Atjaunojamās enerģijas pasauli veido dažādi avoti, kuriem visiem ir viens un tas pats mērķis: ražot tīru enerģiju bez siltumnīcefekta gāzu emisijām, izmantojot neizsmeļamus dabas resursus. Šajā rakstā mēs izpētīsim hidroelektrostacijas, kas ir viens no visefektīvākajiem atjaunojamās enerģijas avotiem.
Mēs detalizēti paskaidrosim, kas ir hidroelektrostacija, kā tā darbojas, kādi ir tās svarīgākie raksturlielumi, kādas ir tās priekšrocības un trūkumi, un kādi hidroelektrostaciju veidi pastāv.
Kas ir hidroelektriskā enerģija
La hidroelektrostacijas ir enerģija, kas iegūta, izmantojot priekšrocības ūdens kustība krītot no augstuma, kas ģenerē elektrību, iedarbinot turbīnu. Šajā procesā tiek izmantota ūdens potenciālā enerģija rezervuārā vai upē, pārveidojot to vispirms mehāniskajā enerģijā caur turbīnu un pēc tam elektriskajā enerģijā caur ģeneratoru.
Lai izmantotu šo enerģiju, parasti ir nepieciešama ievērojama infrastruktūra, piemēram, aizsprosts, lai uzglabātu ūdeni un pēc tam novadītu to caur pildspalvām uz turbīnām. Tomēr ir dažādi augu veidi, kas atšķiras atkarībā no to izmantošanas veida.
Elektroenerģija, kas saražota ar hidroelektrostaciju, tiek ražota bez piesārņojošo gāzu emisijām, kas padara to par ļoti pievilcīgu iespēju samazināt ietekmi uz vidi un virzīties uz daudz ilgtspējīgāku energosistēmu. Turklāt galvenā priekšrocība ir tā, ka šī enerģija ir atjaunojams, jo ūdens cikls ir nepārtraukts.
Hidroelektrostacijas daļas
Pamatnosacījums, lai hidroelektrostacija darbotos pareizi, ir tā labi strukturēta. Tādējādi galvenās daļas, kas veido hidroelektrostaciju, ir:
- Māte: Tā ir pamatstruktūra, kas uzglabā ūdeni un ģenerē gradientu, kas nepieciešams potenciālās enerģijas iegūšanai. Dambis var būt no betona vai zemes, bet tā galvenā funkcija ir saturēt ūdeni.
- Spilveni: Šie rūpējas izlaist ūdeni pārsnieguma gadījumā nepieļaujot rezervuāra ietilpības pārsniegšanu. Tie parasti atrodas dambja augšpusē, un to uzdevums ir aizsargāt infrastruktūru.
- Ūdens uzņemšana: Kanāli ūdens uz turbīnas. Vārti regulē izplūstošā ūdens daudzumu un ir aizsargāti ar filtriem, lai novērstu atkritumu iekļūšanu.
- Elektriskā elektrostacija: Šeit ir turbīnas un ģeneratori kas pārveido ūdens mehānisko enerģiju elektrībā. Tā ir auga sirds.
- Hidrauliskās turbīnas: Pārvērtiet ūdens kinētisko enerģiju rotācijas enerģijā. Visizplatītākie ir Peltons, Frensiss un Kaplans, katrs dažādiem plūsmas un augstuma līmeņiem.
- Elektriskais ģenerators: Savienots ar turbīnām, ģenerators pārvērš to rotāciju par elektroenerģija.
- Transformators: Palieliniet elektriskā spriedze radīts, lai atvieglotu tā transportēšanu lielos attālumos.
- Pārvades līnijas: Kabeļi, kas ved elektroenerģiju uz sadales tīkliem.
Hidroelektrostaciju veidi
Hidroelektrostacijas projektēšanas veids atšķiras atkarībā no vides, pieejamās ūdens plūsmas un enerģijas vajadzībām. Tādā veidā mēs atrodam trīs galvenos augu veidus:
- Caurlaides augi: Šāda veida augiem nav rezervuāra ūdens uzglabāšanai, bet gan tie tiek izmantoti tieši no ūdens upes plūsma. Upes iekārtām parasti ir mazāka ietekme uz vidi un tās darbojas nepārtraukti.
- Elektrostacijas ar rezervuāru: Tajos ūdens tiek uzglabāts a liels depozīts ko kontrolē aizsprosts un atbrīvo, pamatojoties uz enerģijas vajadzībām. Tie ir visizplatītākie un ļauj efektīvi kontrolēt elektroapgādi.
- Sūknēšanas iekārtas: Šie augi ir īpaši noderīgi, lai pārvaldītu enerģijas pārpalikumus, jo tie ļauj sūknēt ūdeni uz augšējo rezervuāru, kad enerģijas pieprasījums ir zems, un izlaidiet to, lai ražotu elektroenerģiju, kad pieprasījums ir liels.
Papildus šiem trim galvenajiem veidiem pastāv arī ieviešanas iespēja mikro hidroelektrostacijas, kas ir šo infrastruktūru miniatūras versijas. Tie ir paredzēti, lai piegādātu enerģiju nelielām izolētām kopienām vai lauku apvidiem, kur pieslēgums elektrotīklam ir ierobežots.
Hidroelektrostacijas priekšrocības
Hidroelektrostacijai ir virkne priekšrocību, kas padara to par vienu no pievilcīgākajiem enerģijas avotiem efektivitātes un ilgtspējības ziņā:
- Tas ir atjaunojams: Kamēr ūdens cikls turpinās darboties, hidroelektrostacija būs neizsmeļama.
- Neizdala piesārņojošas emisijas: Tas ir viens no tīrākajiem enerģijas avotiem, jo darbības laikā tas nerada siltumnīcefekta gāzes vai piesārņotājus.
- Augsta veiktspēja: Mūsdienu iekārtām izdodas pārveidot līdz pat 90% no potenciālās ūdens enerģijas elektroenerģijā, kas ir daudz efektīvāk nekā citi enerģijas veidi.
- Regulē upju plūsmu: Dambji palīdz kontrolēt plūdus un stabilizēt ūdens plūsmu, kas var būt noderīgi plūdu vai sausuma laikā.
- Noliktavas ietilpība: Rezervuārus var izmantot arī ūdens uzglabāšanai citiem mērķiem, piemēram, apūdeņošanai vai dzeramā ūdens apgādei.
Hidroenerģijas trūkumi
Lai gan tai ir vairākas priekšrocības, ir jāņem vērā arī trūkumi, jo īpaši attiecībā uz to ietekme uz vidi:
- Izmaiņas ekosistēmā: Dambju būvniecība var pārtraukt upju dabisko ciklu, ietekmējot sugas, kuru vairošanās vai pārtika no tā ir atkarīga.
- Augstas infrastruktūras izmaksas: Sākotnējās investīcijas dambju un hidroelektrostaciju celtniecībā ir lielas.
- Atkarība no laika apstākļiem: Sausuma vai lietus trūkuma laikā var tikt ietekmēta elektroenerģijas ražošana.
- Populāciju pārvietošanās: Lielu rezervuāru būvniecība var piespiest vietējās kopienas pārvietoties.
Neskatoties uz šiem trūkumiem, hidroenerģija joprojām ir dzīvotspējīga izvēle daudzos pasaules reģionos, ja vien šī ietekme tiek samazināta līdz minimumam.
Hidroenerģija Spānijā
Spānijā hidroelektrostacijai ir būtiska nozīme enerģijas matricā. Pašlaik valstī ir aptuveni 800 hidroelektrostacijas dažādas jaudas, sākot no lieliem aizsprostiem līdz mikroelektrostacijām. Aptuveni 50% no Spānijas hidroelektrostacijas saražo 20 lielākās elektrostacijas, no kurām daudzu jauda pārsniedz 200 MW.
Pateicoties tehnoloģiju attīstībai, uzplaukst arī mazās hidroelektrostacijas, kas ģenerē mazāk par 10 MW. Šie augi ļauj ģenerēt enerģiju attālos apgabalos bez nepieciešamības pēc lielas infrastruktūras. Turklāt jaunas mikroturbīnas ļauj elektroenerģijas ražošanai izmantot pat nelielas plūsmas un kalnu upes.
Pēdējos gados Spānija ir izvēlējusies modernizēt savas hidroelektrostacijas, maksimāli palielinot to efektivitāti un samazinot ietekmi uz vidi. Tiek izstrādātas tehnoloģijas, kas ļauj nodrošināt lielāku elastību ražotņu darbībā, kas uzlabo spēju reaģēt uz enerģijas pieprasījuma izmaiņām.
Pieaugot pieprasījumam pēc atjaunojamās enerģijas, hidroelektroenerģijai joprojām būs galvenā loma Spānijas enerģijas sadalījumā.
Kopumā hidroenerģija ir izrādījusies viens no uzticamākajiem un efektīvākajiem avotiem liela mēroga elektroenerģijas ražošanai. Turpinoties tehnoloģiju attīstībai, tās loma, visticamāk, kļūs vēl svarīgāka nākamajos gados, jo īpaši reģionos, kur ir daudz ūdens resursu.