Αν και η υδροηλεκτρική ενέργεια εξαφανίζεται γρήγορα, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή και ο άνεμος, πλησιάζουν γρήγορα, και εξακολουθεί να αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο.
Η υδροηλεκτρική ενέργεια ήταν τόσο διαδεδομένη τον 20ο αιώνα που κέρδισε το παρατσούκλι «λευκό κάρβουνο» για τη δύναμη και την αφθονία του.
Η αρχική και πιο βασική μέθοδος παραγωγής ενέργειας ήταν η υδροηλεκτρική ενέργεια.
Με απλά λόγια, η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι η δημιουργία ενέργειας από πτώση ή κίνηση νερού. Στα ποτάμια κατασκευάζονται φράγματα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Στη συνέχεια, οι τουρμπίνες περιστρέφονται από τη συνεχή ροή του νερού.
Ο πιο δημοφιλής ανανεώσιμες πηγές ενέργειας πηγή στις αρχές του 21ου αιώνα ήταν η υδροηλεκτρική ενέργεια, η οποία το 2019 αντιπροσώπευε περισσότερο από το 18% της συνολικής παγκόσμιας παραγωγικής ικανότητας.
Στο «πώς λειτουργεί η υδροηλεκτρική ενέργεια», ρίχνουμε μια ματιά στην αρχή λειτουργίας της υδροηλεκτρικής ενέργειας.
Πίνακας περιεχομένων
Τι είναι η Υδροηλεκτρική Ενέργεια;
Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι φιλική προς το περιβάλλον και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που παράγει ενέργεια χρησιμοποιώντας ένα φράγμα ή μια δομή εκτροπής για την αλλαγή της φυσικής ροής ενός ποταμού ή άλλου όγκου νερού.
Η υδροηλεκτρική ενέργεια, που ονομάζεται επίσης υδροηλεκτρική ενέργεια παράγει ηλεκτρικής ενέργειας από γεννήτριες που κινούνται από στρόβιλοι μετατρέψετεστο δυνητική ενέργεια πτώσης ή γρήγορης ροής νερό σε μηχανική ενέργεια.
Πλεονεκτήματα της Υδροηλεκτρικής Ενέργειας
Κανένα είδος παραγωγής ενέργειας, σύμφωνα με την Αμερικανική Γεωλογική Υπηρεσία (USGS), δεν προσφέρει τέλεια λύση, ωστόσο η υδροηλεκτρική ενέργεια μπορεί να προσφέρει πολλά οφέλη.
Πηγή: Ποια είναι μερικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της υδροηλεκτρικής ενέργειας; (Ιστότοπος Solar)
1. Πηγή Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας
Επειδή χρησιμοποιεί το νερό στον πλανήτη για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η υδροηλεκτρική ενέργεια θεωρείται ως ανανεώσιμος πόρος.
Όταν λάμπει ο ήλιος, το νερό στην επιφάνεια της γης εξατμίζεται, δημιουργεί σύννεφα και τελικά επιστρέφει στον πλανήτη ως βροχή και χιόνι.
Δεδομένου ότι δεν μπορούμε να το εξαντλήσουμε, δεν μας ανησυχεί η άνοδος της τιμής του ως αποτέλεσμα της σπανιότητας.
Τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια είναι επομένως κατασκευασμένα για να διαρκέσουν. Σε άλλες περιπτώσεις, τα μηχανήματα που προορίζονταν να διαρκέσουν 25 χρόνια εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται αφού έχουν τοποθετηθεί χρησιμοποιήστε για διπλάσιο χρόνο.
2. Πηγή Καθαρής Ενέργειας
Μία από τις πολλές «πράσινες» και «καθαρές» εναλλακτικές πηγές ενέργειας είναι η υδροηλεκτρική ενέργεια. Η παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας δεν μολύνει το περιβάλλον.
Οι εγκαταστάσεις υδροηλεκτρικής ενέργειας δεν απελευθερώνουν επιβλαβή αέρια ή αέρια θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα ενώ παράγουν ενέργεια.
Η περίοδος που η ρύπανση είναι πιο σοβαρή είναι όταν κατασκευάζονται εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής.
Επειδή δεν απελευθερώνει ατμοσφαιρικούς ρύπους, η υδροηλεκτρική ενέργεια βοηθά στη βελτίωση της ποιότητας του αέρα που αναπνέουμε.
Επιπλέον, τα φυτά δεν δημιουργούν επικίνδυνα υποπροϊόντα.
Σήμερα, η χρήση της υδροηλεκτρικής ενέργειας αποτρέπει την απελευθέρωση εκπομπών θερμοκηπίου που ισοδυναμούν με πάνω από 4.5 εκατομμύρια βαρέλια πετρελαίου, γεγονός που θα επιτάχυνε τον ρυθμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη.
3. Προσιτή Πηγή Ενέργειας
Παρά τα ακριβά αρχικά έξοδα κατασκευής, η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια οικονομικά αποδοτική πηγή ενέργειας.
Το νερό του ποταμού είναι ένας απεριόριστος πόρος που δεν επηρεάζεται από τις διακυμάνσεις της αγοράς.
Η τιμή των πηγών ενέργειας που βασίζονται σε ορυκτά καύσιμα, συμπεριλαμβανομένου του άνθρακα, του πετρελαίου και του φυσικού αερίου επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την αστάθεια της αγοράς, η οποία μπορεί να προκαλέσει απότομη άνοδο ή πτώση της.
Με μέση διάρκεια ζωής από 50 έως 100 χρόνια, οι εγκαταστάσεις υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι μακροπρόθεσμες επενδύσεις που μπορούν να ωφελήσουν πολλές επόμενες γενιές.
Προσφέρουν επίσης πολύ χαμηλότερα έξοδα λειτουργίας και συντήρησης και μπορούν απλώς να τροποποιηθούν ώστε να ανταποκρίνονται στις τεχνικές απαιτήσεις του σήμερα.
4. Βοηθά τις απομακρυσμένες κοινότητες στην ανάπτυξη
Αυτές οι εγκαταστάσεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας δεν παράγουν μόνο θέσεις εργασίας αλλά και καθαρή ενέργεια για χρήση από ντόπιους και επιχειρήσεις.
Οι απομακρυσμένες περιοχές που χρειάζονται ηλεκτρική ενέργεια εξυπηρετούνται από υδροηλεκτρικούς σταθμούς, οι οποίοι προσελκύουν επίσης τη βιομηχανία, το εμπόριο, τις μεταφορές και άλλες ζωτικής σημασίας κοινοτική ανάπτυξη.
Όλες αυτές οι πρωτοβουλίες συμβάλλουν στη βελτίωση των τοπικών οικονομιών, στην πρόσβαση στην υγειονομική περίθαλψη και στην εκπαίδευση και στη συνολική ποιότητα ζωής των κατοίκων.
Η EIA ισχυρίζεται ότι αυτή η αξιόπιστη και προσαρμόσιμη πηγή ενέργειας αυξάνει την ελκυστικότητα μιας κοινότητας σε άλλους προγραμματιστές.
5. Ευκαιρίες αναψυχής
Το ψάρεμα, η βαρκάδα και το κολύμπι είναι όλες οι πιθανές ψυχαγωγικές δραστηριότητες στη λίμνη που δημιουργείται πίσω από το φράγμα.
Το νερό από τη λίμνη μπορεί ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για άρδευση. Τα μεγάλα φράγματα γίνονται επίσης δημοφιλείς προορισμοί για τους τουρίστες.
Οι εγκαταστάσεις υδροηλεκτρικής παραγωγής μπορούν να αποθηκεύσουν τεράστιες ποσότητες νερού για χρήση ανάλογα με τις ανάγκες και για άρδευση όταν οι βροχοπτώσεις είναι σπάνιες.
Είναι πλεονεκτικό να μπορούμε να αποθηκεύουμε νερό καθώς μειώνει την ευαισθησία μας σε ξηρασίες και πλημμύρες και προστατεύει τα επίπεδα του νερού από την εξάντληση.
6. Ενίσχυση Αιχμής Ζήτησης
Η υδροηλεκτρική ισχύς επαινείται από το USGS για τη γρήγορη και αξιόπιστη ικανότητά της να λειτουργεί από τη μηδενική ζήτηση έως τη μέγιστη απόδοση.
Πιο γρήγορα από οποιαδήποτε άλλη πηγή ενέργειας, οι παραγωγοί μπορούν να μετατρέψουν αυτό το είδος ανανεώσιμης ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια και να το προσθέσουν στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.
Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι η καλύτερη επιλογή για προσαρμογή στις μεταβαλλόμενες ανάγκες των καταναλωτών λόγω αυτής της δυνατότητας.
7. Προσφέρει μια ευέλικτη ενεργειακή λύση
Για παράδειγμα, η υδροηλεκτρική παραγωγή αυξάνει τη βιωσιμότητα άλλων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως το νερό και η ηλιακή ενέργεια.
Οι εγκαταστάσεις υδροηλεκτρικής ενέργειας αποτελούν το ιδανικό συμπλήρωμα της ηλιακής και αιολικής ενέργειας, καθώς μπορούν να κυμαίνονται ανάλογα με το κλίμα.
Ως αποτέλεσμα, η υδροηλεκτρική ενέργεια έχει μεγάλες δυνατότητες στο μέλλον με μόνο ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Μειονεκτήματα της Υδροηλεκτρικής Ενέργειας
Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί έχουν πολλά πλεονεκτήματα, αλλά όπως κάθε πηγή ενέργειας, πρέπει να αναπτυχθούν και να χρησιμοποιηθούν με σύνεση για να ελαχιστοποιηθούν οι κίνδυνοι και τα μειονεκτήματα.
Ενώ ορισμένα από αυτά τα μειονεκτήματα μπορεί να ισχύουν για σχεδόν οποιοδήποτε ενεργειακό εργοστάσιο, τα προβλήματα με την εκτροπή του νερού είναι μοναδικά για την υδροηλεκτρική ενέργεια.
Πηγή: 5 Μειονεκτήματα της Υδροηλεκτρικής Ενέργειας (PMCAOnline)
1. Περιβαλλοντική βλάβη
Οι φυσικές διαταραχές της ροής του νερού μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά το περιβάλλον και το οικοσύστημα του ποταμού.
Όταν υπάρχει έλλειψη τροφής ή στην έναρξη της αναπαραγωγικής περιόδου, ορισμένα είδη ψαριών και άλλα άγρια ζώα συνήθως μεταναστεύουν.
Η κατασκευή φραγμάτων μπορεί να εμποδίσει τις διαδρομές τους, εμποδίζοντας τη ροή του νερού, γεγονός που προκαλεί την εξαφάνιση των οικοτόπων κατά μήκος των ποταμών.
Λόγω της δημιουργίας φράγματος νερού, της αλλαγής της ροής του ποταμού, της κατασκευής δρόμων και της εγκατάστασης γραμμών ηλεκτροδότησης, οι φυσικές επιπτώσεις της υδροηλεκτρικής ενέργειας συνδέονται με διακοπές στη φύση.
Αν και είναι δύσκολο να μελετηθεί αυτή η διαδικασία και να γίνουν κρίσεις με βάση μόνο ένα στοιχείο, οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί ενδέχεται να έχουν αντίκτυπο στα ψάρια και στον τρόπο με τον οποίο μεταναστεύουν.
Περισσότερες επενδύσεις πελατών έχουν συνδεθεί με την κακομεταχείριση των ειδών ψαριών, γεγονός που δείχνει ότι πολλοί άνθρωποι αισθάνονται έντονα αυτό το θέμα.
2. Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις Κατασκευής Φράγματος
Αν και η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι ένας ανανεώσιμος πόρος, η παραγωγή του χάλυβα και του σκυροδέματος που απαιτούνται για την κατασκευή φραγμάτων μπορεί να προκαλέσει εκπομπές θερμοκηπίου.
Δεν υπάρχουν πολλές τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο που είναι κατάλληλες για την κατασκευή φυτών.
Επιπλέον, ορισμένες από αυτές τις τοποθεσίες απέχουν πολύ από μεγάλες πόλεις όπου η ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο μέγιστο των δυνατοτήτων της.
3. Υψηλά Αρχικά Κεφάλαια Έξοδα
Η κατασκευή οποιουδήποτε σταθμού ηλεκτροπαραγωγής είναι δύσκολη και δαπανηρή, αλλά τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια χρειάζονται ένα φράγμα για να σταματήσουν τη ροή του νερού.
Ως αποτέλεσμα, είναι πιο ακριβές από τις εγκαταστάσεις ορυκτών καυσίμων συγκρίσιμης κλίμακας.
Λόγω υλικοτεχνικών δυσκολιών όπως η γεωγραφία, η τοποθέτηση θεμελίων κάτω από το νερό και τα υλικά που είναι απαραίτητα για την κατασκευή τους, οι εγκαταστάσεις υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι εξαιρετικά ακριβές στην κατασκευή τους.
Το μόνο πλεονέκτημα είναι ότι δεν θα χρειαστεί τόση συντήρηση αφού τελειώσει.
Για να ανακτηθούν τα χρήματα που επενδύθηκαν για την κατασκευή, το υδροηλεκτρικό εργοστάσιο θα πρέπει ακόμα να είναι σε λειτουργία για μεγάλο χρονικό διάστημα.
4. Δυνατότητα σύγκρουσης
Για να αξιοποιήσουν το νερό, τα έθνη με άφθονες πηγές υδροηλεκτρικής ενέργειας κατασκευάζουν συχνά φράγματα σε ποτάμια.
Αν και αυτή η πράξη είναι αξιέπαινη, μπορεί να εμποδίσει τη φυσική ροή του νερού από τη μια κατεύθυνση στην άλλη.
Για να εξυπηρετηθούν άτομα που επιθυμούν να κατασκευάσουν φράγματα σε διάφορες περιοχές, το νερό που δεν χρειάζεται σε ένα μέρος διοχετεύεται σε άλλο.
Αλλά εάν υπάρχει έλλειψη νερού εκεί, μπορεί να οδηγήσει σε πόλεμο, επομένως είναι απαραίτητο να σταματήσει η ροή του νερού προς τα φράγματα.
5. Μπορεί να προκαλέσει ξηρασία
Αν και η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι η πιο αξιόπιστη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα νερού σε μια συγκεκριμένη περιοχή.
Έτσι, α ξηρασία μπορεί να έχει μεγάλο αντίκτυπο στο πόσο καλά λειτουργεί ένα υδροηλεκτρικό εργοστάσιο.
Το συνολικό κόστος ενέργειας και ισχύος υπολογίζεται με βάση τη διαθεσιμότητα νερού.
Τα ξόρκια μπορεί να έχουν μεγάλη επίδραση στην ικανότητα των ανθρώπων να παίρνουν νερό, καθώς τους εμποδίζουν να πάρουν τη δύναμη που χρειάζονται.
Και καθώς ο πλανήτης μας συνεχίζει να θερμαίνεται λόγω της κλιματικής αλλαγής, αυτό μπορεί να συμβεί πιο συχνά.
6. Κίνδυνος πλημμύρας σε χαμηλότερα υψόμετρα
Οι κοινότητες που ζουν κατάντη κινδυνεύουν από πλημμύρες όταν δημιουργούνται φράγματα σε υψηλότερα υψόμετρα, γεγονός που αυξάνει την πιθανότητα να απελευθερωθούν ισχυρά ρεύματα νερού από το φράγμα προκαλώντας πλημμύρες.
Παρά τη δύναμη της κατασκευής των φραγμάτων, εξακολουθούν να υπάρχουν κίνδυνοι. ο Αποτυχία φράγματος Banqiao είναι η μεγαλύτερη καταστροφή φράγματος στην ιστορία.
Το φράγμα έσπασε λόγω της υπερβολικής βροχόπτωσης που προκλήθηκε από τυφώνα. Ως αποτέλεσμα, 171,000 άνθρωποι πέθαναν.
7. Εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου
Μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου απελευθερώνονται από τη δεξαμενή υδροηλεκτρικής ενέργειας.
Η βλάστηση κάτω από το νερό αρχίζει να αποσυντίθεται και να υποβαθμίζεται σε αυτά τα υγρά μέρη κοντά στο φράγμα.
Επιπλέον, τα φυτά εκπέμπουν πολύ άνθρακα και μεθάνιο καθώς πεθαίνουν.
8. Γεωλογικές Βλάβες
Σοβαρή γεωλογική βλάβη μπορεί να προκληθεί από την κατασκευή φραγμάτων μεγάλης κλίμακας.
Το χτίσιμο του φράγματος Χούβερ στις Ηνωμένες Πολιτείες, που πυροδότησε σεισμούς και η συμπιεσμένη επιφάνεια της γης κοντά, είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα γεωλογικής βλάβης.
9. Εξάρτηση από την Τοπική Υδρολογία
Δεδομένου ότι η υδροηλεκτρική ενέργεια εξαρτάται αποκλειστικά από τη ροή του νερού, οι αλλαγές στο περιβάλλον μπορεί να επηρεάσουν το πόσο επιτυχώς αυτά τα φράγματα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
Για παράδειγμα, ένα υδροηλεκτρικό φράγμα μπορεί να είναι λιγότερο παραγωγικό από το αναμενόμενο, εάν η κλιματική αλλαγή μειώσει τη ροή του νερού σε συγκεκριμένες τοποθεσίες.
Για παράδειγμα, το 66 τοις εκατό των ενεργειακών αναγκών της Κένυας καλύπτεται από υδροηλεκτρική ενέργεια.
Η Κένυα έχει επηρεαστεί εδώ και καιρό από τους ενεργειακούς περιορισμούς που προκαλούνται από την ξηρασία, ισχυρίζεται Διεθνείς ποταμοί, μια ομάδα αφιερωμένη στη διατήρηση των ποταμών του κόσμου.
Από την άλλη πλευρά, ορισμένες τοποθεσίες αντιμετωπίζουν πλέον μεγαλύτερο κίνδυνο πλημμύρας ως αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής.
Σε αυτές τις περιπτώσεις, τα φράγματα μπορούν να παρέχουν τόσο έλεγχο των πλημμυρών όσο και παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας.
Πώς λειτουργεί η Υδροηλεκτρική Ενέργεια;
Πώς λειτουργεί η υδροηλεκτρική ενέργεια
Πηγή: Πώς λειτουργεί ένας υδροηλεκτρικός σταθμός; Μια σύντομη ιστορία και βασική μηχανική (WIKA Blog – WIKA USA)
Ένα φράγμα ή άλλη κατασκευή που μεταβάλλει τη φυσική ροή ενός ποταμού ή άλλου όγκου νερού χρησιμοποιείται για τη δημιουργία υδροηλεκτρική ενέργεια, συχνά γνωστή ως υδροηλεκτρική ενέργεια.
Για την παραγωγή ενέργειας, η υδροηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιεί τον αέναο, ατελείωτο κύκλο του νερού, ο οποίος χρησιμοποιεί το νερό ως καύσιμο και δεν αφήνει πίσω του κανένα απόβλητο.
Αν και υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη υδροηλεκτρικών σταθμών, προωθούνται πάντα από την κινητική ενέργεια του νερού που κινείται προς τα κάτω.
Για να μετατραπεί αυτή η κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία κτιρίων, επιχειρήσεων και άλλων εγκαταστάσεων, η υδροηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιεί τουρμπίνες και γεννήτριες.
Οι εγκαταστάσεις υδροηλεκτρικής ενέργειας συνήθως βρίσκονται πάνω ή κοντά σε μια πηγή νερού, καθώς χρησιμοποιούν νερό για την παραγωγή ενέργειας.
Η ποσότητα ενέργειας που μπορεί να εξαχθεί από το ρέον νερό εξαρτάται τόσο από τον όγκο του όσο και από την υψομετρική αλλαγή, ή «κεφαλή», μεταξύ δύο σημείων.
Η ποσότητα ισχύος που μπορεί να παραχθεί αυξάνεται με τη ροή και την κεφαλή.
Στο επίπεδο της εγκατάστασης, το νερό κυκλοφορεί μέσω ενός σωλήνα, που ονομάζεται επίσης πεντάλ, ο οποίος περιστρέφει τα πτερύγια ενός στροβίλου, ο οποίος περιστρέφει μια γεννήτρια, η οποία παράγει ενέργεια.
Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί η πλειονότητα των συμβατικών υδροηλεκτρικών εγκαταστάσεων —συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων αντλίας αποθήκευσης και ροής του ποταμού.
Διάγραμμα Υδροηλεκτρικού Σταθμού
Διάγραμμα υδροηλεκτρικού σταθμού
Στοιχεία Υδροηλεκτρικού Σταθμού
Τα κύρια συστατικά ενός υδροηλεκτρικού σταθμού είναι τα ακόλουθα.
- Forebay και Δομή Πρόσληψης
- Αγωγοί αγώνων κεφαλής ή εισαγωγής
- Υδατοφράκτης
- Θάλαμος υπερχείλισης
- Υδραυλικοί στρόβιλοι
- Ηλεκτρικό σπίτι
- Σωλήνας βύθισης και Tailrace
1. Δομές Forebay και Πρόσληψης
Το μπροστινό μέρος, όπως υποδηλώνει το όνομά του, είναι ένα μεγαλύτερο σώμα νερού μπροστά από την εισαγωγή. Όταν μια αποθήκη αντλιών νερού κατευθείαν από μια δεξαμενή, η δεξαμενή χρησιμεύει ως προκαταρκτικός χώρος.
Το τμήμα του καναλιού μπροστά από τους στρόβιλους επεκτείνεται για να δημιουργήσει ένα πρόσθιο μέρος όταν το κανάλι μεταφέρει νερό στις τουρμπίνες.
Για την τροφοδοσία νερού στις τουρμπίνες, το forebay αποθηκεύει προσωρινά νερό. Το νερό δεν επιτρέπεται να ρέει καθώς εισέρχεται στο κανάλι ή στη δεξαμενή.
Για τη διαχείριση της εισροής νερού, τοποθετούνται ανυψωτικά μηχανήματα στις πύλες εισαγωγής. Για να σταματήσουν τα απορρίμματα, τα δέντρα κ.λπ. να μπουν στο στόκο, τοποθετούνται σχάρες απορριμμάτων μπροστά από τις πύλες.
Επιπλέον, διατίθενται τσουγκράνες για τον περιοδικό καθαρισμό των σχαριών απορριμμάτων.
2. Αγωγοί αγώνων κεφαλής ή εισαγωγής
Μεταφέρουν νερό από τη δεξαμενή στις τουρμπίνες. Ανάλογα με τις συνθήκες στην τοποθεσία, μπορεί να επιλεγεί ένα ανοιχτό κανάλι ή ένας αγωγός πίεσης (Penstock).
Ο αγωγός πίεσης θα μπορούσε να είναι μια διόγκωση εισαγωγής στο σώμα του φράγματος, ένας μακρύς αγωγός από χάλυβα ή σκυρόδεμα ή περιστασιακά μια σήραγγα που εκτείνεται για μερικά χιλιόμετρα μεταξύ της δεξαμενής και του σταθμού παραγωγής ενέργειας.
Η κλίση του αγωγού πίεσης καθορίζεται από τις συνθήκες της τοποθεσίας και δεν ακολουθεί τα περιγράμματα της γης. Το νερό κινείται με ταχύτερο ρυθμό στον αγωγό ισχύος από ότι σε ένα ανοιχτό κανάλι.
Η ταχύτητα μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 2.5 και 3 m/sec μέχρι ύψος κεφαλής περίπου 60 μέτρων.
Η ταχύτητα μπορεί να είναι ακόμη μεγαλύτερη για υψηλότερες κεφαλές. Μερικές φορές είναι πρακτικό ή οικονομικά αποδοτικό να χρησιμοποιήσετε ένα ανοιχτό κανάλι ως κύριο αγωγό εξ ολοκλήρου ή εν μέρει.
Το κανάλι κούρσας κεφαλής χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα χαμηλού κεφαλιού όπου οι απώλειες κεφαλής είναι σημαντικές. Ενδέχεται να κατευθύνει το νερό στα στόμια ή στους στρόβιλους.
Ένα ανοιχτό κανάλι έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πλοήγηση ή άρδευση.
3. Penstock
Τα Penstocks λειτουργούν ως μεγάλοι, κεκλιμένοι σωλήνες που μεταφέρουν νερό από ταμιευτήρες ή κατασκευές εισαγωγής στους στρόβιλους.
Λειτουργούν υπό ένα ορισμένο ποσό πίεσης, επομένως το απότομο κλείσιμο ή άνοιγμα των πυλών στεγανοποίησης μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία σφύρας νερού στα στελέχη.
Έτσι, εκτός από το γεγονός ότι το στέλεχος είναι σαν ένας κανονικός σωλήνας, είναι φτιαγμένοι για να αντέχουν την κρούση του σφυριού νερού.
Για την ανακούφιση αυτής της πίεσης, διατίθενται δεξαμενές υπερχείλισης για μακριές αποθήκες και ισχυροί τοίχοι για κοντές αποθήκες.
Οι πυλωτές κατασκευάζονται από χάλυβα ή οπλισμένο σκυρόδεμα. Για κάθε στρόβιλο, χρησιμοποιείται ξεχωριστό στέλεχος αν το μήκος είναι μικρό.
Ομοίως, εάν το μήκος είναι μεγάλο, χρησιμοποιείται ένα μεγάλο στόκο, και χωρίζεται σε κλαδιά στο τέλος.
4. Θάλαμος υπερχείλισης
Ένας θάλαμος υπερχείλισης, μερικές φορές γνωστός ως δεξαμενή υπερχείλισης, είναι ένας κύλινδρος με άνοιγμα στην κορυφή για τον έλεγχο της πίεσης στοκ.
Βρίσκεται όσο πιο κοντά στο ηλεκτρικό σπίτι είναι πρακτικό και είναι συνδεδεμένο με το πηνίο.
Η στάθμη του νερού στη δεξαμενή υπερχείλισης αυξάνεται και ελέγχει την πίεση στο στόμιο τροφοδοσίας κάθε φορά που το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας απορρίπτει το φορτίο νερού που προέρχεται από το ρεζερβουάρ.
Παρόμοια με αυτό, η δεξαμενή υπερχείλισης επιταχύνει τη ροή του νερού στο σπίτι όταν υπάρχει μεγάλη ζήτηση, γεγονός που προκαλεί πτώση της στάθμης του νερού.
Η στάθμη νερού της δεξαμενής υπερχείλισης σταθεροποιείται όταν η εκκένωση του ηλεκτρικού συγκροτήματος είναι σταθερή.
Οι δεξαμενές υπερχείλισης διατίθενται σε μια ποικιλία ποικιλιών και επιλέγονται ανάλογα με τις ανάγκες του φυτού, το μήκος του στελέχους κ.λπ.
5. Υδραυλικοί Στρόβιλοι
Ένας υδραυλικός στρόβιλος είναι μια συσκευή που μετατρέπει την υδραυλική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια συνδέοντας τον άξονα του στροβίλου με τη γεννήτρια.
Ο μηχανισμός σε αυτήν την περίπτωση είναι ότι η γεννήτρια παράγει ηλεκτρισμό κάθε φορά που το νερό από το στέλεχος έρχεται σε επαφή με τα κυκλικά πτερύγια ή τον δρομέα υπό υψηλή πίεση.
Γενικά, οι δύο τύποι υδραυλικών στροβίλων είναι οι τουρμπίνες αντίδρασης και οι τουρμπίνες ώθησης.
Ο στρόβιλος ταχύτητας είναι ένα άλλο όνομα για έναν στρόβιλο παλμών. Ένα παράδειγμα παλμικού στροβίλου είναι ένας στρόβιλος τροχού Pelton.
Ένας στρόβιλος πίεσης είναι ένα άλλο όνομα για έναν στρόβιλο αντίδρασης. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει τους στρόβιλους Kaplan και τους στρόβιλους Francis.
6. Power House
Έχει δημιουργηθεί μια εγκατάσταση γνωστή ως «ηλεκτροστάσιο» για την προστασία των ηλεκτρικών και υδραυλικών μηχανημάτων.
Συνήθως, το θεμέλιο ή η υποδομή που κατασκευάζεται για το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας υποστηρίζει ολόκληρο το κομμάτι του εξοπλισμού.
Κατά τη δημιουργία της βάσης για τους στρόβιλους αντίδρασης, ορισμένος εξοπλισμός, όπως οι σωλήνες έλξης και το περίβλημα κύλισης, είναι στερεωμένος στο εσωτερικό. Ως αποτέλεσμα, το ίδρυμα χτίζεται σε μεγάλη κλίμακα.
Όσον αφορά την υπερκατασκευή, κάθετες τουρμπίνες είναι τοποθετημένες κάτω από γεννήτριες στο ισόγειο.
Επιπλέον, προσφέρονται οριζόντιοι στρόβιλοι. Στον πρώτο όροφο ή στον ημιώροφο υπάρχει μια αίθουσα ελέγχου.
7. Draft Tube and Tail Race
Ο αγώνας ουράς αναφέρεται στη δίοδο στην οποία εκκενώνεται ο στρόβιλος στην περίπτωση ενός τροχού ώθησης και μέσω του σωλήνα έλξης στην περίπτωση ενός στροβίλου αντίδρασης.
Ο σωλήνας αναρρόφησης, γνωστός και ως σωλήνας έλξης, είναι απλώς ένας αεροστεγής σωλήνας εγκατεστημένος στην πλευρά εξόδου κάθε τουρμπίνας αντίδρασης.
Ξεκινά από το άκρο εκκένωσης του δρομέα του στροβίλου και κατεβαίνει στο επίπεδο του νερού της ουράς, το οποίο είναι 0.5 μέτρα κάτω από την επιφάνεια.
Μια έκρηξη 4 έως 6 μοιρών εφαρμόζεται συνήθως σε σωλήνες ευθύγραμμου ρεύματος για να επιβραδύνει σταδιακά τη ροή του νερού.
Συμπέρασμα
Καθώς γίνεται γνωστή η αρχή λειτουργίας ενός υδροηλεκτρικού σταθμού, είναι καλό να γνωρίζουμε ότι κάτι τόσο εξελιγμένο όπως αυτό είναι ανανεώσιμο και μπορεί να διαρκέσει για 50-100 χρόνια. Τι φοβερό.
FAQs
Σε τι χρησιμεύει η υδροηλεκτρική ενέργεια;
Η υδροηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της μετατροπής της κινητικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία κτιρίων, επιχειρήσεων και άλλων εγκαταστάσεων, η υδροηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιεί στρόβιλους και γεννήτριες για αυτές τις διαδικασίες.
Είναι η υδροηλεκτρική ενέργεια ανανεώσιμη;
Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια μορφή ανανεώσιμης ενέργειας, ναι. Γιατί; λόγω του νερού. Μπορεί να παρατηρήσετε πώς το νερό εξατμίζεται στα σύννεφα και επιστρέφει ως υετό στην επιφάνεια της γης. Ο κύκλος του νερού ανανεώνεται συνεχώς και μπορεί να χρησιμοποιηθεί επανειλημμένα για την παραγωγή ενέργειας.
συστάσεις
Ένας οικολόγος με πάθος από καρδιάς. Κορυφαίος συγγραφέας περιεχομένου στο EnvironmentGo.
Προσπαθώ να εκπαιδεύσω το κοινό για το περιβάλλον και τα προβλήματά του.
Ήταν πάντα για τη φύση, θα έπρεπε να προστατεύουμε και όχι να καταστρέφουμε.