Hidroelektrinės yra įrenginiai, kurie naudoja vandens srautą elektros energijai gaminti. Šiuos augalus riboja jų regionų ypatumai ir ypatumai, nes žemės topografija sąlygoja ir statybos darbus, ir technikos pasirinkimą. Yra įvairių hidroelektrinių tipai priklausomai nuo jos vietos, pajėgumų ir energijos gamybos būdo. Šiame straipsnyje mes išsamiai išnagrinėsime hidroelektrinių tipus, kaip jie veikia ir kokie yra jų pranašumai.
Kas yra hidroelektrinė?
Hidroelektrinė – tai įrenginys, skirtas elektros energijai gaminti iš rezervuare laikomo vandens. Gamybos procesas prasideda, kai vanduo, išleistas iš nemažo aukščio, praeina per turbiną, kuri vandens potencialią energiją paverčia mechanine energija. Ši mechaninė energija vėliau, naudojant generatorių, paverčiama elektros energija.
Surinkimo sistemos tikslas – sukurti nuolydį, leidžiantį panaudoti sukauptą potencinę vandens energiją. Kai vanduo praeina per turbiną, susidaro sukimosi judėjimas, kuris įjungia generatorių, taip gamindamas elektrą.
Hidroelektrinės yra sudarytos iš kelių pagrindinių komponentų:
- Užtvanka: Jo funkcija yra išlaikyti vandenį rezervuare. Apima perpildymą, kad pašalintų vandens perteklių be žalos.
- Turbina: Jie paverčia vandens energiją kinetine energija.
- kintamosios srovės generatorius: Paverčia kinetinę energiją į elektros energiją.
- Vamzdynai: Jie nukreipia vandens srautą į augalą.
- Vožtuvai: Jie kontroliuoja vandens praėjimą, kad išvengtų perpildymo.
Be to, didelėse elektrinėse yra mechanizmų, vadinamų energijos naikintuvais, kurie yra atsakingi už perteklinės vandens jėgos išsklaidymą, kad būtų išvengta žalos konstrukcijai ir aplinkiniam reljefui.
Hidroelektrinių tipai
Hidroelektrinės gali būti klasifikuojamos pagal jų galią ir įrenginių vietą. Priklausomai nuo energijos kiekio, kurį jie gali pagaminti, ir jų talpos, galime kalbėti apie šiuos augalų tipus:
- Didelės galios hidroelektrinės: Didesnės nei 10 MW galios.
- Mini hidroelektrinės: Jie gamina nuo 1 MW iki 10 MW.
- Mikro hidroelektrinės: Mažesnės nei 1 MW galios elektrinės, naudojamos mažose bendrijose arba savo vartojimui.
Taip pat yra ir kitų hidroelektrinių klasifikacijų, daugiausia pagrįstų jų vieta ir vandens srauto valdymo būdu. Tai apima:
- Nuolatinis srautas: Šie augalai negali kaupti vandens. Jie teka tiesiai nuo upės srauto, tai reiškia, kad jie yra mažiau veiksmingi sausrų metu.
- Rezervuaras arba saugykla: Jie naudoja užtvankas dideliems vandens kiekiams laikyti, todėl galima kontroliuoti vandens srautą ir reguliuoti energijos gamybą.
- Užtvankos papėdėje: Jie statomi tiesiai ant upės ar ežero, kur užtvanka veikia kaip natūralus rezervuaras.
- Siurbliniai arba apverčiamieji įrenginiai: Šie augalai kaupia vandenį rezervuaruose, esančiuose skirtinguose lygiuose. Esant mažam poreikiui, vanduo pumpuojamas į viršutinį rezervuarą, o didžiausio poreikio metu išleidžiamas papildomai galiai generuoti.
Įvairių tipų hidroelektrinių eksploatavimas
Hidroelektrinės veikimas skiriasi priklausomai nuo tipo, nors visos jos laikosi vandens energijos panaudojimo elektros energijai gaminti.
- Nuolatinis srautas: Šio tipo įrenginiuose dalis upės vandens per įleidimo angą nukreipiama į kanalą arba vamzdį, kuris nukreipia jį į turbinas. Pagaminus elektrą, vanduo grąžinamas į upės vagą.
- Centrinė užtvankos papėdėje: Šis tipas naudojasi upės ar ežero rezervuaru. Vanduo reguliuojamas per vartus, kad suktų turbinas ir generuotų elektrą.
Siurblinės hidroelektrinės
Siurblinės elektrinės yra ypatinga hidroelektrinių rūšis. Jie veikia kaip milžiniška baterija, kaupdama energiją pumpuodama vandenį iš apatinio rezervuaro į viršutinį ne piko valandomis, o tada išleisdama tą vandenį elektros energijai gaminti piko metu.
Ši sistema pagerina elektros gamybą ir daro lankstesnį kitų energijos šaltinių naudojimą. Be to, siurblio ir išleidimo ciklai yra labai svarbi pagalba balansuojant elektros energijos tinklą.
Hidroelektrinės privalumai
Hidroelektrinė yra atsinaujinantis, švarus ir efektyvus energijos šaltinis, turintis keletą privalumų tiek energijos, tiek aplinkosaugos, tiek ekonominiu lygmenimis:
- Atsinaujinantys ir neteršiantys: Kadangi jame naudojamas vanduo – natūralus ir atsinaujinantis šaltinis, jis neišskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų ar kitų teršalų.
- Mažos eksploatacijos išlaidos: Nors pradinės investicijos yra didelės, eksploatavimo ir priežiūros sąnaudos yra nedidelės, nes turbinos ir įranga tarnauja ilgai ir reikalauja mažai priežiūros.
- Vandens išteklių kontrolė: Užtvankos gali reguliuoti upių tėkmę, prisidėdamos prie apsaugos nuo potvynių, geriamojo vandens tiekimo ir žemės ūkio drėkinimo.
- Didelis energijos vartojimo efektyvumas: Lyginant su kitomis technologijomis, vandens energijos konversija yra labai efektyvi, todėl naudojant nedaug išteklių galima pagaminti didelius elektros energijos kiekius.
Be šių privalumų, hidroelektrinės teikia ir kitų privalumų vietos lygmeniu, pavyzdžiui, kelių ir rekreacinių zonų, skatinančių turizmą, kūrimas, o kai kuriais atvejais – upių laivybos tobulinimas.
Apibendrinant galima teigti, kad hidroelektrinės yra labai konkurencinga alternatyva atsinaujinančios energijos sektoriuje dėl savo gebėjimo gaminti energiją mažomis sąnaudomis, lankstumo patenkinti paklausą ir santykinai mažo poveikio aplinkai, jei jos tinkamai valdomos.