Máy phát điện chạy nước là gì ?

Máy phát điện chạy bằng nước hay còn gọi là máy phát điện thủy lực. Là thiết bị sử dụng năng lượng nước chảy hoặc áp suất nước. Áp lực nước chảy làm quay tua-bin, từ đó tạo ra điện năng. Đây là nguyên lý cơ bản của các nhà máy thủy điện. Nhưng cũng có thể ứng dụng ở quy mô nhỏ trong dân dụng hoặc vùng hẻo lánh.

Ưu điểm

Không tiêu hao nhiên liệu (như diesel hay xăng).

Vận hành liên tục nếu có nguồn nước ổn định.

Bảo vệ môi trường, không phát thải CO₂.

Chi phí vận hành thấp, gần như không có chi phí nhiên liệu.

Tuổi thọ thiết bị thường cao hơn máy chạy dầu/xăng.

Nhược điểm

• Phụ thuộc vào nguồn nước từng mùa : mùa khô yếu, mùa mưa mạnh.
• Cần có cao trình hoặc lưu lượng nước ổn định.
• Chi phí đầu tư ban đầu cao nếu làm hệ thống chuyên nghiệp.
• Lắp đặt cần có kiến thức kỹ thuật về thủy lực & điện.

Ứng dụng thực tế

Vùng núi, vùng sâu vùng xa: nơi không có điện lưới quốc gia.

Trang trại tự cung tự cấp: tận dụng nước suối.

Khu sinh thái, resort tự nhiên: bảo vệ môi trường và tiết kiệm chi phí.

Giải pháp backup năng lượng sạch.

Cấu tạo máy phát điện chạy nước

Hệ thống dẫn nước

Ống dẫn nước dẫn dòng nước từ nguồn suối hoặc hồ chứa tới tua-bin với áp lực cao. Có thể sử dụng ống nhựa HDPE, ống thép hoặc xi măng. Đường kính và chiều dài ống ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất và lưu lượng nước. Do đó,  ảnh hưởng đến công suất phát điện.

Tua-bin thủy lực

Đây là bộ  quay dưới lực tác động của nước, truyền chuyển động tới trục quay máy phát. Một số loại tua- bin phổ biến :

Tên	Ứng dụng	Đặc điểm
Pelton	Cao trình cao, lưu lượng thấp	Dạng bánh xe có cánh
Turgo	Cao trình trung bình	Tương tự Pelton nhưng dễ chế tạo hơn
Cross-flow	Cao trình thấp đến trung	Hiệu suất tốt, phù hợp dòng nước nhỏ
Francis	Nhà máy vừa/lớn	Hiệu suất cao, phức tạp
Kaplan	Dòng nước chảy nhẹ	Thường dùng cho dòng nước chảy ngang

Trục quay

Bộ phận nối giữa tua-bin và rotor của máy phát điện. Làm nhiệm vụ truyền chuyển động cơ quay từ tua-bin sang máy phát.

Máy phát điện

Thiết bị chuyển đổi động quay thành điện năng. Có thẻ sử dụng máy phát điện xoay chiều (AC alternator). Hoặc dùng máy phát điện một chiều (DC generator), thường dùng với ắc quy và inverter.

Hệ thống điều khiển và ổn áp

• AVR (Automatic Voltage Regulator): Ổn định điện áp đầu ra.
• Inverter (biến tần): Chuyển đổi DC thành AC nếu cần.
• Bộ điều tốc: Giữ vòng tua ổn định khi lưu lượng nước thay đổi.

Hệ thống tải và lưu trữ (tùy chọn)

Ắc quy hoặc pin lưu trữ: Nếu không dùng ngay hoặc cần cung cấp điện liên tục.

Bộ nạp điện : Bảo vệ pin và hệ thống.

 Khung máy & giá đỡ

Được làm từ  thép hoặc inox để chịu lực, chống gỉ sét. Giữ ổn định toàn bộ hệ thống khi hoạt động liên tục.

Nguyên lý hoạt động của máy phát điện chạy nước

Tạo áp lực từ nước

Nước từ nguồn cao suối, đập chứa, hồ nước được dẫn qua ống áp lực hay ống dẫn nước. Do chênh lệch độ cao cột nước hoặc lưu lượng mạnh, nước tạo ra áp suất hoặc lực chảy lớn.

Tua-bin quay

Dòng nước có áp lực sẽ đập vào cánh tua-bin giống như bánh xe nước, làm cho tua-bin quay. Tua-bin có thể là loại Pelton, Francis, Kaplan, Cross-flow. Tùy vào thiết kế hệ thống và loại dòng nước.

Truyền chuyển động quay tới máy phát điện

Tua-bin quay làm trục quay gắn với rotor của máy phát điện cũng quay theo. Khi rotor quay trong từ trường hoặc ngược lại. Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra rồi tạo ra dòng điện.

Tạo và sử dụng điện năng

Dòng điện được sinh ra có thể là AC (xoay chiều) , dùng trực tiếp cho thiết bị điện. Hoặc DC (một chiều)  nếu dùng để sạc ắc quy hoặc kết hợp với inverter. Người vận hành có thể tích hợp với bộ ổn áp, biến tần hoặc hệ lưu trữ để sử dụng hiệu quả và an toàn hơn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của máy phát điện chạy nước

Cột nước (head): Độ cao giữa nguồn nước và tua-bin. Càng cao, áp lực càng mạnh.

Lưu lượng nước (flow): Lượng nước chảy qua tua-bin mỗi giây (lít/s hoặc m³/h).

Loại tua-bin phù hợp: Chọn đúng loại tua-bin theo địa hình và lưu lượng nước.

 

Tham khảo bài viết có chủ đề liên quan : https://gensetpower.vn/may-phat-dien-thuy-dien/

Nếu quý khách có nhu cầu được tư vấn và mua máy phát điện. Quý khách vui lòng liên hệ số điện thoại Hotline của Thiết bị Công nghệ Bình Minh : 0964. 160. 888