Empangan tertinggi dunia jana 7.7 billion kwj elektrik setahun

SEBUAH projek hidroelektrik berskala mega yang dibina di kawasan pergunungan Sichuan, China sedang memperlihatkan sejauh mana teknologi kejuruteraan moden mampu menakluk cabaran geologi dan topografi.

Stesen Hidrokuasa Shuangjiangkou yang dibina di hulu Sungai Dadu itu bukan sekadar sebuah stesen jana kuasa biasa.

Sebaliknya, ia merupakan projek infrastruktur tenaga yang menggabungkan empangan gergasi, sistem pengalihan air, kemudahan penjanaan elektrik, sistem kawalan banjir serta teknologi pemantauan pintar.

Pada Jun lalu, unit penjanaan pertama Shuangjiangkou telah berjaya disambungkan kepada grid elektrik, sekali gus menandakan bermulanya operasi projek dibangunkan sejak 11 tahun lalu itu.

Menurut Pengarah Pusat Penyelidikan Ekonomi Tenaga China di Universiti Xiamen, Lin Boqiang, komponen paling menonjol adalah struktur tambakan empangan yang dibina dengan ketinggian sekitar 315 meter.

Katanya, ini menjadikan Stesen Hidrokuasa Shuangjiangkou sebagai empangan jenis earth-core rockfill atau empangan batuan tambakan berteras tanah tertinggi di dunia.

“Dalam reka bentuk terdahulu, ketinggiannya sekitar 312 meter, manakala spesifikasi projek terkini menetapkan ketinggian reka bentuk adalah 315 meter.

“Panjang puncak empangan pula sekitar 640 meter dengan jumlah bahan tambakan melebihi 45 juta meter padu,” katanya kepada portal Global Times.

Tambahnya, teknologi empangan itu penting kerana Shuangjiangkou bukan dibina di kawasan tanah rata.

Empangan Shuangjiangkou mempunyai kapasiti takungan kira-kira 2.9 bilion meter padu air.

Sebaliknya, rojek tersebut dibina di lembah sungai berbentuk V yang curam, dengan keadaan geologi kompleks dan lapisan mendapan boleh mencapai ketebalan sekitar 76 meter.

Kawasan itu juga mempunyai risiko seismik yang perlu diambil kira dalam reka bentuknya.

Justeru, pembinaan empangan itu memerlukan analisis mendalam terhadap kestabilan struktur, perubahan bentuk empangan, tekanan air, resapan serta tindak balas terhadap gempa bumi.

Kongsi Boqiang, struktur core-wall rockfill memainkan peranan penting dalam mengawal pergerakan air melalui ‘badan’ empangan.

“Secara asasnya, bahagian batuan tambakan menyediakan kekuatan dan kestabilan, manakala teras tanah berfungsi sebagai penghalang utama terhadap resapan air.

“Pendekatan ini membolehkan struktur besar dibina dalam keadaan geologi yang mencabar.

“Namun pada masa sama, ia memerlukan kawalan kualiti bahan dan proses pemadatan sangat teliti,” ujarnya.

Penyelidikan terhadap Stesen Hidrokuasa Shuangjiangkou turut memberi tumpuan kepada sifat bahan empangan, analisis ubah bentuk dan kestabilan, tindak balas dinamik ketika gempa serta kaedah kawalan resapan.

Di sebalik dinding empangan tersebut, terdapat takungan dengan kapasiti keseluruhan kira-kira 2.9 bilion meter padu air.

Fungsi takungan itu tidak terhad kepada menyimpan air untuk menghasilkan elektrik.

Shuangjiangkou turut berperanan sebagai takungan kawalan di bahagian hulu Sungai Dadu.

Bahkan, ia berperanan sebagai takungan kawalan di bahagian hulu Sungai Dadu, sekali gus membolehkan aliran air diatur, sebelum bergerak ke stesen hidroelektrik yang terletak di bahagian hilir.

Fungsi kawalan aliran itu menjadikan Shuangjiangkou penting dalam sistem hidroelektrik berperingkat Sungai Dadu.

Air yang disimpan boleh dilepaskan secara terkawal untuk menyokong operasi stesen jana kuasa di bahagian hilir.

Dengan kata lain, projek itu bukan bekerja secara bersendirian, tetapi menjadi sebahagian daripada rangkaian stesen hidroelektrik yang saling berkaitan.

Keupayaan mengawal aliran air juga dapat membantu mengurangkan bekalan air di hilir serta memperkukuh pengurusan risiko banjir di sepanjang lembangan sungai.

Dari aspek penjanaan tenaga, Pentadbiran Tenaga Negara China menyatakan, Shuangjiangkou mempunyai kapasiti terpasang sebanyak 2,000 megawatt atau dua juta kilowatt sehari, dengan anggaran pengeluaran elektrik tahunan sekitar 7.7 bilion kilowatt-jam (kWj).

“Prinsip operasinya sama seperti loji hidroelektrik konvensional, tenaga keupayaan air yang berada pada kedudukan tinggi ditukarkan kepada tenaga kinetik apabila air mengalir melalui sistem pengalihan, sebelum memutarkan turbin.

“Turbin kemudiannya memacu generator untuk menghasilkan tenaga elektrik yang disalurkan ke grid,” jelasnya.

Sistem penjanaan Shuangjiangkou direka dengan empat unit turbin Francis.

Namun, agensi itu turut memberitahu, cabaran teknologi tidak berakhir selepas pembinaan empangan.

Ini kerana, Shuangjiangkou turut mempunyai sistem janakuasa bawah tanah yang dibina dalam persekitaran batuan keras dengan keadaan geologi tinggi.

Kajian kejuruteraan terhadap projek itu menunjukkan bahawa pembinaan ruang bawah tanah berskala besar memerlukan perhatian khusus terhadap kestabilan batuan termasuk, analisis keadaan tegasan, tindak balas penggalian dan sistem pengukuhan struktur.

Salah satu aspek menarik adalah penerapan konsep kejuruteraan pintar dalam pembangunan projek.

Berdasarkan penyelidikan yang diterbitkan mengenai sistem pembinaan Shuangjiangkou, projek itu menggunakan pendekatan ‘one centre and seven systems’, dengan pusat amaran awal dan pembuatan keputusan berfungsi sebagai ‘otak’ projek.

Sistem tersebut mengintegrasikan data daripada pelbagai bahagian pembinaan bagi membolehkan projek dipantau, dianalisis dan dinilai secara lebih bersepadu.

Pendekatan sedemikian amat penting untuk projek yang mempunyai skala dan tahap kerumitan seperti Shuangjiangkou.

Data daripada aktiviti pembinaan, keadaan struktur, pemantauan geologi dan pelbagai parameter teknikal boleh digunakan untuk membantu jurutera mengenal pasti perubahan yang memerlukan perhatian.

Dalam projek infrastruktur mega, keupayaan menggabungkan data kejuruteraan dengan sistem berasaskan maklumat menjadi semakin penting kerana masalah kecil yang tidak dikesan lebih awal berpotensi memberi masalah besar terhadap keselamatan struktur.

Selain menjana tenaga, fungsi Shuangjiangkou turut berkait rapat dengan agenda peralihan tenaga China.

Menurut laporan Xinhua, apabila beroperasi sepenuhnya, projek itu diunjurkan akan membantu menjimatkan kira-kira 17 juta tan arang batu standard dan mengurangkan pelepasan karbon dioksida sekitar 46 juta tan setahun.

“Tenaga yang dihasilkan juga boleh menyokong penghantaran elektrik bersih dari Barat Daya China ke kawasan lain, selain membantu pembangunan sistem tenaga yang menggabungkan hidro, solar dan angin.

“Keupayaan hidroelektrik bertindak sebagai sumber tenaga boleh dikawal juga memberikan kelebihan apabila sistem elektrik semakin bergantung kepada tenaga boleh diperbaharui seperti solar dan angin,” tulis laporan itu.

Pengeluaran solar bergantung kepada cahaya matahari, manakala angin berubah mengikut keadaan cuaca.

Dalam konteks ini, takungan hidro yang besar menyediakan fleksibiliti operasi kerana pelepasan air boleh diatur mengikut keperluan sistem, walaupun fungsi sebenar bergantung kepada peraturan operasi lembangan dan keadaan hidrologi.

Pada Jun lalu, penyambungan unit pertama Shuangjiangkou kepada grid menjadi titik penting selepas lebih sedekad kerja pembinaannya.

Ini menunjukkan bahawa projek itu mula bergerak daripada fasa pembinaan kepada fasa operasi secara berperingkat.

Kejayaan pembinaan Shuangjiangkou bukan saja bergantung kepada teknologi, malah bagaimana semua komponen tersebut berfungsi sebagai satu sistem.

Dalam era peralihan tenaga, projek seperti Shuangjiangkou menunjukkan bahawa empangan moden bukan sekadar struktur untuk menahan air.

Sebaliknya, ia menjadi sebahagian daripada infrastruktur pintar yang mengurus air dan tenaga pada skala lembangan sungai.