Људска бића су научила да искористе енергију текуће воде пре много миленијума. Више од једног века електрична енергија се производи помоћу воде. Већина људи повезује коришћење воде са браном на рекама, али хидроелектрична енергија се такође може генерисати коришћењем плиме и осеке.
Операције производње хидроелектричне енергије обухватају огроман терен и многе климе, у распону од арктичког пермафроста до екваторијалних прашума. Географска локација производног постројења ће утицати на опасне услове који могу бити присутни, пошто ће се опасности на радном месту, као што су агресивни инсекти и животиње, или чак отровне биљке, разликовати од локације до локације.
Хидрогенерациона станица се углавном састоји од а брана који задржава велику количину воде, а прелив који ослобађа вишак воде на контролисан начин и а електрана. Насипи и друге структуре за задржавање и контролу воде такође могу бити део хидроелектране, иако нису директно укључене у производњу електричне енергије. Електрана садржи проводне канале који воде воду кроз турбине које претварају линеарни ток воде у ротирајући ток. Вода ће или пасти кроз лопатице турбине или ће тећи хоризонтално кроз њих. Турбина и генератор су међусобно повезани. Дакле, ротација турбине изазива ротацију ротора генератора.
Потенцијал електричне енергије из струјања воде је производ масе воде, висине кроз коју пада и гравитационог убрзања. Маса је функција количине воде која је доступна и њеног протока. Дизајн електране ће одредити висину воде. Већина пројеката увлачи воду близу врха бране, а затим је испушта на дну у постојеће низводно корито реке. Ово оптимизује висину уз одржавање разумног и контролисаног протока.
У већини савремених хидроелектрана, турбогенератори су оријентисани вертикално. Ово су познате структуре које стрше изнад главног спрата на овим станицама. Међутим, скоро цела структура се налази испод онога што је видљиво на нивоу главног спрата. Ово укључује јаму генератора, а испод ње јаму турбине и усисну и испусну цев. У ове структуре и водене канале се повремено улази.
У станицама старије бербе, турбогенератор је оријентисан хоризонтално. Осовина из турбине вири из зида у електрану, где се повезује са генератором. Генератор подсећа на веома велики, старински, отворени електромотор. Као сведочанство о дизајну и квалитету изградње ове опреме, још увек раде неки објекти са прелаза у век. Неке данашње станице укључују ажуриране верзије дизајна старијих станица. У таквим станицама, канал за воду у потпуности окружује турбогенератор и улаз се остварује кроз цевасто кућиште које пролази кроз канал за воду.
У намотајима ротора у генератору се одржава магнетно поље. Снагу за ово поље обезбеђују батерије оловно-киселинских или никл-кадмијум батерија пуњених каустиком. Кретање ротора и магнетно поље које је присутно у његовим намотајима индукују електромагнетно поље у намотајима статора. Индуковано електромагнетно поље обезбеђује електричну енергију која се доводи у електричну мрежу. Електрични напон је електрични притисак који настаје из текуће воде. Да би се електрични притисак - то јест, напон - одржао на константном нивоу, потребна је промена протока воде кроз турбину. Ово ће бити урађено како се потражња или услови промене.
Проток електричне енергије може довести до електричног лука, као на пример, у склопу побудника у ротору. Електрични лук може створити озон, који чак и при ниским нивоима може негативно утицати на гуму у ватрогасном цреву и другим материјалима.
Хидроелектрични генератори производе веома велике струје и високе напоне. Проводници из генератора се спајају на јединични трансформатор, а из њега на енергетски трансформатор. Енергетски трансформатор повећава напон и смањује струју за пренос на велике удаљености. Ниска струја минимизира губитак енергије услед загревања током преноса. Неки системи користе гас сумпор хексафлуорид уместо конвенционалних уља као изолатор. Електрични лук може произвести производе квара који могу бити знатно опаснији од сумпор хексафлуорида.
Електрична кола укључују прекидаче који могу брзо и непредвидиво да искључе генератор из електричне мреже. Неке јединице користе млаз компримованог ваздуха да прекину везу. Када се таква јединица укључи, произвешће изузетно висок ниво импулсне буке.
Администрација и рад станице
Већина људи је упозната са аспектима управљања и рада станица хидрогенерације, који генерално стварају јавни профил организације. Управа електране настоји да осигура да електрана пружа поуздану услугу. Администрација укључује канцеларијско особље укључено у пословне и техничке функције и менаџмент. Оперативно особље станице укључује менаџере и надзорнике постројења и оператере процеса.
Хидрогенерација је процесна операција, али за разлику од других процесних операција, попут оних у хемијској индустрији, многе хидрогенерацијске станице немају оперативно особље. Производном опремом управља се даљинским управљањем, понекад са великих удаљености. Готово сва радна активност одвија се током одржавања, поправке, модификације и надоградње постројења и опреме. Овај начин рада захтева ефикасне системе који могу пренети контролу са производње енергије на одржавање како би се спречило неочекивано покретање.
Опасности и структура управљања
Електропривредама се традиционално управља као организацијама одоздо према горе. То јест, организациона структура је традиционално пружала пут узлазне мобилности који почиње са почетним позицијама и води до вишег менаџмента. Релативно мали број појединаца улази у организацију бочно. То значи да ће надзор и менаџмент у електроенергетском предузећу вероватно искусити исте радне услове као и појединци који тренутно заузимају почетни ниво. Таква организациона структура може имати импликације у погледу потенцијалне изложености радника опасним агенсима, посебно онима који имају хроничне кумулативне ефекте. На пример, узмите у обзир буку. Запослени који тренутно раде на руководећим позицијама могли су и сами да претрпе озбиљан губитак слуха када су били запослени на пословима који су били изложени професионалној буци. Њихов губитак слуха могао би остати непримећен у програмима аудиометријског тестирања компаније, јер такви програми углавном укључују само оне запослене који су тренутно изложени високом нивоу буке на послу.
Одржавање производне опреме
Одржавање производне опреме се дели на две главне врсте делатности: електрично одржавање и механичко одржавање. Иако се обе врсте посла могу одвијати истовремено и један поред другог, вештине и рад који су потребни за обављање ових послова су потпуно различити.
Одржавање може захтевати гашење и демонтажу јединице. Проток воде на улазу се контролише помоћу капија за главу. Капије за главу су челичне конструкције које се спуштају у усисни канал да блокирају проток воде. Блокирање протока омогућава да вода оде из унутрашњих канала. Ниво воде у мировању на излазу из турбине (вучна цев) је испод нивоа кућишта и лопатица турбине. Ово омогућава приступ овим структурама. Кућиште за померање је конусна структура у облику спирале која усмерава ток воде око покретача турбине на униформан начин. Вода пролази из кућишта за помицање кроз водеће лопатице које усмеравају проток и покретне лопатице (пешачке капије) које контролишу запремину.
Када је потребно, генератор и турбина се могу уклонити са својих уобичајених локација и поставити на главни спрат електране. Уклањање може бити неопходно за префарбавање или одмашћивање и поправку и замену намотаја, лежајева, кочница или хидрауличних система.
Понекад се лопатице водилице, као и капије за пешачке капије, водеће лопатице и структуре које проводе воду у кућишту за померање и цеви за вучу, оштете од кавитације. Кавитација настаје када притисак у води падне испод притиска њене паре. Када се то догоди, формирају се мехурићи гаса и турбуленција коју изазивају ови мехурићи еродирају материјале које вода додирује. Можда ће бити потребно поправити оштећене материјале заваривањем или поправком и поновним премазивањем челичних и бетонских површина.
Челичне конструкције такође могу захтевати поправку и поновни премаз ако су постале кородиране.
Хазардс
Постоје разне опасности повезане са производњом хидроелектричне енергије. Неке од ових опасности деле сви запослени који раде у индустрији, док су друге ограничене на оне који су укључени у активности електричног или механичког одржавања. Већина опасности које могу настати сумиране су у табели 1 и табели 2, које такође сумирају мере предострожности.
Табела 1. Контролисање изложености одабраним хемијским и биолошким опасностима у производњи хидроелектране
|
Излагање |
Где се може наћи |
Погођени радници |
Приступи контроли |
|
Абразивна прашина |
Прашина може садржати материјал за пескарење и прашину од боје. Боја примењена пре 1971. може да садржи ПЦБ. |
Механички |
-Систем контроле прашине |
|
Азбест |
Азбест може бити присутан у кочницама генератора, цевима и електричној изолацији, премазима за прскање, азбест цементу и другим производима; изложеност зависи од ломљивости и близине извора. |
Електрично одржавање |
-Усвојити тренутне најбоље праксе за рад који укључује азбест- |
|
Батерија |
Кратки спој на терминалима у батеријама може изазвати експлозију и пожар и излагање течности и аеросолима електролита. |
Електрично одржавање |
-Заштита терминала батерије и неизолованих проводника |
|
премазивање |
Емисије могу укључивати: угљен моноксид, неорганске пигменте који садрже олово и друге хромате и продукте распадања смола боје. ПЦБ-и су можда коришћени као пластификатори пре 1971. ПЦБ-и могу да формирају фуране и диоксине када се загреју. |
Механички |
-Локална издувна вентилација |
|
хлор |
До излагања хлору може доћи током спајања/искључивања боца за хлор у системима за пречишћавање воде и отпадних вода. |
operatori |
-Придржавајте се смерница индустрије хлора када радите са боцама за хлор |
|
Одмашћивање |
Одмашћивање електричне опреме захтева раствараче са специфичним својствима запаљивости, солватације и брзог испаравања без остављања остатка; растварачи који испуњавају ове карактеристике су испарљиви и могу представљати опасност од удисања. |
Електрично одржавање |
-Локална издувна вентилација |
|
дизел |
Емисије првенствено укључују азот-диоксид, азот-оксид, угљен-моноксид, угљен-диоксид, сумпор-диоксид и честице које садрже полицикличне ароматичне угљоводонике (ПАХ) из возила или мотора који раде у електрани. |
Сви радници |
-Забранити рад аутомобила и камиона у зградама. |
|
Остаци инсеката |
Неки инсекти се размножавају у брзим водама око станице; након парења, одрасле јединке умиру, а лешеви пропадају и суше; неке особе развијају респираторну алергију
Након исушивања, ларве инсеката које живе у воденим каналима могу покушати да спусте своја тела у преосталу воду стварањем ужади налик на нити; неке особе могу развити алергијску респираторну осетљивост на прашину као резултат сушења ових материјала. |
Сви радници
|
-Инсекти који део свог живота проводе у брзо текућим водама губе станиште као резултат изградње |
|
Уља и мазива |
Уља и хидрауличне течности облажу намотаје ротора и статора; разлагање угљоводоника у контакту са врелим површинама може произвести полицикличне ароматичне угљоводонике (ПАХ). До излагања може доћи удисањем и контактом са кожом. Контакт са кожом може изазвати дерматитис. |
Електрично одржавање |
- Лична заштитна опрема (зависи од околности) |
|
Озон |
Озон који настаје лучењем у ротору и другој електричној опреми може представљати проблем изложености, у зависности од близине извора. |
Сви радници |
- Одржавајте електричну опрему да бисте спречили стварање лука |
|
Испарења боје |
Аеросоли боје садрже распршену боју и разблаживач; растварач у капљицама и парама може да формира запаљиву смешу; систем смоле може укључивати изоцијанате, епоксиде, амине, пероксиде и друге реактивне интермедијере. |
Посматрачи, сликари |
-Спреј за фарбање |
|
Полицхлоринатед |
ПЦБ-и су коришћени у електричним изолационим течностима до раних 1970-их; оригиналне течности или остаци могу и даље бити присутни у кабловима, кондензаторима, трансформаторима или другој опреми; до излагања може доћи удисањем или контактом са кожом. Ватра или екстремно загревање током рада могу претворити ПЦБ у фуране и диоксине. |
Електрично одржавање |
-Лична заштитна опрема |
|
Сумпор хексафлуорид |
Електрични лучни распад сумпор хексафлуорида производи гасовите и чврсте супстанце знатно веће токсичности. |
Електрично одржавање |
-Локална издувна вентилација |
|
Заваривање и лемљење |
Кадмијум, олово, сребро у лему |
Електрична
Механички |
-Локална издувна вентилација |
Табела 2. Контролисање изложености одабраним хемијским и биолошким опасностима у производњи хидроелектране
|
Излагање |
Где се може наћи |
Погођени радници |
Приступи контроли |
|
Неугодан рад |
Продужени рад у незгодном положају може довести до повреде мишићно-скелетног система. |
Сви радници |
-Опрема дизајнирана да одражава ергономске принципе |
|
Ограниченом простору |
Брана, контролне структуре, контролне капије, канали за проводјење воде, машине за генераторе и турбине садрже многе јаме, јаме, резервоаре и друге затворене и делимично затворене просторе који могу постати дефицитарни у кисеонику, могу ограничити опасне атмосфере или могу садржати друге опасне услове. |
Сви радници |
- Уређаји за испитивање ваздуха |
|
дављење |
До утапања може доћи након пада у воду која се брзо креће у предњем делу (зона уноса) или излазу (зона испуштања) или другом подручју. Екстремно хладна вода присутна је у вишим географским ширинама током пролећних, јесењих и зимских месеци. |
Сви радници |
- Баријере за задржавање особља |
|
Погубљење електричном струјом |
Површине у станици садрже проводнике под напоном, неоклопљене; опрема која садржи оклопљене проводнике може постати под напоном након уклањања оклопа. Ризик од струјног удара произилази из намерног уласка у недозвољена подручја или због случајног квара заштитних система. |
Сви радници |
-Установити праксу и процедуре за обезбеђивање безбедних услова рада са електричном опремом. |
|
Електромагнетни |
Производна и друга електрична опрема производи ДЦ и 60 Хз (и више) наизменична поља; изложеност зависи од близине извора и заштите коју пружају структуре. Магнетна поља је посебно тешко пригушити заштитом. Значај изложености тек треба да се утврди. Радио фреквенција: Ефекти на људе нису у потпуности утврђени. |
Сви радници |
-Опасност није утврђена испод садашњих граница |
|
Топлота |
Генератори развијају значајну топлоту; генератори и измењивачи топлоте могу испуштати загрејани ваздух у електрану; структура електране може да апсорбује и зрачи сунчеву енергију у зграду; топлотне повреде могу настати током топлијих месеци, у зависности од климе и нивоа напора. |
Радници у затвореном простору |
-Скретање загрејаног ваздуха ка крову, оклоп, инжењерске контроле |
|
Бука |
Стационарна бука од генератора и других извора и задатака могла би да пређе регулисане границе; разбијачи ваздушног удара производе веома високе нивое ударне буке; ови се могу испразнити у било ком тренутку. |
Сви радници |
-Примените технологију контроле буке. |
|
Смена |
Операције смена могу произвести физиолошки и психосоцијални стрес; психосоцијални стресови могу бити посебно озбиљни за мали број оних који су укључени у мале и изоловане заједнице у којима се ове операције обично налазе. |
operatori |
-Усвојите распоред рада који одражава актуелно знање о циркадијалним ритмовима. |
|
Вибрације, шака-рука |
Вибрације произведене од електричних ручних алата и ручне опреме се преносе преко рукохвата. |
Електрично одржавање |
-Користите алате који задовољавају тренутне стандарде за вибрације шака-рука. |
|
Вибрација, цело тело |
Вибрације које се преносе конструкцијама које потичу од ротационог кретања генератора и турбуленције водених токова преносе се кроз подове и зидове. |
Сви радници |
-Надгледајте и сервисирајте ротирајућу опрему како бисте минимизирали вибрације. |
|
Јединице визуелног приказа |
Ефикасно коришћење компјутеризованих радних станица зависи од примене визуелних и канцеларијских ергономских принципа. |
Канцеларијски радници |
-Примени канцеларијске ергономске принципе на избор и коришћење видео екрана |
|
Везано за временске прилике |
Ултраљубичаста енергија може изазвати опекотине од сунца, рак коже и катаракту. Хладноћа може изазвати хладноћу и промрзлине. |
Радници на отвореном |
-Радна одећа која штити од хладноће |
Ефекти на животну средину
Хидроелектрична производња енергије је промовисана као еколошки прихватљива. Наравно, пружа огромну корист друштву кроз обезбеђивање енергије и стабилизацију тока воде. Али таква производња енергије не долази без еколошких трошкова, који последњих година добијају све више признања и пажње јавности. На пример, сада је познато да плављење великих површина земље и стена киселом водом доводи до испирања метала из ових материјала. У рибама које су ухваћене у води са таквих поплављених подручја утврђена је биоакумулација живе.
Поплаве такође мењају обрасце турбуленције у води, као и ниво оксигенације. Оба ова могу имати озбиљне еколошке ефекте. На пример, стазе лососа су нестале на прекривеним рекама. До овог нестанка је дошло, делимично, зато што рибе не могу да лоцирају или пређу пут до вишег нивоа воде. Поред тога, вода је више личила на језеро него на реку, а мирна вода језера није компатибилна са трчањем лососа.
Поплаве такође уништавају рибље станиште и могу уништити подручја размножавања инсеката, од којих риба и други организми зависе за исхрану. У неким случајевима, поплаве су уништиле продуктивно пољопривредно и шумско земљиште. Поплаве великих подручја такође су изазвале забринутост због климатских промена и других промена у еколошкој равнотежи. Задржавање слатке воде која је била предодређена да тече у тело слане воде такође је изазвало забринутост због промена у салинитету.