Centralele hidroelectrice sau centralele hidroelectrice folosesc energia potențială a apei râului și reprezintă astăzi un mijloc comun de producere a energiei electrice din surse regenerabile.
Energia hidroelectrică furnizează mai mult de 16% din electricitatea mondială (99% în Norvegia, 58% în Canada, 55% în Elveția, 45% în Suedia, 7% în SUA, 6% în Australia) de peste 1060 GW instalați. capacitate. Jumătate din această capacitate este localizată în cinci țări: China (212 GW), Brazilia (82,2 GW), SUA (79 GW), Canada (76,4 GW) și Rusia (46 GW). În afară de aceste patru țări cu abundență relativă (Norvegia, Canada, Elveția și Suedia), energia hidroelectrică este de obicei aplicată la sarcină de vârf, deoarece energia hidroelectrică poate fi oprită și pornită cu ușurință. Aceasta înseamnă, de asemenea, că este o completare ideală pentru sistemul în rețea și este utilizat cel mai eficient în Danemarca.
Centralele hidroelectrice folosesc energia apei în cădere pentru a genera electricitate. Turbina transformă forța cinetică a H2O în cădere în forță mecanică. Generatorul transformă apoi energia mecanică de la turbină în energie electrică.
Hidroenergie în lume
Hidroenergia utilizează suprafețe mari și nu este o opțiune majoră pentru viitor în țările dezvoltate, deoarece majoritatea amplasamentelor mari din aceste țări cu potențial de dezvoltare a energiei hidroelectrice sunt fie deja în funcțiune, fie sunt inaccesibile din alte motive, cum ar fi preocupările de mediu. În principal în China și America Latină, creșterea energiei hidroelectrice este așteptată până în 2030. China în ultimii ani a pus în funcțiune centrale hidroelectrice în valoare de 26 de miliarde de dolari, care produc 22,5 GW. Energia hidroelectrică din China a jucat un rol în strămutarea a peste 1,2 milioane de oameni de pe amplasamentele de baraje.
Principalul avantaj al sistemelor hidraulice este capacitatea lor de a gestiona sarcini de vârf sezoniere (și zilnice). În practică, utilizarea energiei apei stocate este uneori complicată de cerințele de irigare care pot apărea defazate cu sarcinile de vârf.
Executarea sistemelor hidraulice dintr-un râu este de obicei mult mai ieftină decât crearea de baraje și are aplicații potențial mai largi. Centralele hidroelectrice mici sub 10 MW reprezintă aproximativ 10% din potențialul mondial și majoritatea funcționează din râuri.
Există trei tipuri de structuri hidroenergetice: centrale hidroelectrice, statii de pompare, centrale cu acumulare prin pompare.
Principiul de funcționare al centralei hidroelectrice
Principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice este atunci când energia apei este transformată în energie mecanică prin turbine hidraulice. Generatorul transformă această energie mecanică din apă în electricitate.
Funcționarea generatorului se bazează pe principiile Faraday: atunci când un magnet trece pe lângă un conductor, se generează electricitate. În generator, electromagneții sunt creați de curent DC. Acestea creează câmpuri polare și sunt instalate în jurul perimetrului rotorului. Rotorul este atașat de un arbore care rotește turbinele cu o viteză fixă. Când rotorul se rotește, provoacă o schimbare a polilor conductorului montat în stator. Aceasta, la rândul său, conform legii lui Faraday, generează energie electrică la bornele generatorului.
Compoziția centralei hidroelectrice
Centralele hidroelectrice variază în mărime de la „microhidrocentrale” care alimentează câteva case până la baraje uriașe care furnizează energie electrică pentru milioane de oameni.
Majoritatea centralelor hidroelectrice convenționale includ patru componente principale:
Utilizarea hidroenergiei a atins apogeul la mijlocul secolului al XX-lea, dar ideea de a folosi H2O pentru a genera electricitate datează de mii de ani. Cu mai bine de 2.000 de ani în urmă, grecii foloseau o roată de apă pentru a măcina grâul în făină. Aceste roți străvechi sunt ca turbinele de astăzi, prin care curge apa.
Hidrocentralele sunt cea mai mare sursă de energie regenerabilă din lume.
O centrală hidraulică (HES) este o centrală electrică care utilizează energia fluxului de apă ca sursă de energie. Centralele hidroelectrice sunt de obicei construite pe râuri prin construirea de baraje și rezervoare.
Pentru producerea eficientă a energiei electrice la o centrală hidroelectrică, sunt necesari doi factori principali: o aprovizionare garantată cu apă pe tot parcursul anului și eventuale pante mari ale râului sunt favorabile pentru construcția hidraulică;
Caracteristicile centralei hidroelectrice
· Costul energiei electrice la hidrocentralele rusești este de peste două ori mai mic decât la centralele termice.
· Generatoarele hidroelectrice pot fi pornite și oprite destul de rapid în funcție de consumul de energie
Sursă de energie regenerabilă
Impact semnificativ mai mic asupra mediul aerian decât alte tipuri de centrale electrice
Construcția de hidrocentrale necesită, de obicei, mai mult capital
· Adesea, centralele hidroelectrice eficiente sunt mai îndepărtate de consumatori
· Rezervoarele ocupă adesea suprafețe mari, dar din aproximativ 1963 au început să fie utilizate structuri de protecție (Centrarea Hidroelectrică de la Kiev), care a limitat zona rezervorului și, ca urmare, a limitat zona suprafeței inundate. (câmpuri, pajiști, sate).
· Barajele schimbă adesea natura pescuitului deoarece blochează trecerea peștilor migratori către zonele de depunere a icrelor, dar deseori favorizează creșterea stocurilor de pește în rezervorul propriu-zis și implementarea pisciculturii.
Principiul de funcționare
Principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice este destul de simplu. Lanţ structuri hidraulice asigură presiunea necesară a apei care curge către paletele turbinei hidraulice, care antrenează generatoarele care produc energie electrică.
Presiunea necesară a apei se formează prin construirea unui baraj, iar ca urmare a concentrării râului într-un anumit loc, sau prin devierea - curgerea naturală a apei. În unele cazuri, atât un baraj, cât și o deviere sunt utilizate împreună pentru a obține presiunea necesară a apei.
Toate echipamentele electrice sunt amplasate direct în clădirea centralei hidroelectrice. În funcție de scop, are propria sa diviziune specifică. În camera mașinilor există unități hidraulice care transformă direct energia debitului de apă în energie electrică. Există, de asemenea, tot felul de echipamente suplimentare, dispozitive de control și monitorizare pentru funcționarea centralelor hidroelectrice, o stație de transformare, aparate de comutare și multe altele.
Centralele hidroelectrice sunt împărțite în funcție de puterea generată:
· puternic - produc de la 25 MW la 250 MW și mai mult;
· mediu - până la 25 MW;
· centrale hidroelectrice mici - până la 5 MW.
Puterea unei centrale hidroelectrice depinde direct de presiunea apei, precum și de randamentul generatorului utilizat. Datorită faptului că, conform legilor naturale, nivelul apei se schimbă constant, în funcție de anotimp, precum și dintr-o serie de alte motive, se obișnuiește să se ia puterea ciclică ca expresie a puterii unei centrale hidroelectrice. . De exemplu, există cicluri anuale, lunare, săptămânale sau zilnice de funcționare a unei centrale hidroelectrice.
O centrală hidroelectrică mică tipică regiunilor muntoase ale Chinei (centrala hidroelectrică Houzibao, județul Xingshan, districtul Yichang, provincia Hubei). Apa vine din munte printr-o conductă neagră.
Centralele hidroelectrice sunt, de asemenea, împărțite în funcție de utilizarea maximă a presiunii apei:
· înaltă presiune - mai mult de 60 m;
· presiune medie - de la 25 m;
· joasă presiune - de la 3 la 25 m.
In functie de presiunea apei se folosesc hidrocentrale diverse tipuri turbine Pentru turbine de înaltă presiune - cupe și radial-axiale cu camere spiralate metalice. La centralele hidroelectrice de medie presiune se instalează turbine cu pale rotative și radial-axiale, la centralele hidroelectrice de joasă presiune se instalează turbine cu pale rotative în camere de beton armat.
Principiul de funcționare al tuturor tipurilor de turbine este similar - apa sub presiune (presiunea apei) intră în paletele turbinei, care încep să se rotească. Energia mecanică este astfel transferată unui hidrogenerator, care generează energie electrică. Turbinele diferă în anumite privințe caracteristici tehnice, precum și camere - fier sau beton armat și sunt proiectate pentru diferite presiuni ale apei.
Centralele hidroelectrice sunt, de asemenea, împărțite în funcție de principiul de utilizare a resurselor naturale și, în consecință, de concentrația de apă rezultată. Aici se pot distinge următoarele hidrocentrale:
· HIDROPOLISTE DE RÂND ŞI BAGURI.
Acestea sunt cele mai comune tipuri de centrale hidroelectrice. Presiunea apei în ele este creată prin instalarea unui baraj care blochează complet râul sau ridică nivelul apei în acesta la nivelul necesar. Astfel de hidrocentrale sunt construite pe râurile de câmpie cu apă înaltă, precum și pe râurile de munte, în locurile în care albia râului este mai îngustă și mai comprimată.
· CENTRALĂ HIDROELECTRICĂ DAM.
Sunt construite la presiuni mai mari ale apei. În acest caz, râul este blocat complet de un baraj, iar clădirea hidrocentralei în sine se află în spatele barajului, în partea inferioară a acestuia. Apa, în acest caz, este furnizată turbinelor prin tuneluri speciale de presiune, și nu direct, ca în hidrocentralele la curs de râu.
· INSTALELE HIDROELECTRICE.
Astfel de centrale electrice sunt construite în locuri în care panta râului este mare. Concentrația necesară de apă într-o centrală hidroelectrică de acest tip este creată prin deviere. Apa este îndepărtată din albia râului prin sisteme speciale de drenaj. Acestea din urmă sunt îndreptate, iar panta lor este mult mai mică decât panta medie a râului. Ca urmare, apa este furnizată direct către clădirea centralei hidroelectrice. Hidrocentralele de deviere pot fi diferite tipuri-- fără presiune sau cu derivare a presiunii. În cazul devierii presiunii, conducta de apă este așezată cu o pantă longitudinală mare. Într-un alt caz, la începutul devierii, se creează un baraj mai înalt pe râu și se creează un rezervor - această schemă se mai numește și diversiune mixtă, deoarece sunt utilizate ambele metode de creare a concentrației necesare de apă.
· CENTRALE HIDRO-STOCARE.
Asemenea centrale electrice cu acumulare prin pompare sunt capabile să acumuleze energia electrică generată și să o pună în funcțiune în perioadele de sarcină de vârf. Principiul de funcționare al unor astfel de centrale electrice este următorul: în anumite momente (timp de sarcină fără vârf), centralele cu acumulare prin pompare funcționează ca niște pompe și pompează apă în bazinele superioare special echipate. Când apare cererea, apa din ele intră în conducta de presiune și, în consecință, antrenează turbine suplimentare.
Stațiile hidroelectrice, în funcție de scopul lor, pot include și structuri suplimentare, cum ar fi ecluze sau ascensoare pentru nave care facilitează navigarea printr-un corp de apă, pasaje pentru pești, structuri de captare a apei utilizate pentru irigare și multe altele.
Valoarea unei hidrocentrale este aceea pentru productie energie electrica, folosesc resurse naturale regenerabile. Datorită faptului că nu este nevoie de combustibil suplimentar pentru centralele hidroelectrice, costul final al energiei electrice generate este semnificativ mai mic decât atunci când se utilizează alte tipuri de centrale electrice.
SĂ UITĂM ÎN DETALII MUNCĂ LUI HPP.
Cele mai multe utilizare eficientă cursul de apă este posibil atunci când diferențele de nivel ale apei sunt concentrate într-o zonă relativ scurtă. Dacă există o cascadă naturală, soluția la această problemă este simplificată, dar astfel de condiții sunt extrem de rare. Pentru a utiliza scăderea nivelului râului, distribuit pe o lungime semnificativă a cursului de apă, se recurge la concentrarea artificială a scăderii, care se poate face în mai multe moduri.
SCHEMA BARAJ. Pe râurile de câmpie cu debit mare de apă și pantă mică se construiesc baraje, care oferă sprijin și pot fi folosite ca rezervor de control, permițând acumularea periodică a rezervelor de apă și utilizarea mai completă a energiei cursului de apă. În același timp, există două amenajări pentru amplasarea clădirii centralei hidroelectrice: cursul râului și barajul propriu-zis.
Centrală hidroelectrică la cursul râului. Clădirea sa face parte din structurile de apă sub presiune și primește presiunea apei din partea din amonte.
Designul clădirii în acest caz trebuie să satisfacă toate cerințele de stabilitate și rezistență pentru baraje. Centralele hidroelectrice cu clădiri la cursul râului sunt construite la înălțimi relativ joase - până la 40 m. Un exemplu clasic de astfel de stație este CHE Volzhskaya.
Hidrocentrala Pridam. Clădirea sa este situată în spatele barajului și nu percepe presiunea apei. La centralele hidroelectrice moderne mari de acest tip, presiunea ajunge la 300 m. De exemplu, la centrala hidroelectrică Sayano-Shushenskaya - 242 m.
Figura 1 - CHE Pridam
SCHEMA DE DERIVAȚIE. O picătură de apă concentrată se obține prin drenarea apei din canalul natural printr-o conductă artificială care are o pantă longitudinală mai mică. Din acest motiv, nivelul apei la capătul conductei este mai mare decât în râu. Această diferență de niveluri este presiunea hidrocentralei. Există stații cu debit liber și deviere a presiunii.
În deviere fără presiune, apa este îndepărtată din râu printr-un canal sau tunel deschis. Pentru a duce apa în canalul de deviere, în albia râului se construiește un baraj mic, creând un rezervor. Apa intră în canal fără presiune, iar canalul însuși se termină într-un bazin sub presiune, din care apa este furnizată prin conducte către turbine. Apa uzată este deversată înapoi în albia râului.
În deviația de înălțime, se folosesc conducte sub presiune, în care apa este furnizată de pompe. Din conducte, apa curge spre turbine și apoi se întoarce în râu în aval.
Construirea hidrocentralelor de deviere este recomandată în condiții de munte cu versanți mari ale râului și debite de apă relativ scăzute. În acest caz, puteți obține o presiune de până la 1000 m și, în consecință, o putere mai mare.
Figura 2 - Schema de derivare
O centrală hidroelectrică (HPP) este un sistem tehnologic complex, al cărui scop final este generarea de energie electrică dintr-un curs de apă râu.
Hidroenergia este o modalitate alternativă de a obține energie ieftină:
În toate etapele dezvoltării sale, civilizația umană avea mare nevoie de surse de energie ieftină pentru încălzirea locuințelor și pentru a susține cele mai simple operațiuni de producție ale meseriașilor. Principalele surse de energie au inclus energia termică obținută din arderea lemnului, a turbei, a cărbunelui și a derivaților de hidrocarburi fără prelucrare.
Totuși, pentru obținerea energiei termice era necesar să existe rezerve adecvate de materii prime. Cu alte cuvinte, pentru ca un foc să ardă în casa unui țăran care trăia în Evul Mediu, iar căldura să fie prezentă în cuptorul meșteșugarului, era necesar să se pregătească lemne de foc sau să aibă necesarul de cărbune. Cererea de combustibil era în continuă creștere, ceea ce a necesitat construirea de mine de cărbune, a dus la defrișări și la îmbunătățirea producției de hidrocarburi.
În ciuda ideilor tradiționale formate în comunitatea științifică de-a lungul secolelor, a existat întotdeauna o alternativă reală la sursele de energie general acceptate. Vorbim despre hidroenergie, care este ascunsă în fluxurile de apă în mișcare. De fapt, cantitatea de energie concentrată în cursurile de apă ale canalului și mișcările mareelor ape naturale nemăsurată. Cea mai promițătoare opțiune pentru obținerea de energie ieftină este transformarea potențialului de curgere intern într-o resursă electrică datorită diferenței de niveluri de debit. Până la mijlocul secolului al XIX-lea, roțile de apă au devenit larg răspândite, transformând forța căderii apei în energia mecanică a unui arbore care se rotește. Principiul de funcționare al roții cu apă a fost utilizat pe scară largă în morile de apă, în funcționarea ciocanelor și burdufurilor de forj. Ulterior, roțile de apă au fost înlocuite cu turbine hidraulice mai eficiente, cu randament ridicat.
În prima jumătate a secolului trecut, în multe țări dezvoltate ale lumii, au început să fie construite structuri hidraulice unice - centrale hidroelectrice (HPP). Se crede că Prima centrală hidroelectrică din Rusia a fost construit pe râul Berezovka în Rudny Altai în 1892. Hidrocentrala Berezovskaya, cu o capacitate de 200 kW, a furnizat energie electrică sistemului de drenaj al minei de la mina Zyryanovsky.
Centrala hidroelectrică (HPP) ca structură hidraulică:
Astăzi există mai multe definiții ale centralei hidroelectrice ( centrala hidroelectrica). Cea mai comună versiune a formulării acestei definiții include următoarele:
Centrală hidroelectrică (HPP) este un sistem tehnologic complex, al cărui scop final este obținerea de energie electrică dintr-un curs de apă râu.
Sau, de exemplu, aceasta:
Centrală hidroelectrică (HPP)- o centrală electrică care utilizează energia curgerii apei ca sursă de energie.
Evident, condiția principală pentru funcționarea unei centrale hidroelectrice este respectarea mai multor factori:
a) furnizarea de cantități mari de apă pe tot parcursul anului,
b) panta maximă a topografiei râului, care va permite căderea masei de apă.
Când decideți asupra construcției centrala hidroelectrica ia în considerare potențialul cursului de apă natural al râului de a furniza suficiente resurse de apă. În plus, în această etapă, este necesar să se studieze temeinic caracteristicile terenului local, care pot afecta semnificativ puterea stației.
Principiul de funcționare al centralei hidroelectrice:
Într-o înțelegere simplificată, principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice poate fi reprezentat după cum urmează. Debitul de apă necesar funcționării unei centrale hidroelectrice este furnizat din mai multe structuri hidraulice. Presiunea masei de apă apasă pe paletele turbinei hidraulice, care sunt antrenate în mișcare de rotație. Din momentul în care paletele încep să se rotească, energia mecanică este transferată către hidrogeneratoare, care la rândul lor încep să genereze electricitate.
Proiectarea și componentele unei centrale hidroelectrice. Sala mașinilor. Turbine hidro. Generatoare de curent. Hidrogeneratoare. Baraj (baraj). Rezervor de supratensiune:
Una din sediul central al hidrocentralei este camera mașinilor, care adăpostește echipamente electrice de bază. alocate pentru camera mașinilor camera mare, situat în partea de jos a obiectului. În hală, pe o bază specială din beton, se află un întreg sistem de unități hidraulice, care la rândul lor constau din turbine hidrauliceŞi generatoare de curent. Debitul de apă furnizat turbinelor face ca paletele să se rotească, rezultând hidrogeneratoareîncepe să producă curent.
Lungimea halei de turbine depinde de numărul de turbine hidraulice amplasate aici. Hala este echipată cu o macara rulantă, datorită căreia echipamentele uzate sunt înlocuite periodic, adică. turbine hidraulice și generatoare de curent. Turbinele produse de industria autohtonă sunt proiectate pentru diferite presiuni ale apei, prin urmare sunt selectate pentru o anumită centrală hidroelectrică, ținând cont de puterea calculată. Funcționarea turbinelor hidraulice și a generatoarelor electrice este controlată de un schimb de operatori de serviciu dintr-o altă încăpere situată în clădirea centralei hidroelectrice.
Când se analizează multe aspecte ambigue ale funcționării unei centrale hidroelectrice, nu se poate rata scopul structurilor hidraulice individuale, fără de care procesul de conversie a energiei mecanice este în principiu imposibil. Astfel de structuri hidraulice importante includ baraj (baraj).
Scopul principal al unui baraj este de a bloca în mod intenționat un canal de râu și de a redirecționa fluxul de apă printr-un canal închis sau un canal artificial în direcția unei centrale hidroelectrice. Barajul, împreună cu centrala electrică, formează o structură hidraulică complexă - un complex hidroelectric. Ca urmare a blocării cursului de apă al râului se formează un rezervor suficient de mare, al cărui nivel poate fi reglat prin creșterea sau scăderea presiunii de evacuare. În zonele muntoase se ridică baraje oarbe care blochează complet albia râului. Pentru a obține o presiune mare a apei de revărsare, cerințele pentru masa barajului sunt crescute, crescând rezistența acestuia. Acesta este motivul pentru care se folosește o bază de beton (beton armat) în timpul construcției barajelor montane. Barajele de piatră construite din roci dense sau cărămizi solide de înaltă rezistență sunt destul de fiabile.
Evident, pentru a asigura funcționarea neîntreruptă a unei centrale hidroelectrice, este necesar să se mențină presiunea în limitele specificate. Prin urmare, apa furnizată turbinelor hidraulice este concentrată în prealabil în rezervor de supratensiune. Această abordare este relevantă pentru centralele electrice construite pe râuri cu un debit natural al maselor de apă care nu se modifică pe parcursul anului. Pentru rezervoarele fluviale cu debite instabile, construirea unui baraj este necesară pentru a forma limite clare ale rezervorului, care este însoțită de o creștere a nivelului apei.
Funcționarea fără probleme non-stop a centralei hidroelectrice este asigurată de dispozitiv de control și monitorizare statii .
Echipamentele suplimentare nu au o importanță mică - statie de transformare Şi dispozitive de distribuție.
Funcționarea în siguranță a centralei electrice depinde de funcționarea coordonată a tuturor sistemelor și dispozitivelor. Datorită complexității operațiunilor de lucru inițiate și a reglementărilor tehnologice, responsabilitatea managerului crește aparatși personal de întreținere pentru funcționarea fără probleme a întregii unități.
– creșterea rapidă a puterii după pornirea stației;
– posibilitățile de creștere industrială sunt în creștere peşte.
Dezavantajele centralelor hidroelectrice se aplica:
– riscuri de accidente ale structurilor hidraulice construite în zone muntoase cu rate ridicate de seismicitate;
– probleme de mediu, caracteristică rezervoarelor mari, asociată cu pierderi periodice de apă (reducerea lanțurilor trofice, poluarea rezervorului, epuizarea fitomasei, dispariția locurilor de cuibărit pentru migratori). păsări, eliminarea nevertebratelor);
– inundarea zonelor fertile de câmpie cu pierderea oportunităților de a beneficia de exploatarea acestora.
Perspective de utilizare a centralelor hidroelectrice:
Astăzi, hidroenergia este o direcție foarte promițătoare pentru dezvoltarea sectorului energetic al statelor. Spre deosebire de energie nucleară, hidroenergia este mai de preferat, deoarece prezintă mai puține riscuri de accidente și de vătămare a tuturor viețuitoarelor. Multe țări occidentale închid proiecte nucleare, dând preferință tehnologiilor mai sigure și mai ecologice pentru producerea de energie ieftină.
Cu toate acestea, dezvoltarea hidroenergiei este împiedicată de o serie de factori:
a) necesitatea extinderii producției de turbine hidraulice;
b) lipsa finanţării proiectelor hidroenergetice;
c) îndepărtarea hidrocentralelor de mega-orașe și zone dens populate, care afectează eficiența transferului de resurse energetice.
Impulsul dezvoltării hidroenergiei poate fi îmbunătățirea tehnologiilor de acumulare și transmitere a energiei electrice la mare distante.
Cele mai mari (mari) centrale hidroelectrice din lume:
| № | Nume | Ţară | Râu | Anul lansării/finalizării (modernizării) | Putere (MW) | Producție pe an, miliardekWh | Zona rezervorului (km²) |
| 1 | Trei Chei | China | Yangtze | 2003/2007/2012 | 22 500 | 98,1 | 632 |
| 2 | Baihetan (în construcție) | China | Yangtze | 2021(?) | 16 000* | 60,24 | ? |
| 3 | Itaipu | Brazilia / Paraguay |
Parana | 1984/1991/2003 | 14 000 | 98,6 ] | 1 350 |
| 4 | Silodu | China | Yangtze | 2014 | 13 860 | 55,2 | 108 |
| 5 | Belo Monti (in constructie) |
Brazilia | Xingu | 2016/2019(?) | 11 233* | 39,5 | 448 |
| 6 | Guri | Venezuela | Caroni | 1978/1986 | 10 235 | 53,41 | 4 250 |
| 7 | Udunde (in constructie) |
China | Yangtze | 2018/2020(?) | 10 200* | ? | ? |
| 8 | Tucurui | Brazilia | Tocantins | 1984/2007 | 8 370 | 41,43 | 3 014 |
| 9 | Tasang (constructia oprita) |
Myanmar | Salween | ??? | 7 110* | 35,45 | 870 |
| 10 | Grand Coulee | STATELE UNITE ALE AMERICII | Columbia | 1942/1980/1985 | 6 809 | 20 | 324 |
| 11 | Hidase (in constructie) |
Etiopia | Nilul Albastru | 2018/2022(?) | 6 450* | 16,15 | 1 562 |
| 12 | Xiangjiaba | China | Yangtze | 2012/2014 | 6 448 | 30,8 | 95,6 |
| 13 | Longtan | China | Hongshuihe | 2007/2009 | 6 426 | 18,7 | ? |
| 14 | Sayano-Shushenskaya | Rusia | Yenisei | 1985/1989 | 6 400 | 24 | 621 |
| 15 | Tarbela (etapa a 4-a si a 5-a in constructie) | Pakistan | Indus | 1976/2018/2023 | 4 888
/ 6 298** |
13 | 250 |
| 16 | Krasnoyarsk | Rusia | Yenisei | 1967/1971 | 6 000 | 20,4 | 2 000 |
| 17 | Nozhadu | China | Mekong | 2012/2014 | 5 850 | 23,9 | 320 |
| 18 | Robert-Bourassa | Canada (Quebec) |
La Grande | 1979/1981 | 5 616 | 26,5 | 2 835 |
| 19 | Cascada Churchill | Canada (Newfoundland și Labrador) |
Churchill | 1971/1974 | 5 428 | 35 | 6 988 |
| 20 | Jinping II | China | Yalongjiang | 2012/2014 | 4 800 | ? | ? |
| 21 | Bratskaya | Rusia | Angara | 1961/1966 | 4 530 | 22,6 | 5 426 |
| 22 | Diamer-Bhasa (in constructie) |
Pakistan | Indus | 2023(?) | 4 500* | 19,03 | 112 |
| 23 | Dasu (in constructie) |
Pakistan | Indus | 2023(?) | 4 320* | ? | ? |
| 24 | Lasiva | China | Râul Galben | 2010 | 4 200 | 10,23 | ? |
| 25 | Xiaowan | China | Mekong | 2010 | 4 200 | 19 | 190 |
| 26 | Yasireta | Argentina / Paraguay |
Parana | 1998/2011 | 3 850 | 20,09 | 1 695 |
| 27 | Ust-Ilimskaya | Rusia | Angara | 1980 | 3 840 | 21,7 | 1 833 |
| 28 | Zhirau | Brazilia | Madeira | 2013/2016 | 3 750 | 19,2 | 258 |
| 29 | Jinping-I | China | Yalongjiang | 2014 | 3 600 | 16-18 | ? |
| 30 | Rogunskaya (in constructie) |
Tadjikistan | Vakhsh | 2018/2024(?) | 3 600* | 13,8 | ? |
| 31 | Myitsone (constructia oprita) |
Myanmar | Irrawaddy | ??? | 3 600* | 16,63 | 766 |
| 32 | Santo Antonio | Brazilia | Madeira | 2012/2016 | 3 568,3 | 21,3 | 421 |
| 33 | Ilha Solteira | Brazilia | Parana | 1974 | 3 444 | 17,9 | 1 195 |
| 34 | Ertan | China | Yalongjiang | 1999 | 3 300 | 17 | 101 |
| 35 | Pubugou | China | Dadukhe | 2009/2010 | 3 300 | 14,6 | ? |
| 36 | Macagua | Venezuela | Caroni | 1961/1996/2015 | 3 245 | 15,2 | 47,4 |
| 37 | Shingo | Brazilia | San Francisco | 1994/1997 | 3 162 | 18,7 | 60 |
| 38 | Nurek | Tadjikistan | Vakhsh | 1979/1988 | 3 015 | 13,2 | 98 |
| 39 | Goupitan | China | Wu | 2009/2011 | 3 000 | 9,67 | 94,3 |
| 40 | Guanyinyan | China | Yangtze | 2014/2016 | 3 000 | ? | ? |
| 41 | Lianghekou (in constructie) |
China | Yalongjiang | 2021/2023(?) | 3 000* | ? | ? |
| 42 | Boguchanskaya | Rusia | Angara | 2012/2014 | 2 997 | 17,6 | 2 326 |
| 43 | Barajul Bennett | Canada (Columbia Britanică) |
Pace | 1968/2012 | 2 917 | 13,1 | 1 761 |
| 44 | Mika | Canada (Columbia Britanică) |
Columbia | 1973/2015 | 2 805 | 7,2 | 430 |
| 45 | La Grande 4 | Canada (Quebec) |
La Grande | 1986 | 2 779 | ? | 765 |
| 46 | Volzhskaya | Rusia | Volga | 1961/2025 | 2 744,5 | 10,43 | 3 117 |
| 47 | Gezhouba | China | Yangtze | 1988 | 2 715 | 17,01 | ? |
| 48 | Șeful Joseph Dam | STATELE UNITE ALE AMERICII | Columbia | 1958/1973/1979 | 2 620 | 12,5 | 34 |
| 49 | Daganshan | China | Dadukhe | 2015/2016 | 2 600 | 11,43 | ? |
| 50 | Changhaeba | China | Dadukhe | 2016/2017 | 2 600 | 8,34 | ? |
| 51 | Daniel-Johnson | Canada (Quebec) |
Manicouagan | 1970/1989 | 2 592 | ? | 1 942 |
| 52 | ei. Robert Moses | STATELE UNITE ALE AMERICII | Niagara | 1961 | 2 525 | ? | – |
| 53 | Jigulevskaya | Rusia | Volga | 1957/2018 | 2 488 | 11,7 | 6 450 |
| 54 | Revelstoke | Canada (Columbia Britanică) |
Columbia | 1984/2011 | 2 480 | ? | 115 |
| 55 | Paulo Afonso al IV-lea | Brazilia | San Francisco | 1979/1983 | 2 462 | ? | – |
| 56 | Ituango (in constructie) |
Columbia | Cauca | 2018(?) | 2 456* | 9,2 | 38 |
| 57 | ei. Manuel Torres
/ Chicoasen |
Mexic | Grijalva (Canionul Sumidero) |
1980/2005 | 2 430 | ? | ? |
| 58 | La Grande 3 | Canada (Quebec) |
La Grande | 1984 | 2 418 | ? | 2 420 |
| 59 | Barajul Ataturk | Turcia | Eufratul | 1993 | 2 400 | 8,9 | 817 |
| 60 | Teri (in constructie) |
India | Bhagirathi | 2006/2018 | 2 400 | 6,53 | 52 |
| 61 | Jinanqiao | China | Yangtze | 2010 | 2 400 | ? | ? |
| 62 | Shonla | Vietnam | Da | 2010/2012 | 2 400 | 10,25 | 440 |
| 63 | Bakun | Malaezia | Balui | 2011 | 2 400 | ? | 695 |
| 64 | Liyuan | China | Yangtze | 2014/2015 | 2 400 | ? | 14,7 |
| 65 | Guandi | China | Yalongjiang | 2012/2013 | 2 400 | ? | ? |
| 66 | Tokoma (in constructie) |
Venezuela | Caroni | 2016/2018(?) | 2 320* | 12,1 | 87 |
| 67 | Karun-3 | Iranul | Karun | 2005 | 2 280 | 4,17 | 48 |
| 68 | Poarta de Fier-I | România / Serbia |
Dunărea | 1970/2013 | 2 254,8 | 11,3 | 104 |
| 69 | Maerdang (in constructie) |
China | Râul Galben | 2016/2018(?) | 2 200* | ? | ? |
| 70 | Barajul John Day | STATELE UNITE ALE AMERICII | Columbia | 1971 | 2 160 | 8,41 | ? |
| 71 | Caruachi | Venezuela | Caroni | 2006 | 2 160 | 12,95 | 238 |
| 72 | Cositori | China | Yangtze | 2014 | 2 160 | ? | ? |
| 73 | La Grande 2-A | Canada (Quebec) |
La Grande | 1992 | 2 106 | ? | 2 835 |
| 74 | Aswan | Egipt | Nil | 1970 | 2 100 | 11 | 5 250 |
| 75 | Itumbiara | Brazilia | Paranaiba | 1980 | 2 082 | ? | 778 |
| 76 | Barajul Hoover | STATELE UNITE ALE AMERICII | Colorado | 1939/1961 | 2 080 | 4 | 639 |
| 77 | Cahora Bassa | Mozambic | Zambezi | 1975/1977 | 2 075 | ? | 2 039 |
| 78 | Lauca (in constructie) |
Angola | Kwanzaa | 2018(?) | 2 069,5* | 8,64 | 188 |
| 79 | Bureya | Rusia | Bureya | 2003/2009 | 2 010 | 5,07 | 740 |
| 80 | Lijiaxia | China | Râul Galben | 1997/2000 | 2 000 | ? | 383 |
| 81 | Karun-1 | Iranul | Karun | 1976/1995/2006 | 2 000 | ? | 54,8 |
| 82 | Karun-2 | Iranul | Karun | 2002/2007 | 2 000 | 3,7 | 7,49 |
| 83 | Ahai | China | Yangtze | 2012/2014 | 2 000 | 8,89 | 23,4 |
| 84 | Gotvand (in constructie) |
Iranul | Karun | 2012/2018(?) | 2 000* | 4,5 | 96,5 |
| 85 | Subansiri (in constructie) |
India | Subansiri | 2016/2018(?) | 2 000* | 7,42 | 33,5 |
| 86 | Shuangjiangkou (in constructie) |
China | Dadukhe | 2018(?) | 2 000* | 8,34 | ? |
Nota:
* – capacitatea de proiectare este indicată,
** – puterea indicată după finalizare.
Cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia:
Începând cu 2017, Rusia are în funcțiune 15 hidrocentrale de peste 1000 MW și peste o sută de hidrocentrale de capacitate mai mică.
| Nume | Putere, GW |
Medie anuală putere, miliarde kWh |
Râu |
| CHE Sayano-Shushenskaya | 6,40 | 23,50 | r. Ienisei, Sayanogorsk |
| Centrala hidroelectrică Krasnoyarsk | 6,00 | 20,40 | r. Ienisei, Divnogorsk |
| Hidrocentrala Bratsk | 4,52 | 22,60 | r. Angara, Bratsk |
| CHE Ust-Ilimskaya | 3,84 | 21,70 | r. Angara, Ust-Ilimsk |
| CHE Boguchanskaya | 3,00 | 17,60 | r. Angara, Kodinsk |
| CHE Volzhskaya | 2,66 | 11,63 | r. Volga, Volgograd și Volzhsky (barajul hidroelectric este situat între orașe) |
| CHE Zhigulevskaya | 2,46 | 10,34 | r. Volga, Jigulevsk |
| CHE Bureyskaya | 2,01 | 7,10 | r. Bureya, sat Talakan |
| HPC Cheboksary | 1,40 (0,8)* | 3,50 (2,2)* | r. Volga, Novoceboksarsk |
| CHE Saratov | 1,40 | 5,7 | r. Volga, Balakovo |
| CHE Zeyskaya | 1,33 | 4,91 | r. Zeya, Zeya |
| CHE Nijnekamsk | 1,25 (0,45)* | 2,67 (1,8)* | r. Kama, Naberezhnye Chelny |
| Zagorskaya PSPP | 1,20 | 1,95 | r. Kunya, sat Bogorodskoye |
| CHE Votkinskaya | 1,04 | 2,28 | r. Kama, Ceaikovski |
| Hidrocentrala Chirkey | 1,00 | 1,74 | r. Sulak, satul Dubki |
Nota:
* – este indicată capacitatea de proiectare (reală) / producția medie anuală.
Notă: © Foto //www.pexels.com, //pixabay.com
În Rus', centralele hidroelectrice au fost construite pe râuri din timpuri imemoriale. Din cronicile antice supraviețuitoare se știe că poporul rus deja în secolul al XIII-lea. instalații cu apă construite cu pricepere pentru pietre de moară rotative.
În secolele XIV-XV. morile de apă erau deja răspândite. Ele sunt menționate în documentele olografe ale vremii. Energia naturală a râurilor a început să fie folosită și mai pe scară largă în secolele al XVI-lea și al XVII-lea. Lângă Moscova, pe râu. În Neglinnaya în 1519, trei mori de apă și o moară de zdrobire funcționau deja, curățând cereale în mortare. Dar toate aceste instalații cu roți de apă erau de putere redusă.
În 1524, după cum spune Cronica din Pskov, novgorodienii, sub conducerea „un anumit maestru viclean” Nerezha Pskovitin, au îndrăznit să creeze un baraj și o puternică centrală hidraulică pe adâncul și adâncul Volhov. Această instalație hidraulică, construită pentru prima dată în lume pe un râu mare, a funcționat cu succes de ceva timp.
Și 400 de ani mai târziu, pe același Volhov, sovieticii au ridicat o centrală hidroelectrică puternică din beton și oțel. Din decembrie 1926, a furnizat în mod fiabil energie fabricilor, orașelor și satelor. Aceasta a marcat începutul construcției unor instalații hidroelectrice puternice pe râurile țării noastre.
Râurile sunt foarte diverse în natură. De exemplu, furtunul și tunetul Terek își are originea în ghețarii subnori din Kazbek. Nu seamănă deloc cu Volga largă, care își poartă lin și pe îndelete apele pe malurile joase.
Este clar că nu este necesar să primim energie de la Terek muntos și de la Volga plată în același mod. Centralele hidroelectrice de pe aceste două râuri trebuie să fie complet diferite ca design. Astfel, pe pâraiele de munte cu cădere abruptă și rapidă, apa este deviată folosind un canal de deviere (vezi articolul „”). Conductele sunt așezate de la capătul canalului în jos pe panta. Prin ele, apa curge sub presiune spre clădirea centralei electrice. Se află adânc în valea de pe malul râului. Dacă stâncile de pe versanții defileului sunt abrupte și inaccesibile, apa este deviată printr-un tunel de deviere subteran. Pe râurile cu curgere plină care curg calm de-a lungul câmpiilor blânde, presiunea este creată de un baraj. Instalațiile hidroelectrice de acest tip de pe râurile de munte se numesc centrale de deviere, iar cele convenționale de pe râurile de câmpie se numesc baraje.
Cum este construită o hidrocentrală puternică de baraj, similară, de exemplu, cu cea mai mare hidrocentrală Volga?
Principalele structuri ale unei centrale hidroelectrice pe un râu de câmpie sunt un baraj și o clădire a unei centrale hidroelectrice. Nivelul apei în fața barajului este mai mare decât în aval de râu. Această diferență de înălțimi de nivel se numește cap de stație hidraulică. Apa curge continuu peste nivel înalt la scăzut, poate efectua o mulțime de lucrări utile.
Secțiunea unei centrale hidroelectrice (CHP): 1 - grilă de depozitare a resturilor; 2 - macara pentru ridicarea si coborarea oblonului; 3 - deversor; 4 - clădire hidrocentrală; 5 - lift navă; 6 - generator electric; 7 - turbina hidraulica; 8 - conducta de aspiratie; 9 - transformator; 10 - alimentare cu apă; 11 - corpul barajului; 12 - vizionarea galeriilor.
Un rezervor este de obicei format în fața unui baraj hidroelectric. Primavara este completat cu apa de topire si o depoziteaza pana iarna. Iar iarna sau în timpul secetei verii, rezervorul adaugă apă zi de zi la debitul natural al râului, care este slab în aceste perioade ale anului. Aceasta menține puterea centralei, care ar trebui să fie destul de uniformă pe tot parcursul anului.
Instalația hidraulică 4 pe un râu plat include de obicei un beton și un baraj de pământ. Un baraj de beton este necesar pentru a evacua excesul de ape de inundații de izvor prin el. Restul barajului este de obicei construit din pământ și nisip.
Clădirea hidrocentralei adăpostește principalele utilaje - turbine și generatoare care generează energie electrică. Turbina de apă și generatorul electric conectat la aceasta se numesc unitatea mașină a unei centrale hidroelectrice.
O turbină cu apă, sau turbină hidraulică, este motorul principal al unei centrale hidroelectrice. La stațiile hidraulice cu presiune scăzută a apei, nu mai mare de 50-70 m, se folosesc turbine hidraulice cu pale rotative. Roata lor aspect seamănă cu o navă cu aburi elice. Astfel de turbine sunt mai profitabile decât altele pentru că sunt mai rapide. Și acest lucru reduce greutatea și costul atât a turbinei de apă în sine, cât și a generatorului electric pe care îl rotește (pentru mai multe detalii, vezi articolul „”). Un grătar metalic dens este instalat în fața alimentării cu apă a turbinei. Prinde ramuri de copaci, bucăți de turbă, așchii de lemn și alte obiecte care cad în râu. Apoi, apa curge într-o țeavă, care are o formă de spirală și arată ca coaja unui melc uriaș. O roată de turbină se rotește în centrul ei. Această țeavă se numește cameră spirală și servește la alimentarea cu apă direct la turbină.
Prima parte a turbinei cu palete rotative (numărând de-a lungul traseului fluxului de apă) este paleta de ghidare. Este alcătuit din lame care se rotesc în jurul axelor și sunt ușor de zburat de apă. Sunt situate într-un cerc cu exterior turbine. Prin rotirea paletelor paletelor de ghidare, puteți reduce sau crește intrarea apei în turbină și puteți modifica puterea acesteia. Aceasta menține o viteză constantă a turbinei la orice sarcină.
Din paleta de ghidare, apa curge spre rotor. De fapt, folosește energia fluxului de apă. Rotorul este format dintr-un manșon montat pe un arbore, de care sunt atașate palete metalice curbate lin. Ele se pot roti în jurul axelor lor în deplină concordanță cu modificările de poziție ale paletelor de ghidare. Turbinele cu acest design au de la 4 până la 8 pale, în funcție de înălțimea presiunii apei la care funcționează. Diametrul rotorului turbinei hidraulice depinde de puterea acestuia și de presiunea apei și poate ajunge la 9 mm sau mai mult.
Apa curge din rotor în conducta de aspirație. Aceasta este a treia parte importantă a instalației hidraulice. Prin ea, apa reziduală de la turbină iese în râu de sub baraj. Conducta de aspirație creează o presiune redusă a apei sub rotor, ceea ce crește semnificativ puterea turbinei. Cu o astfel de conductă, turbina poate fi plasată deasupra nivelului inferior al apei.
Turbina hidraulică transformă cea mai mare parte a energiei totale a fluxului de apă în muncă utilă - aproximativ 0,9. Prin urmare, se obișnuiește să spunem că eficiența unei turbine cu apă este foarte mare - aproximativ 90%. Puterea utilă a unei turbine hidraulice cu pale de rotor rotative este excelentă nu numai la sarcină maximă, ci și la sarcină parțială.
Turbinele hidraulice sunt echipate cu regulatoare automate. Ele funcționează folosind ulei mineral lichid sub presiune ridicată. Regulatorul în sine, fără intervenție umană, deschide și închide paleta de ghidare și, de asemenea, rotește paletele rotorului, adică crește sau scade puterea turbinei.
Turbina centralei electrice rotește o mașină electrică - un hidrogenerator. Un generator electric rotit de o turbină cu apă diferă semnificativ ca design și dimensiuni mari de generatoarele instalate în centralele electrice cu abur. Arborele său este de obicei situat vertical. Una dintre părțile generatorului hidraulic este un cadru fix - statorul. Acesta este un cilindru gol realizat din stive comprimate de foi subțiri de oțel. CU interior Statorul în caneluri speciale, sau caneluri, este armat cu o înfășurare electrică realizată din conductori de cupru bine izolați.
Un tambur montat pe un arbore, rotorul, se rotește în interiorul statorului. Pe ea sunt fixați polii electromagneților puternici. Știți că dacă înfășurați o tijă de fier cu sârmă izolată și treceți prin ea un curent electric constant, tija devine un electromagnet. Așa sunt magnetizați polii rotorului.
Un mic generator auxiliar - excitator - este antrenat de la arborele generatorului hidraulic. Produce un curent electric continuu pentru a excita magnetismul la polii rotorului. Polii electromagnetului se mișcă rapid în jurul spirelor înfășurării statorului. În înfășurare apare un curent electric alternativ. La trecerea prin înfăşurări curent electric se eliberează căldură și se încălzesc. Prin urmare, aerul de răcire este trecut constant prin generator.
Funcționarea unităților hidroelectrice este controlată de la un panou de comandă special. Pe panourile de control - panouri de control sunt instalate dispozitive de control și numeroase instrumente. Ele măsoară puterea curentului electric, tensiunea acestuia și alte cantități importante. Telecomanda, ca o oglindă, reflectă întreaga durată de viață a hidrocentralei. De aici toate mașinile și aparatele sale sunt supravegheate și controlate. Panoul de control este ca creierul centralei hidraulice, centrul ei " sistemul nervos„, primind semnale și trimițând ordine precise către toate unitățile.
Instalațiile hidroelectrice devin din ce în ce mai automatizate. Unele stații funcționează fără oameni, cu ușile sălii mașinilor încuiate.
Tensiunea curentului electric generat de hidrogenerator, în comparație cu tensiunea liniei electrice, este scăzută - de la 6 la 16 mii V. Este imposibil să transmiteți curent cu o astfel de tensiune pe distanțe lungi. Pentru a face acest lucru, este necesar să creșteți tensiunea, de exemplu, la 200 mii V, și pentru distanțe de transmisie deosebit de mari - până la 500 și chiar 800 mii V. Tensiunea este crescută cu ajutorul unui transformator.
De obicei, este plasat într-o zonă deschisă lângă generator. Într-un transformator, toate piesele sunt staționare. Este alcătuit dintr-un miez greu format din foi de oțel subțiri comprimate strâns și prinse ferm împreună. Pe miez sunt două înfășurări de conductoare de cupru acoperite cu izolație. Printr-o înfășurare, cu un număr mic de spire de fire groase, trece generatorul AC generator, joasă tensiune. Sub influența acestui curent, miezul de fier este magnetizat și excită un curent electric alternativ de înaltă tensiune în a doua înfășurare, cu un număr mare de spire de sârmă subțire.
Mărimea tensiunii înalte rezultate este de atâtea ori mai mare decât tensiunea joasă primară cu cât numărul de spire al înfășurării subțiri este mai mare decât numărul de spire al înfășurării mai groase.
Pentru a preveni ca curentul de înaltă tensiune din a doua înfășurare să rupă izolația sa și să creeze astfel un scurtcircuit (și, de asemenea, pentru o bună răcire), întregul miez al transformatorului, împreună cu înfășurările, este plasat într-un rezervor de fier. Rezervorul este umplut cu ulei mineral lichid, care nu conduce electricitatea. Capetele înfășurărilor se extind în afara rezervorului prin bucșe de porțelan. Transformatoarele sunt adesea făcute trifazate: au trei înfășurări primare și trei secundare. Trei capete ale unei înfășurări subțiri cu un număr mare de spire sunt conectate la trei fire ale unei linii electrice care conduc la consumatori din zone îndepărtate.
Acolo unde se consumă energie electrică, curentul alternativ de înaltă tensiune trebuie convertit înapoi în curent de joasă tensiune, care alimentează corpurile de iluminat. lămpi electrice, motoare electrice etc. Această conversie inversă a energiei electrice este realizată și de transformatoare. Structura lor este similară cu cea descrisă mai sus.
Aceste transformatoare sunt numite transformatoare descendente.
În acest fel, energia ieftină de la stația hidroelectrică Volga este transmisă în regiunea Moscovei pe o distanță foarte lungă - 900 km la o tensiune de 400 mii V.
Energia hidroelectrică produce energie electrică folosind energia apei în mișcare. Ploile și topirea zăpezii, de obicei de pe dealuri și munți, creează pâraie și râuri care în cele din urmă se varsă în ocean. Energia acestei ape în mișcare poate fi semnificativă (cunoscută din rafting).
Această energie a fost folosită de secole. Grecii antici foloseau roți de apă pentru a măcina grâul în făină. Așezată într-un râu, roata se întoarce sub influența apei. Energia cinetică a râului învârte roata și este transformată în energie mecanică care alimentează moara.
Dezvoltare hidroenergetică
ÎN sfârşitul XIX-lea secolul, hidroenergia a devenit o sursă de producere a energiei electrice. Prima centrală hidroelectrică a fost construită în Cascada Niagara în 1879. În 1881, luminile stradale din orașul Cascada Niagara erau alimentate cu energie hidroelectrică. În 1882, prima centrală hidroelectrică (HPP) din lume a început să funcționeze în Statele Unite în Appleton, Wisconsin. De fapt, centralele hidroelectrice și centralele pe cărbune produc energie electrică în mod similar. Ambele folosesc o elice numită turbină pentru a-l porni, care apoi se rotește printr-un arbore și învârte un generator electric care produce electricitate. Centralele pe cărbune folosesc abur pentru a învârti palele turbinei, în timp ce centralele hidroelectrice folosesc apă în cădere — rezultatele sunt aceleași.
Lumea produce aproximativ 24% din electricitatea mondială, furnizând energie pentru mai mult de 1 miliard de oameni. Centralele hidroelectrice din lume au o putere totală de 675.000 de megawați, echivalentul energetic a 3,6 miliarde de barili de petrol, potrivit Laboratorului Mondial de Energie Regenerabilă.
Cum se obține electricitatea din apă?
Centralele hidroelectrice produc energie electrică din apă folosind apă. O centrală hidroelectrică tipică este un sistem cu trei părți:
Apa din spatele barajului curge prin baraj și împinge elicea în turbină, rotind-o. Turbina învârte un generator pentru a produce energie electrică. Cantitatea de energie electrică extrasă care poate fi generată depinde de câtă apă se mișcă prin sistem. Electricitatea poate fi transmisă fabricilor și întreprinderilor printr-o rețea electrică comună.
Centralele hidroelectrice furnizează aproape o cincime din electricitatea mondială. China, Canada, Brazilia, Statele Unite ale Americii și Rusia sunt cei mai mari cinci producători de hidroelectricitate. Una dintre cele mai mari centrale hidroelectrice din lume este Cele Trei Chei de pe râul Yangtze din China. Barajul are 2,3 km lățime și 185 de metri înălțime.
Hidroenergia este cea mai ieftină modalitate de a genera energie electrică astăzi. Asta pentru că odată ce barajul a fost construit și echipamentele instalate, sursa de energie - apa curentă - este liberă. Este o sursă de combustibil curat, regenerabil anual din zăpadă și precipitații.
Cantitatea de energie electrică produsă de o centrală hidroelectrică depinde de doi factori:
- Înălțimea cascadei: cu cât apa cade mai sus, cu atât are mai multă energie. De obicei, distanța de la care cade apa depinde de dimensiunea barajului. Cu cât barajele sunt mai sus, cu atât apa cade mai departe și are mai multă energie. Oamenii de știință spun că forța căderii apei este „proporțională” cu distanța la care cade.
- Cantitatea de apă care cade. Mai multă apă curgând prin turbină va produce mai multă energie. Cantitatea de apă din turbină depinde de cantitatea de apă care curge în josul râului. Râurile mai mari au mai multă apă curgătoare și pot produce mai multă energie.
Producția de energie hidroelectrică este foarte reglementată, permițând operatorilor să controleze fluxul de apă printr-o turbină pentru a produce energie electrică la cerere. În plus, rezervoarele artificiale pot fi folosite pentru recreere, înot sau canotaj.
Dar îndiguirea râurilor poate distruge sau perturba viața sălbatică și alte resurse naturale. Unele specii de pești, cum ar fi somonul, pot avea rutele de depunere a icrelor blocate. Centralele hidroelectrice pot provoca, de asemenea nivel scăzut oxigenul dizolvat în apă, care este dăunător habitatului faunei fluviale.