Светът на възобновяемите енергийни източници се състои от различни източници, всички с една и съща цел: генериране на чиста енергия с нулеви емисии на парникови газове, като се използват неизчерпаеми природни ресурси. В тази статия ще проучим водноелектрическа енергия, един от най-ефективните източници на възобновяема енергия, който съществува.
Ще обясним подробно какво представлява водноелектрическата енергия, как работи, какви са нейните най-важни характеристики, какви предимства и недостатъци има и какви видове водноелектрически централи съществуват.
Какво е водноелектрическа енергия
La водноелектрическа енергия е енергията, получена от възползване от движение на водата чрез падане от високо, което генерира електричество чрез активиране на турбина. Този процес използва потенциалната енергия на водата в резервоар или река, превръщайки я първо в механична енергия чрез турбина, а след това в електрическа енергия чрез генератор.
За да се овладее тази енергия, обикновено е необходима значителна инфраструктура, като язовир, който да съхранява водата и след това да я освобождава през напорни тръбопроводи към турбините. Въпреки това, има различни видове растения, които се различават в зависимост от това как се използват.
Електричеството, генерирано чрез водноелектрическа енергия, се произвежда с нулеви емисии на замърсяващи газове, което го прави много привлекателна възможност за намаляване на въздействието върху околната среда и преминаване към много по-устойчива енергийна система. Освен това ключово предимство е, че тази енергия е възобновяема, тъй като водният цикъл е непрекъснат.
Части от водноелектрическа централа
Основно условие за правилното функциониране на водноелектрическата централа е тя да е добре структурирана. По този начин основните части, които изграждат водноелектрическа централа, са:
- Язовир: Това е фундаменталната структура, която съхранява вода и генерира градиента, необходим за получаване на потенциална енергия. Язовирът може да бъде направен от бетон или пръст, но основната му функция е да задържа вода.
- Преливници: Тези се грижат за изпуснете вода в случай на излишък, предотвратяване на превишаване на капацитета на резервоара. Те обикновено се намират на върха на язовира и мисията им е да защитават инфраструктурата.
- Прием на вода: Канали вода към турбини. Портата регулира количеството вода, което преминава и е защитена от филтри, за да се предотврати навлизането на отпадъци.
- Електроцентрала: Ето ги турбини и генератори които трансформират механичната енергия на водата в електричество. Това е сърцето на растението.
- Хидравлични турбини: Преобразувайте кинетичната енергия на водата в енергия на въртене. Най-често срещаните са Пелтън, Франсис и Каплан, всяка за различни нива на поток и височина.
- Електрически генератор: Свързан с турбините, генераторът преобразува въртенето им в електрическа енергия.
- Трансформатор: Увеличете електрическо напрежение генерирани за улесняване на транспортирането му на дълги разстояния.
- Линии на предаване: Кабелите, които пренасят електричество до разпределителните мрежи.
Видове водноелектрически централи
Начинът, по който е проектирана една водноелектрическа централа, варира в зависимост от околната среда, наличния воден поток и енергийните нужди. По този начин откриваме три основни вида растения:
- Преходни растения: Този тип растения нямат резервоар за съхранение на водата, а по-скоро я използват директно от речен поток. Проточните централи обикновено имат по-малко въздействие върху околната среда и работят непрекъснато.
- Електрически централи с резервоар: В тях водата се съхранява в a голям депозит контролирани от язовир и изпускани въз основа на енергийните нужди. Те са най-разпространени и позволяват ефективен контрол на електрическото захранване.
- Помпени инсталации: Тези растения са особено полезни за управление на енергийните излишъци, тъй като позволяват помпа вода към горен резервоар, когато търсенето на енергия е ниско и го освобождава за генериране на електричество, когато търсенето е високо.
Освен тези три основни вида има и възможност за внедряване микро водноелектрически централи, които са миниатюрни версии на тези инфраструктури. Те са проектирани да доставят енергия на малки изолирани общности или селски райони, където връзката с електрическата мрежа е ограничена.
Предимства на водноелектрическата енергия
Водноелектрическата енергия предлага редица предимства, които я правят един от най-привлекателните енергийни източници по отношение на ефективност и устойчивост:
- Подновява се: Докато водният цикъл продължава да функционира, водноелектрическата енергия ще бъде неизчерпаема.
- Не генерира замърсяващи емисии: Той е един от най-чистите източници на енергия, тъй като не произвежда парникови газове или замърсители по време на работата си.
- Висока производителност: Съвременните инсталации успяват да преобразуват до 90% от потенциалната енергия на водата в електричество, много по-ефективно от другите видове енергия.
- Регулира оттока на реките: Язовирите помагат за контролиране на наводненията и стабилизиране на водния поток, което може да бъде от полза по време на наводнения или суша.
- Капацитет на съхранение: Резервоарите могат да се използват и за съхраняване на вода за други цели, като напояване или снабдяване с питейна вода.
Недостатъци на водноелектрическата енергия
Въпреки че има множество предимства, трябва да се вземат предвид и недостатъците му, особено по отношение на неговия въздействие върху околната среда:
- Промени в екосистемата: Изграждането на язовири може да прекъсне естествения цикъл на реките, засягайки видовете, които зависят от него за размножаване или храна.
- Високи разходи за инфраструктура: Първоначалните инвестиции в изграждането на язовири и водноелектрически централи са високи.
- Зависимост от метеорологичните условия: По време на суша или липса на дъжд производството на електроенергия може да бъде засегнато.
- Разселване на популациите: Изграждането на големи резервоари може да принуди местните общности да се преместят.
Въпреки тези недостатъци водноелектрическата енергия остава жизнеспособна опция за много региони по света, стига тези въздействия да бъдат сведени до минимум.
Хидроенергия в Испания
В Испания водноелектрическата енергия играе основна роля в енергийната матрица. В момента в страната има около 800 водноелектрически централи с различен капацитет, от големи язовири до микро електроцентрали. Приблизително 50% от водноелектрическата енергия на Испания се генерира от 20-те най-големи централи, много от които имат капацитет над 200 MW.
Малките водноелектрически централи, тези, които генерират по-малко от 10 MW, също процъфтяват благодарение на технологичния напредък. Тези растения позволяват генериране на енергия в отдалечени райони без необходимост от голяма инфраструктура. В допълнение, новите микротурбини позволяват дори малки потоци и планински реки да се използват за производство на електричество.
През последните години Испания избра да модернизира водноелектрическите си съоръжения, като увеличи максимално ефективността им и минимизира въздействието им върху околната среда. Разработват се технологии, които позволяват по-голяма гъвкавост при работата на инсталациите, което подобрява способността за реагиране на промените в търсенето на енергия.
С нарастващото търсене на възобновяема енергия водноелектрическата енергия ще продължи да играе ключова роля в испанския енергиен микс.
Като цяло водноелектрическата енергия се е доказала като един от най-надеждните и ефективни източници за широкомащабно производство на електроенергия. С непрекъснатия напредък на технологиите неговата роля вероятно ще придобие още по-голямо значение през следващите години, особено в региони, където водните ресурси са изобилни.