ekipmanlarının özellikleriyle sağlanmaktadır. Oldukça güvenilir ve kullanımı kolaydır.

Ayrıca kullanılan tüm ekipmanların bir başka önemli avantajı daha vardır. Üretim sürecinde ısı eksikliğinden dolayı uzun bir servis ömrüne sahiptir. Ve gerçekten de ekipmanı sık sık değiştirmeye gerek yoktur; arızalar son derece nadirdir. Enerji santrallerinin minimum hizmet ömrü yaklaşık elli yıldır. Ve eski Sovyetler Birliği'nin geniş alanlarında, geçen yüzyılın yirmili veya otuzlu yıllarında inşa edilen istasyonlar başarıyla çalışıyor. Hidroelektrik santraller merkezi bir merkez üzerinden kontrol edilir ve bunun sonucunda çoğu durumda az sayıda personel bulunur.

Plan:

giriiş

• 1 Özellikler
• 2 Çalışma prensibi
• 3 Dünyadaki hidroelektrik
  • 3.1 Dünyanın en büyük hidroelektrik santralleri
• 4 Rusya'nın hidroelektrik santralleri
  • 4.1 Rusya'nın en büyük hidroelektrik santralleri
  • 4.2 Rusya'daki diğer hidroelektrik santraller
  • 4.3 Rusya'da hidrolik mühendisliğinin gelişiminin arka planı
• 5 Faydası
• 6 Dezavantajları
• 7 Büyük kazalar ve olaylar
Notlar

giriiş

Üretim açısından en büyük Rus hidroelektrik santrallerinden biri Bratskaya'dır.

El Salvador'daki Serron Grande Barajı, baraj gövdesinin gücünü artırmak için içbükeydir

Hidroelektrik santral (HES)- enerji kaynağı olarak su akışının enerjisini kullanan bir enerji santrali. Hidroelektrik santraller genellikle nehirler üzerine baraj ve rezervuar inşa edilerek kurulur.

Bir hidroelektrik santralinde verimli elektrik üretimi için iki ana faktör gereklidir: tüm yıl boyunca garantili su temini ve muhtemelen nehrin büyük eğimleri; kanyon benzeri arazi türleri hidrolik inşaat için uygundur.

1. Özellikler

• Rus hidroelektrik santrallerinde elektriğin maliyeti termik santrallere göre iki kat daha düşük.
• Hidroelektrik türbinler, sıfırdan maksimum güce kadar tüm modlarda çalışmaya izin verir ve elektrik üretiminin düzenleyicisi olarak görev yaparak gerekirse gücü hızlı bir şekilde değiştirmenize olanak tanır.
• Nehrin akışı yenilenebilir bir enerji kaynağıdır.
• Hidroelektrik santralinin çevreye zararlı bir etkisi bulunmamaktadır.
• Hidroelektrik santrallerin inşası genellikle termik santrallere göre daha fazla sermaye yoğundur.
• Çoğu zaman verimli hidroelektrik santraller tüketicilere termik santrallere göre daha uzaktır.
• Rezervuarlar genellikle geniş alanları kaplar, ancak yaklaşık 1963'ten beri rezervuarın alanını sınırlayan ve sonuç olarak su basmış yüzeyin alanını sınırlayan koruyucu yapılar (Kiev Hidroelektrik Santrali) kullanılmaya başlandı ( tarlalar, çayırlar, köyler).
• Barajlar genellikle balıkçılığın doğasını değiştirir çünkü göçmen balıkların yumurtlama alanlarına geçişini engeller, ancak çoğu zaman rezervuardaki balık stoklarının artmasına ve balık çiftçiliğinin uygulanmasına da katkıda bulunurlar.
• Hidroelektrik enerji rezervuarları bir yandan navigasyonu iyileştirirken diğer yandan gemileri bir havuzdan diğerine aktarmak için kilitlerin kullanılmasını gerektirir.
• Rezervuarlar iklimi daha ılıman hale getirir.

2. Çalışma prensibi

Hidroelektrik baraj diyagramı

Hidroelektrik santralin çalışma prensibi oldukça basittir. Bir hidrolik yapı zinciri, elektrik üreten jeneratörleri çalıştıran hidrolik türbinin kanatlarına akan suyun gerekli basıncını sağlar.

Gerekli su basıncı, bir barajın inşası ve nehrin belirli bir yerde yoğunlaşması veya suyun doğal akışının yönlendirilmesi sonucunda oluşturulur. Bazı durumlarda gerekli su basıncını elde etmek için hem baraj hem de derivasyon birlikte kullanılır.

Tüm güç ekipmanları doğrudan hidroelektrik santral binasının içinde bulunmaktadır. Amaca bağlı olarak kendine özel bir bölümü vardır. Makine dairesinde su akış enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren hidrolik üniteler bulunmaktadır. Ayrıca hidroelektrik santrallerin, trafo merkezinin, şalt cihazlarının ve çok daha fazlasının işletilmesi için her türlü ek ekipman, kontrol ve izleme cihazı bulunmaktadır.

Hidroelektrik santraller aşağıdakilere göre bölünmüştür: üretilen güç:

• güçlü - 25 MW ve üzeri üretim;
• orta - 25 MW'a kadar;
• küçük hidroelektrik santraller - 5 MW'a kadar.

Bir hidroelektrik santralin gücü, suyun basıncına ve akışına olduğu kadar, kullanılan türbin ve jeneratörlerin verimliliğine de bağlıdır. Doğa yasalarına göre su seviyesinin mevsime bağlı olarak ve bir dizi başka nedenden dolayı sürekli değişmesi nedeniyle, döngüsel gücü bir hidroelektrik santralinin gücünün bir ifadesi olarak almak gelenekseldir. . Örneğin bir hidroelektrik santralin yıllık, aylık, haftalık veya günlük çalışma döngüleri vardır.

Çin'in dağlık bölgelerine özgü küçük bir hidroelektrik santral (Houzibao hidroelektrik santrali, Xingshan İlçesi, Yichang Bölgesi, Hubei Eyaleti). Su dağdan siyah bir boru hattıyla geliyor

Hidroelektrik santraller de maksimum kullanıma göre ayrılmaktadır. su basıncı:

• yüksek basınç - 60 m'den fazla;
• orta basınç - 25 m'den itibaren;
• düşük basınç - 3 ila 25 m arası.

Hidroelektrik santrallerde su basıncına bağlı olarak farklı tipte türbinler kullanılmaktadır. Yüksek basınç için - metal spiral hazneli kovalı ve radyal eksenel türbinler. Orta basınçlı hidroelektrik santrallerinde, döner kanatlı ve radyal eksenel türbinler kurulur, düşük basınçlı hidroelektrik santrallerinde, betonarme odalara döner kanatlı türbinler kurulur. Tüm türbin türlerinin çalışma prensibi benzerdir - basınç altındaki su (su basıncı), dönmeye başlayan türbin kanatlarına girer. Böylece mekanik enerji, elektrik üreten bir hidrojeneratöre aktarılır. Türbinler bazı teknik özelliklerin yanı sıra çelik veya betonarme odalar bakımından da farklılık gösterir ve farklı su basınçları için tasarlanmıştır.

Hidroelektrik santraller de aşağıdakilere göre bölünmüştür: prensip doğal kaynakların kullanımı ve buna bağlı olarak ortaya çıkan su konsantrasyonu. Aşağıdaki hidroelektrik santralleri burada ayırt edilebilir:

• nehir tipi ve baraj hidroelektrik santralleri. Bunlar en yaygın hidroelektrik santral türleridir. İçlerindeki su basıncı, nehri tamamen tıkayan veya içindeki su seviyesini gerekli seviyeye yükselten bir baraj kurularak oluşturulur. Bu tür hidroelektrik santraller, yüksek su seviyesine sahip düz nehirlerin yanı sıra nehir yatağının daha dar ve sıkıştırılmış olduğu dağ nehirleri üzerine de inşa edilmektedir.
• Baraj hidroelektrik santralleri. Daha yüksek su basınçlarında inşa edilirler. Bu durumda nehir bir baraj tarafından tamamen kapatılır ve hidroelektrik santral binasının kendisi alt kısmında barajın arkasında yer alır. Bu durumda su, nehir tipi hidroelektrik santrallerinde olduğu gibi doğrudan değil, özel basınçlı tüneller aracılığıyla türbinlere sağlanır.
• derivasyon hidroelektrik santralleri. Bu tür santraller nehir eğiminin yüksek olduğu yerlere kurulur. Bu tip bir hidroelektrik santralde gerekli su konsantrasyonu yönlendirme yoluyla oluşturulur. Su, özel drenaj sistemleriyle nehir yatağından uzaklaştırılır. İkincisi düzleştirilmiştir ve eğimleri nehrin ortalama eğiminden önemli ölçüde daha azdır. Bunun sonucunda hidroelektrik santral binasına doğrudan su verilmektedir. Derivasyon hidroelektrik santralleri farklı tiplerde olabilir - serbest akışlı veya basınç yönlendirmeli. Basınç sapması durumunda, su boru hattı büyük bir uzunlamasına eğimle döşenir. Başka bir durumda, yönlendirmenin başlangıcında nehir üzerinde daha yüksek bir baraj oluşturulur ve bir rezervuar oluşturulur - bu şemaya aynı zamanda karışık yönlendirme de denir, çünkü gerekli su konsantrasyonunu oluşturmanın her iki yöntemi de kullanılır.
• pompalı depolamalı enerji santralleri. Bu tür pompalı depolamalı enerji santralleri, üretilen elektriği biriktirip, pik yük zamanlarında kullanıma sunma kapasitesine sahiptir. Bu tür santrallerin çalışma prensibi şu şekildedir: Pompaj depolamalı santral üniteleri belirli periyotlarda (pik yük değil) harici enerji kaynaklarından pompa görevi görerek özel donanımlı üst havuzlara su pompalar. Talep oluştuğunda onlardan gelen su, basınçlı boru hattına girer ve türbinleri çalıştırır.

Hidroelektrik santraller, amaçlarına bağlı olarak, bir rezervuarda gezinmeyi kolaylaştıran kilitler veya gemi asansörleri, balık geçitleri, sulama için kullanılan su alma yapıları ve çok daha fazlasını gibi ek yapıları da içerebilir.

Hidroelektrik santralin değeri, elektrik enerjisi üretmek için yenilenebilir doğal kaynakları kullanmasıdır. Hidroelektrik santrallerde ek yakıta ihtiyaç duyulmaması nedeniyle üretilen elektriğin nihai maliyeti diğer santral türlerine göre önemli ölçüde daha düşüktür.

3. Dünyada hidroelektrik

2006 yılı itibarıyla hidroelektrik, dünyadaki yenilenebilir enerjinin %88'ine, tüm elektriğin ise %20'sine kadar üretimini sağlamakta olup, kurulu hidroelektrik kapasitesi 777 GW'a ulaşmaktadır.

Kişi başına hidroelektrik üretiminde İzlanda mutlak liderdir. Bunun yanında bu rakamın en yüksek olduğu ülkeler Norveç (hidroelektrik santrallerin toplam üretimdeki payı %98), Kanada ve İsveç'tir. Paraguay'da üretilen enerjinin %100'ü hidroelektrik santrallerden sağlanmaktadır.

2000'li yılların başında en aktif hidrolik inşaat, hidroelektrik enerjinin ana potansiyel enerji kaynağı olduğu Çin tarafından gerçekleştirildi. Bu ülke, dünyanın küçük hidroelektrik santrallerinin yarısına, aynı zamanda dünyanın en büyük hidroelektrik santraline, Yangtze Nehri üzerindeki Three Gorges'e ve inşaat halindeki en büyük hidroelektrik santral kademesine ev sahipliği yapıyor. Daha da büyük bir hidroelektrik santral olan 39 GW kapasiteli Grand Inga'nın, uluslararası bir konsorsiyum tarafından Kongo Demokratik Cumhuriyeti'ndeki (eski adıyla Zaire) Kongo Nehri üzerinde inşa edilmesi planlanıyor.

2008 yılı itibariyle, mutlak anlamda en büyük hidroelektrik üreticileri (pompa depolamalı enerji santrallerinde işleme dahil) aşağıdaki ülkelerdir:

3.1. Dünyanın en büyük hidroelektrik santralleri

4. Rusya'nın hidroelektrik santralleri

2009 yılı itibarıyla Rusya'da 1000 MW'ın üzerinde kapasiteye sahip 15 hidroelektrik santrali (faal durumda, inşaat halinde veya dondurulmuş inşaat halinde) ve yüzden fazla daha küçük kapasiteli hidroelektrik santrali bulunmaktadır.

4.1. Rusya'nın en büyük hidroelektrik santralleri

Notlar:

1. 1 2 Kazadan sonra restore edilen (2009), kaza öncesi değeri parantez içinde belirtilmiştir.
2. Yapım aşamasındaki nesneler.
3. 1 2 3 4 Rezervuarın tasarım aşamasında kapasite ve üretim; Şu anda, parantez içinde gösterilen gerçek güç ve çıkış önemli ölçüde daha düşüktür.

4.2. Rusya'daki diğer hidroelektrik santraller

4.3. Rusya'da hidrolik mühendisliğinin gelişiminin arka planı

Hidroelektrik santral inşaatının ilk aşaması:

Sovyet enerji gelişimi döneminde, 22 Aralık 1920'de onaylanan, ülkenin elektrifikasyonuna yönelik birleşik ulusal ekonomik planın (GOELRO) özel rolüne vurgu yapıldı. Bu gün SSCB'de profesyonel bir tatil ilan edildi - Enerji Mühendisleri Günü. Planın hidroelektrikle ilgili bölümüne “Elektrifikasyon ve Su Enerjisi” adı verildi. Hidroelektrik santrallerinin, özellikle elektrik üretimi, navigasyon koşullarının iyileştirilmesi veya arazi ıslahı gibi karmaşık kullanım durumunda ekonomik açıdan karlı olabileceğini gösterdi. 10-15 yıl içinde ülkede, Rusya'nın Avrupa kısmı da dahil olmak üzere toplam 21.254 bin beygir gücü (yaklaşık 15 milyon kW) kapasiteli - 7.394 kapasiteli bir hidroelektrik santral inşa etmenin mümkün olacağı varsayıldı. , Türkistan'da - 3.020, Sibirya'da - 10.840 bin hp Önümüzdeki 10 yıl içinde 950 bin kW kapasiteli bir hidroelektrik santral inşa edilmesi planlanmış, ancak daha sonra ilk etapların toplam işletme kapasitesi 535 bin kW olan 10 hidroelektrik santralinin inşa edilmesi planlanmıştır.

Bir yıl önce olmasına rağmen, 1919'da Çalışma ve Savunma Konseyi, Volkhov ve Svir hidroelektrik santrallerinin inşasını savunma açısından önemli nesneler olarak tanıdı. Aynı yıl GOELRO planına göre inşa edilen hidroelektrik santrallerden ilki olan Volkhov hidroelektrik santralinin inşaatı için hazırlıklara başlandı.

Bununla birlikte, Volkhov hidroelektrik santralinin inşaatına başlamadan önce bile Rusya, endüstriyel hidrolik inşaat alanında, özellikle özel şirketler ve imtiyazlar aracılığıyla oldukça zengin bir deneyime sahipti. Rusya'da 19. yüzyılın son on yılında ve yirminci yüzyılın ilk 20 yılında inşa edilen bu hidroelektrik santraller hakkındaki bilgiler oldukça parçalı, çelişkili ve özel tarihsel araştırma gerektiriyor.

Rusya'daki ilk hidroelektrik santralinin, 1892 yılında Berezovka Nehri (Bukhtarma Nehri'nin bir kolu) üzerinde Rudny Altay'da inşa edilen Berezovskaya (Zyryanovskaya) hidroelektrik santrali olduğu en güvenilir olarak kabul ediliyor. Toplam gücü 200 kW olan dört türbindi ve Zyryanovsky madeninden maden drenajı için elektrik sağlaması amaçlanmıştı.

1896 yılında Irkutsk eyaletinde Nygri Nehri (Vacha Nehri'nin bir kolu) üzerinde ortaya çıkan Nygri hidroelektrik santrali de ilk olduğunu iddia ediyor. İstasyonun güç ekipmanı, her biri 100 kW gücünde üç dinamoyu döndüren ortak yatay şaftlı iki türbinden oluşuyordu. Birincil voltaj, dört adet üç fazlı akım transformatörü tarafından 10 kV'a kadar dönüştürüldü ve iki yüksek voltaj hattı üzerinden komşu madenlere iletildi. Bunlar Rusya'daki ilk yüksek gerilim elektrik hatlarıydı. Bir hat (9 km uzunluğunda) çopraların arasından Negadanny madenine, diğeri (14 km) - Nygri vadisinden yukarı, o yıllarda Ivanovsky madeninin faaliyet gösterdiği Sukhoi Log kaynağının ağzına kadar döşendi. Madenlerde voltaj 220 V'a dönüştürüldü. Nygrinskaya hidroelektrik istasyonundan gelen elektrik sayesinde madenlere elektrikli asansörler kuruldu. Ayrıca atık kayaların uzaklaştırılmasına hizmet eden maden demiryolu da elektriklendirilerek Rusya'nın ilk elektrikli demiryolu oldu.

5. Faydaları

• yenilenebilir enerji kullanımı.
• çok ucuz elektrik.
• çalışmaya atmosfere zararlı emisyonlar eşlik etmiyor.
• istasyonu açtıktan sonra çalışma gücü çıkış moduna hızlı (CHP/CHP'ye göre) erişim.

6. Dezavantajlar

• ekilebilir arazilerin su baskını.
• İnşaat, büyük su enerjisi rezervlerinin olduğu yerlerde gerçekleştirilmektedir.
• dağ nehirleri, bölgelerin yüksek depremselliği nedeniyle tehlikelidir.

7. Büyük kazalar ve olaylar

• Hidroelektrik santral tarihindeki en büyük kaza, 1975 yılında Çin'in Banqiao rezervuarındaki barajın arızalanmasıydı. 170.000'den fazla kişi öldü, 11 milyon kişi yaralandı.
• 17 Mayıs 1943 - İngiliz birlikleri Chastise Operasyonu sırasında Möhne (Monesee rezervuarı) ve Eder (Edersee rezervuarı) nehirleri üzerindeki barajları havaya uçurdu ve bunun sonucunda yaklaşık 700'ü Sovyet savaş esiri olmak üzere 1.268 kişi öldü.
• 9 Ekim 1963 - Kuzey İtalya'daki Vajont barajındaki en büyük hidrolik kazalardan biri.
• 11 Şubat 2005 gecesi Pakistan'ın güneybatısındaki Belucistan eyaletinde, Pasni kenti yakınlarındaki 150 metrelik hidroelektrik baraj şiddetli yağışlar nedeniyle patladı. Sonuç olarak birçok köy sular altında kaldı ve 135'ten fazla kişi öldü.
• 5 Ekim 2007'de, Vietnam'ın Thanh Hoa eyaletindeki Chu Nehri üzerinde, su seviyesindeki keskin yükselişin ardından, yapım aşamasında olan Kyadat hidroelektrik santralinin barajı patladı. Yaklaşık 5 bin ev sular altında kaldı, 35 kişi hayatını kaybetti.
• 17 Ağustos 2009 - Sayano-Shushenskaya HES'te büyük bir kaza (Sayano-Shushenskaya HES, Rusya'nın en güçlü elektrik santralidir). Kaza sonucunda 75 kişi hayatını kaybederken, istasyonun ekipman ve tesislerinde ciddi hasar meydana geldi.

Notlar

1. Profesör Dmitry Selyutin ile röportaj 22.08.2009, “HABER” - www.youtube.com/watch?v=y6Vw0wTt1Iw
2. Hidroelektrik santrali (HES)
3. TM. L"état paufine l"ouverture des barrages à la concurrence - www.lesechos.fr/info/energie/020239999544.htm // Les ekolar. -Paris: 27/11/2009. - No. 20561. - S. 21.
4. "Elektrik enerjisi endüstrisi. Rusya'nın inşaatçıları. XX yüzyıl." M.: Yüksek Lisans, 2003. S.193. ISBN 5-9207-0002-5
5. GOELRO Komisyonunun materyallerine dayanmaktadır
6. Berezovskaya HES - syrjanowsk.narod.ru/html/beresowskajages.html
7. Irkutsk bölgesinin elektrik enerjisi endüstrisi. “Sibirya'da Bilim” Gazetesi No. 3-4 (2139-2140) 23 Ocak 1998 - www-sbras.nsc.ru/HBC/hbc.phtml?26 170 1
8. Bir silah olarak hidroelektrik santraller - Teknolojiler: Hi-Tech / infox.ru - www.infox.ru/hi-tech/tech/2009/08/21/Krupnyeyshiye_GES.phtml

Hidroelektrik santral nedir?

Hidroelektrik santraller oldukça verimli enerji kaynaklarıdır. Yenilenebilir kaynakları, düşen suyun mekanik enerjisini kullanıyorlar. Bunun için gerekli olan su takviyesi ise nehirler ve kanallar üzerine kurulan barajlar ile sağlanmaktadır. Hidrolik tesisatlar taşımayı azaltmayı ve mineral yakıttan tasarruf etmeyi mümkün kılar (1 kWh başına yaklaşık 0,4 ton kömür tüketilir). Çalıştırılması oldukça kolaydır ve çok yüksek verime sahiptirler (%80'den fazla). Bu tip kurulumun maliyeti termik santrallere göre 5-6 kat daha düşük olup, çok daha az bakım personeli gerektirir.

Hidrolik tesisler hidroelektrik santraller (HES), pompalı depolamalı enerji santralleri (PSP) ve gelgit enerji santralleri (TPP) ile temsil edilmektedir. Yerleşimleri büyük ölçüde doğal koşullara, örneğin nehrin doğasına ve rejimine bağlıdır. Dağlık bölgelerde genellikle yüksek basınçlı hidroelektrik santraller kurulur; ova nehirlerinde ise daha düşük basınçlı ancak daha yüksek su akışına sahip tesisler kullanılır. Barajların altında yumuşak temellerin hakim olması ve akışı düzenlemek için büyük rezervuarlara ihtiyaç duyulması nedeniyle ovalarda hidrolik inşaat daha zordur. Ovalarda hidroelektrik santrallerin inşa edilmesi, çevredeki alanların sular altında kalmasına neden olmakta ve bu da ciddi maddi hasara neden olmaktadır.

Bir hidroelektrik santral, gerekli su akışı konsantrasyonunu ve basınç oluşumunu sağlayan sıralı bir hidrolik yapı zincirinden ve basınç altında hareket eden suyun enerjisini mekanik dönme enerjisine dönüştüren ve daha sonra dönüştürülen enerji ekipmanından oluşur. elektrik enerjisine dönüşür.

Bir hidroelektrik santralin basıncı, nehrin düşüşünün bir baraj veya saptırma tarafından veya baraj ve saptırmanın birlikte kullanıldığı alanda yoğunlaşması ile oluşturulur. Bir hidroelektrik santralin ana güç ekipmanı hidroelektrik santral binasında bulunur: santralin türbin odasında - hidrolik üniteler, yardımcı ekipman, otomatik kontrol ve izleme cihazları; merkezi kontrol noktasında operatör-sevk görevlisi veya hidroelektrik santralin otomatik operatörü için bir kontrol paneli bulunmaktadır. Yükseltici trafo merkezi hem hidroelektrik santral binasının içinde hem de ayrı binalarda veya açık alanlarda bulunur. Şalt tesisleri genellikle açık alanlarda bulunur. Bir hidroelektrik santral binası, binanın bitişik kısımlarından ayrılarak bir veya daha fazla ünite ve yardımcı teçhizatla bölümlere ayrılabilir. Hidroelektrik santral binasının içinde veya içinde, hidroelektrik santralin bakımına yönelik çeşitli ekipmanların montajı ve onarımı ile yardımcı işlemler için bir kurulum sahası oluşturulur.

Hidroelektrik santraller kurulu kapasiteye (MW cinsinden) bağlı olarak güçlü (250'nin üzerinde), orta (25'e kadar) ve küçük (5'e kadar) olarak ayrılır. Bir hidroelektrik santralin gücü, Nb basıncına (üst ve alt havuz seviyeleri arasındaki fark), hidrolik türbinlerde kullanılan su debisine (m3/sn) ve hidrolik ünitenin verimine hg bağlıdır. Bir dizi nedenden dolayı (örneğin, rezervuarlardaki su seviyesindeki mevsimsel değişiklikler, güç sistemi yükündeki dalgalanmalar, hidrolik ünitelerin veya hidrolik yapıların onarımı vb. nedeniyle), suyun basıncı ve akışı sürekli olarak değişir. ve ayrıca bir hidroelektrik santralin gücünü düzenlerken akış değişir. Hidroelektrik santrallerin yıllık, haftalık ve günlük çalışma döngüleri vardır.

Kullanılan maksimum basınca göre, hidroelektrik santraller yüksek basınçlı (60 m'den fazla), orta basınçlı (25 ila 60 m arası) ve alçak basınçlı (3 ila 25 m arası) hidroelektrik santrallere ayrılır. Ova nehirlerinde, basınçlar nadiren 100 m'yi aşar, dağlık koşullarda, bir baraj kullanılarak 300 m veya daha fazla basınçlar oluşturulabilir ve yönlendirme yardımıyla - 1500 m'ye kadar.Basınca göre sınıflandırma yaklaşık olarak türlere karşılık gelir kullanılan güç ekipmanlarının sayısı: yüksek basınçlı hidroelektrik santrallerinde, kova ve radyal hidroelektrik santralleri kullanılır, metal spiral hazneli eksenel türbinler; orta basınçlı olanlarda - betonarme ve metal spiral hazneli döner kanatlı ve radyal eksenel türbinler, düşük basınçlı olanlarda - betonarme spiral haznelerdeki döner kanatlı türbinler, bazen kapsüllerdeki veya açık haznelerdeki yatay türbinler. Hidroelektrik santrallerin kullanılan basınca göre bölünmesi yaklaşık, koşullu niteliktedir.

Su kaynağı kullanımı ve basınç konsantrasyonu şemasına göre, hidroelektrik santraller genellikle nehir tipi, baraj bazlı, basınçlı ve serbest akışlı yönlendirmeli, karışık, pompalı depolamalı ve gelgitli olarak ayrılır. Nehir tipi ve baraj temelli hidroelektrik santrallerde su basıncı, nehri tıkayan ve üst havuzdaki su seviyesini yükselten bir baraj tarafından oluşturulur. Aynı zamanda nehir vadisinde bir miktar su baskını yaşanması kaçınılmazdır. Nehrin aynı bölümüne iki baraj yapılması durumunda taşkın alanı azalır. Ova nehirlerinde ekonomik olarak izin verilen en büyük taşkın alanı barajın yüksekliğini sınırlar. Nehir tipi ve baraj yakınındaki hidroelektrik santralleri, hem ovadaki yüksek su nehirlerine hem de dağ nehirlerine, dar sıkıştırılmış vadilere inşa edilir.

Nehir tipi hidroelektrik santral yapıları arasında barajın yanı sıra hidroelektrik santral binası ve dolusavak yapıları da bulunmaktadır. Hidrolik yapıların bileşimi kafa yüksekliğine ve kurulu güce bağlıdır. Nehir tipi bir hidroelektrik santralinde, içinde barındırdığı hidrolik ünitelerle birlikte bina, barajın devamı olarak hizmet vermekte ve onunla birlikte bir basınç cephesi oluşturmaktadır. Aynı zamanda üst havuz bir tarafta hidroelektrik santral binasına, alt havuz ise diğer tarafta hidroelektrik santral binasına bitişiktir. Hidrolik türbinlerin besleme spiral odaları giriş bölümleriyle birlikte yukarı akış seviyesinin altına döşenirken, emme borularının çıkış bölümleri alt akış seviyesinin altına daldırılmıştır.

Su işleri amacına uygun olarak nakliye kilitleri veya gemi asansörü, balık geçit yapıları, sulama ve su temini için su alma yapıları içerebilir. Nehir tipi hidroelektrik santrallerde bazen suyun geçmesine izin veren tek yapı santral binasıdır. Bu durumlarda, faydalı su, atık tutucu ızgaralar, spiral oda, hidrolik türbin ve emme borusunun bulunduğu giriş bölümünden sırayla geçer ve nehrin taşkın akışları, bitişik türbin odaları arasındaki özel kanallar aracılığıyla boşaltılır. Nehir tipi hidroelektrik santraller, 30-40 m'ye kadar olan basınçlarla karakterize edilir; En basit nehir tipi hidroelektrik santralleri aynı zamanda daha önce inşa edilmiş küçük kapasiteli kırsal (hidroelektrik santraller) hidroelektrik santrallerini de içerir. Büyük ova nehirlerinde, ana kanal, bitişiğinde beton dolusavak barajı bulunan ve bir hidroelektrik santral binası inşa edilen toprak bir baraj ile kapatılmıştır. Bu düzenleme, büyük ova nehirlerindeki birçok yerli hidroelektrik santral için tipiktir. Volzhskaya HES adını almıştır. CPSU'nun 22. Kongresi - nehir yatağı istasyonları arasında en büyüğü.

En güçlü hidroelektrik santralleri Volga, Kama, Angara, Yenisei, Ob ve Irtysh'ta inşa edildi. Bir hidroelektrik santraller kademesi, enerjisini tamamen sırayla kullanmak amacıyla su akışının akışı boyunca basamaklar halinde yerleştirilmiş bir grup hidroelektrik santraldir. Bir kademedeki tesisler genellikle üst kademelerdeki rezervuarların alt kademelerdeki rezervuarlar üzerinde düzenleyici etkiye sahip olduğu ortak bir rejimle bağlanır. Doğu bölgelerinde hidroelektrik santraller temelinde enerji yoğun sanayilerde uzmanlaşmış sanayi kompleksleri oluşturuluyor.

Teknik ve ekonomik göstergeler açısından en verimli kaynaklar Sibirya'da yoğunlaşmıştır. Bunun bir örneği, ülkenin en büyük hidroelektrik santrallerini içeren Angara-Yenisei kademesidir: Sayano-Shushenskaya (6,4 milyon kW), Krasnoyarsk (6 milyon kW), Bratsk (4,6 milyon kW), Ust-Ilimskaya (4,3 milyon kW) milyon kW). Boguchanovskaya hidroelektrik santrali (4 milyon kW) yapım aşamasındadır. Kaskadın toplam kapasitesi şu anda 20 milyon kW'ın üzerindedir.

Hidroelektrik santralleri inşa ederken amaç genellikle elektrik üretmek, nehirde navigasyon koşullarını iyileştirmek ve araziyi sulamaktır. Hidroelektrik santraller genellikle suyu depolamalarına ve akışını ve dolayısıyla istasyonun çalışma gücünü bir bütün olarak enerji sistemi için en faydalı modu sağlayacak şekilde düzenlemelerine olanak tanıyan rezervuarlara sahiptir.

Düzenleyici süreç aşağıdaki gibidir. Güç sistemi üzerindeki yükün düşük olduğu (veya nehirdeki doğal su akışının büyük olduğu) bir süre boyunca hidroelektrik santral, doğal akıştan daha az miktarda su tüketir. Bu durumda rezervuarda su birikir ve istasyonun işletme kapasitesi nispeten küçüktür. Diğer zamanlarda, sistem yükünün yüksek olduğu (veya su girişinin az olduğu) durumlarda hidroelektrik santral, doğal akışı aşan miktarda su kullanır. Bu durumda rezervuarda biriken su tüketilir ve istasyonun çalışma gücü maksimuma çıkar. Rezervuarın hacmine bağlı olarak düzenleme süresi veya rezervuarı doldurmak ve çalıştırmak için gereken süre bir gün, bir hafta, birkaç ay veya daha fazla olabilir. Bu süre zarfında hidroelektrik santral, doğal akışla belirlenen, kesin olarak tanımlanmış miktarda su kullanabilir.

Hidroelektrik santraller termik ve nükleer santrallerle birlikte çalıştığında, güç sisteminin yükü söz konusu dönem boyunca belirli bir su akışında elektrik enerjisi talebinin minimum yakıt tüketimiyle karşılanmasını sağlayacak şekilde aralarında dağıtılır (veya Sistemde minimum yakıt maliyeti). Enerji sistemlerinin işletilmesindeki deneyimler, yılın büyük bölümünde hidroelektrik santrallerinin yoğun modda çalıştırılmasının tavsiye edildiğini göstermektedir. Bu, gün boyunca bir hidroelektrik santralin çalışma gücünün, güç sistemi üzerindeki yükün düşük olduğu saatlerdeki minimumdan sistemdeki en yüksek yükün olduğu saatlerdeki maksimuma kadar geniş sınırlar içinde değişmesi gerektiği anlamına gelir. Hidroelektrik santrallerin bu şekilde kullanılmasıyla termik santrallerin yükü dengelenmekte ve işletmeleri daha ekonomik hale gelmektedir.

Taşkın dönemlerinde, nehirdeki doğal su akışının yüksek olduğu durumlarda, maksimuma yakın çalışma kapasitesine sahip hidroelektrik santrallerinin günün her saatinde kullanılması ve böylece barajdan atıl su deşarjının azaltılması tavsiye edilir. Bir hidroelektrik santralin en karlı modu birçok faktöre bağlıdır ve uygun hesaplamalarla belirlenmelidir.

Hidroelektrik santrallerin çalışması, ünitelerin sık sık çalıştırılması ve durdurulması, çalışma gücünün sıfırdan nominale hızlı bir şekilde değişmesi ile karakterize edilir. Hidrolik türbinler doğası gereği bu rejime uyarlanmıştır. Hidrojeneratörler için bu mod da kabul edilebilir, çünkü buhar türbini jeneratörlerinin aksine, hidrojeneratörün eksenel uzunluğu nispeten küçüktür ve sarım çubuklarının sıcaklık deformasyonları daha az belirgindir. Hidrolik üniteyi çalıştırma ve güç kazanma süreci tamamen otomatiktir ve yalnızca birkaç dakika sürer.

Hidroelektrik santrallerin kurulu güç kullanım süresi genellikle termik santrallere göre daha kısadır. Zirve istasyonları için 1500-3000 saat, baz istasyonları için ise 5000-6000 saate kadar çıkmaktadır.

Bir hidroelektrik istasyonunun birim maliyeti (RUB/MW), inşaat işlerinin daha büyük hacmi nedeniyle aynı kapasitedeki bir termik istasyonun birim maliyetinden daha yüksektir. Hidroelektrik santralin yapım süresi de termik santralin yapım süresinden daha uzundur. Ancak hidroelektrik santrallerde üretilen elektriğin maliyeti, işletme maliyetlerine yakıt maliyeti dahil edilmediğinden, termik santrallerden üretilen elektriğin maliyetinden önemli ölçüde daha düşüktür.

Hidroelektrik santrallerinin dağ ve yarım merkezdeki nehirlere inşa edilmesi tavsiye edilir. Ova nehirlerinde inşaatları, taşkın yatağı çayırlarının ve ekilebilir arazilerin, ormanların geniş alanlarının su basmasına, balık stoklarında azalmaya ve diğer sonuçlara yol açabilir.