Υπάρχουν πολλοί τύποι ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στον κόσμο και ο καθένας έχει διαφορετική λειτουργία. Ο στόχος είναι ο ίδιος: η παραγωγή καθαρής ενέργειας με μηδενικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου χρησιμοποιώντας ορισμένους απεριόριστους πόρους της γης. Σε αυτήν την περίπτωση, θα μιλήσουμε για το τι είναι υδροηλεκτρική ενέργεια.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε ποια είναι η υδροηλεκτρική ενέργεια, ποια είναι τα χαρακτηριστικά της, πώς παράγεται και ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της.
Τι είναι η υδροηλεκτρική ενέργεια
Η υδροηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιεί τη δυνητική ενέργεια του νερού σε ένα ορισμένο ύψος της κοίτης του ποταμού για να το μετατρέψει σε μηχανική ενέργεια στο χαμηλότερο σημείο της κοίτης του ποταμού και τέλος σε ηλεκτρική ενέργεια. Μετατρέπει τη δύναμη του νερού σε ηλεκτρική ενέργεια. Για να χρησιμοποιήσετε αυτήν την ενέργεια, κατασκευάζεται μια υποδομή εξοικονόμησης νερού μεγάλης κλίμακας για μεγιστοποίηση τις δυνατότητες αυτού του τοπικού, ανανεώσιμου και χωρίς εκπομπές πόρων.
Ένα υδροηλεκτρικό εργοστάσιο είναι ένα σύνολο ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων και εξοπλισμού που είναι απαραίτητος για τη μετατροπή της πιθανής υδροηλεκτρικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια και μπορεί να λειτουργεί 24 ώρες την ημέρα. Η διαθέσιμη ηλεκτρική ενέργεια είναι ανάλογη του ύψους της ροής του νερού και του καταρράκτη.
Ο πιο κοινός σταθμός υδροηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο είναι η λεγόμενη «κεντρική δεξαμενή». Σε αυτούς τους τύπους φυτών, το νερό συσσωρεύεται στο φράγμα και στη συνέχεια πέφτει από ύψος πάνω από την τουρμπίνα, γεγονός που προκαλεί την περιστροφή του στροβίλου και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω μιας γεννήτριας που βρίσκεται στο νάτριο. Στη συνέχεια, αυξάνεται η τάση της για μεταφορά ισχύος χωρίς μεγάλες απώλειες και στη συνέχεια προστίθεται στο δίκτυο. Από την άλλη πλευρά, το χρησιμοποιημένο νερό επιστρέφει στη φυσική του διαδικασία.
Ένας άλλος τρόπος είναι "περνώντας ανταλλαγές." Αυτοί οι τύποι σταθμών παραγωγής ενέργειας επωφελούνται από τη φυσική ανισότητα του ποταμού και, στη συνέχεια, μεταφέρουν το νερό μέσω καναλιών στον σταθμό ηλεκτροπαραγωγής, όπου οι στρόβιλοι μπορούν να κινούνται κατακόρυφα (εάν το ποτάμι έχει απότομη πλαγιά) ή οριζόντια (εάν η κλίση είναι χαμηλή ) να μοιάζουν με εκείνα του εγκατάσταση ταμιευτήρα με τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτοί οι τύποι εργοστασίων λειτουργούν συνεχώς επειδή δεν έχουν ικανότητα αποθήκευσης νερού.
Μέρη υδροηλεκτρικού σταθμού
Η υδροηλεκτρική μονάδα αποτελείται από τα ακόλουθα μέρη:
- Φράγμα: Είναι υπεύθυνη για την αναχαίτιση ποταμών και τη διατήρηση υδάτινων σωμάτων (για παράδειγμα, δεξαμενών) πριν από τον περιορισμό, δημιουργώντας μια διαφορά στο νερό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας. Τα φράγματα μπορούν να κατασκευαστούν από λάσπη ή σκυρόδεμα (τα πιο χρησιμοποιημένα).
- Spillways: Είναι υπεύθυνοι για την απελευθέρωση μερικώς σταματημένου νερού παρακάμπτοντας το μηχανοστάσιο και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άρδευση. Βρίσκονται στον κύριο τοίχο του φράγματος και μπορούν να είναι το κάτω μέρος ή η επιφάνεια. Το μεγαλύτερο μέρος του νερού χάνεται στη λεκάνη στους πρόποδες του φράγματος για να αποφευχθεί ζημιά όταν πέσει το νερό.
- Εισαγωγή νερού: Είναι υπεύθυνοι για τη συλλογή του αναχαιτισμένου νερού και τη μεταφορά του στο μηχάνημα μέσω καναλιών ή εξαναγκασμένων σωλήνων. Η είσοδος νερού έχει μια πόρτα για τη ρύθμιση της ποσότητας νερού που φτάνει στην τουρμπίνα και ένα φίλτρο για την αποφυγή της διέλευσης ξένων αντικειμένων (κορμοί, κλαδιά, κ.λπ.).
- Εργοστάσιο ηλεκτρισμού: Οι μηχανές (γεννήτριες, υδραυλικοί στρόβιλοι, άξονες και γεννήτριες) και τα στοιχεία ελέγχου και ρύθμισης βρίσκονται εδώ. Διαθέτει πόρτες εισόδου και εξόδου για να αφήσει την περιοχή του μηχανήματος χωρίς νερό κατά τη συντήρηση ή την αποσυναρμολόγηση.
- Υδραυλικοί στρόβιλοι: Είναι υπεύθυνοι για τη χρήση της ενέργειας του νερού που διέρχεται από αυτό για τη δημιουργία περιστροφικής κίνησης μέσω του δικού του άξονα. Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι: τροχοί Pelton, στρόβιλοι Francis και στρόβιλοι Kaplan (ή έλικα).
- Μετασχηματιστής- Μια ηλεκτρική συσκευή που χρησιμοποιείται για την αύξηση ή τη μείωση της τάσης ενός κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος διατηρώντας παράλληλα την ισχύ.
- Γραμμή μετάδοσης ισχύος: ένα καλώδιο που μεταδίδει την παραγόμενη ενέργεια.
Τύποι υδροηλεκτρικών σταθμών
Ανάλογα με τον τύπο ανάπτυξης, οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους:
- Υδροηλεκτρικά εργοστάσια απορροής: αυτά τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια συλλέγουν νερό από τα ποτάμια ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες και τη διαθέσιμη ροή των στροβίλων. Η ανομοιογένεια μεταξύ των υδάτινων περιοχών είναι μικρή και είναι τα κέντρα που απαιτούν συνεχή ροή.
- Υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις με εφεδρικές δεξαμενές: Αυτές οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν έναν ορισμένο όγκο δεξαμενής "ανάντη" μέσω του φράγματος. Ανεξάρτητα από τη ροή του ποταμού, η δεξαμενή διαχωρίζει την ποσότητα νερού από τις τουρμπίνες που παράγουν ηλεκτρισμό όλο το χρόνο. Αυτός ο τύπος εργοστασίου μπορεί να χρησιμοποιεί την περισσότερη ενέργεια και η kWh είναι συνήθως φθηνότερη.
- Υδροηλεκτρικοί αντλιοστάσιο: Αυτές οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις έχουν δύο δεξαμενές με διαφορετικά επίπεδα νερού, τα οποία χρησιμοποιούνται όταν απαιτείται πρόσθετη ενέργεια. Το νερό από την άνω δεξαμενή περνά μέσω του στροβίλου στην κάτω δεξαμενή και στη συνέχεια επιστρέφει στην άνω δεξαμενή άντλησης νερού κατά τη διάρκεια της ημέρας όταν η ζήτηση ενέργειας είναι χαμηλή.
Υδροηλεκτρική ενέργεια στην Ισπανία
Οι τεχνολογικές εξελίξεις είχαν ως αποτέλεσμα οι πηγές μικροϋδραυλικής ενέργειας να έχουν αρκετά ανταγωνιστικό κόστος στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας, αν και το κόστος αυτό ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο της εγκατάστασης και τις ενέργειες που πρέπει να πραγματοποιηθούν. Εάν η εγκατεστημένη ισχύς ενός σταθμού είναι μικρότερη από 10 MW και μπορεί να είναι νερό ή απορροή, η μονάδα παραγωγής ενέργειας θεωρείται μια μικρή υδροηλεκτρική μονάδα.
Σήμερα, η ανάπτυξη του ισπανικού υδροηλεκτρικού τομέα στοχεύει να αυξηθεί αποτελεσματικότητα προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση των υπαρχουσών εγκαταστάσεων. Αυτές οι συστάσεις αποσκοπούν στην επιδιόρθωση, τον εκσυγχρονισμό, τη βελτίωση ή την επέκταση ενός εγκατεστημένου εργοστασίου. Οι υδραυλικές τουρμπίνες αναπτύσσονται με ισχύ μικρότερη από 10 kW, αυτές είναι πολύ χρήσιμες για να επωφεληθούν από την κινητική δύναμη των ποταμών και να παράγουν ηλεκτρισμό σε απομονωμένες περιοχές. Η τουρμπίνα παράγει ηλεκτρική ενέργεια απευθείας σε εναλλασσόμενο ρεύμα και δεν απαιτεί πτώση νερού, πρόσθετη υποδομή ή υψηλό κόστος συντήρησης.
Η Ισπανία διαθέτει σήμερα περίπου 800 υδροηλεκτρικά εργοστάσια διαφόρων μεγεθών. Υπάρχουν 20 σταθμοί παραγωγής ενέργειας με περισσότερα από 200 μεγαβάτ, τα οποία από κοινού αντιπροσωπεύουν το 50% της συνολικής παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας. Στο άλλο άκρο, Η Ισπανία έχει δεκάδες μικρά φράγματα με ισχύ μικρότερη από 20 μεγαβάτ.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα σχετικά με το τι είναι η υδροηλεκτρική ενέργεια και πώς λειτουργεί.