23 Srp Co je to vodní energie?
Vodní energie, jinak nazývaná hydroelektřina, vzniká působením síly padající vody. I když je to možná příliš zjednodušená verze fungování vodní energie, lze ji definitivně zařadit mezi obnovitelné druhy světové energie. Udržitelná energie nám umožňuje využívat přirozeně se obnovující zdroje, jako je voda nebo vítr. Podle Světové rady pro energii:
- Světový trh s vodní energií představuje téměř dvě třetiny naší obnovitelné globální energie
- Předpokládá se, že do roku 2050 se pokračující nárůst vodní energie zdvojnásobí.
Takže co přesně je vodní energie? Proč je důležitá? Obnovitelné zdroje jsou důležité, protože jsme stále svědky posunů v celkových výdajích neobnovitelných zdrojů, jako je uhlí a ropa. V průběhu minulého století bylo vyvinuto mnoho metod výroby energie, kterou stroje potřebují ke svému chodu. Vzhledem k tomu, že omezené zdroje jsou vždy problémem, svět se stále více zajímá o udržitelnější metody výroby energie. Ukázalo se však, že je to náročné, protože mnohé z nich není snadné vybudovat a provozovat ve velkém měřítku.
Naštěstí se osvědčil vývoj a pokrok v oblasti vodní energie. V tomto článku se budeme zabývat tím, co je to vodní energie a jak se vyrábí jedna z největších forem energie zvaná hydroenergie. Vodní energie je jedním z dosud „nejčistších“ zdrojů energie a může pomoci celosvětovému hnutí v tom, aby se energie stala cenově dostupnou a přístupnou pro rodiny, farmy, továrny a mnoho dalšího.
Společnosti, jako je Gracon, jsou schopny poskytnout pomoc při budování těchto zdrojů energie. Mimo jiné zajišťujeme výstavbu vodních elektráren, revize, demontáže, sanace, výměny a testování.
Jak funguje vodní energie
Zjednodušeně řečeno, vodní energie je proces, při kterém přeměňujeme vodu na elektřinu. Jednoduché rozdělení, které vysvětluje, jak hydroelektřina funguje, je následující:
-
- Voda se používá k otáčení části podobné vrtuli (turbíny)
- Turbína pak otáčí kovovou hřídelí v elektrickém generátoru
- Generátor funguje jako motor, který vyrábí elektřinu
Po dokončení tohoto procesu může být elektřina z vodní elektrárny odeslána pomocí kabelů a přenesena kamkoli je potřeba.
Původ vodní energie
Podle Mezinárodní asociace pro vodní energii (IHA) byla vodní energie poprvé úspěšně použita v roce 1878 v Anglii.
Není to nová myšlenka, že se voda používá v procesu vytváření energie. Novinkou však je, že technologie umožňuje její využití k výrobě elektřiny. Její moderní využití můžeme vysledovat díky zvýšenému zájmu o výrobu energie během průmyslové revoluce a první vodní elektrárna byla úspěšně použita v roce 1878 v Anglii. Krátce poté, v roce 1882, zahájila provoz první vodní elektrárna na světě na řece Fox v Appletonu ve Wisconsinu. To odstartovalo trend výstavby zařízení po celé zemi.
V průběhu let byly projekty stále větší a dokonalejší. Nakonec musely kvůli obrovskému rozsahu zasáhnout vlády, aby přehrady a elektrárny regulovaly (a často i platily). Dnes vodní energie zajišťuje přibližně 96 % obnovitelné energie ve Spojených státech. Pro zajímavost, mezi další obnovitelné zdroje patří geotermální energie, energie vln, energie přílivu a odlivu, větrná energie a solární energie. Jak bylo uvedeno výše, vodní energie pochází z padající vody. Přesněji řečeno, vodní energie pochází z tekoucí vody – zimního a jarního odtoku z horských potoků a čistých jezer. Voda, která padá působením gravitační síly, může být využita k roztáčení turbín a generátorů, které vyrábějí elektřinu.
Metody výroby elektřiny z vody
Přestože je celkový proces stejný, existuje několik různých metod, které se běžně používají k výrobě elektřiny pomocí vody. Mezi tyto metody patří:
- Přehrady
- Přečerpávací vodní elektrárny
- Přečerpávací vodní elektrárny
Přehrady: Nejběžnější způsob se provádí pomocí přehrad. Voda je zablokována v nádrži a může být posílána v řízených objemech, aby bylo možné získat určité množství energie. Velikost vodní nádrže a změna nadmořské výšky určují, kolik energie lze touto metodou vyrobit.
Přehrada na řece: Dalším způsobem výroby elektřiny z vody je metoda „run-of-the-river“. Při ní je vybudován podobný mechanismus jako v přehradě, jen s tím rozdílem, že je umístěn v místě, kde neustále protéká voda, například v řece. Důvodem, proč tento způsob není tak oblíbený, je to, že vodu nelze regulovat, takže v daném okamžiku může vyrábět pouze určité množství a přebytek se promrhá.
Pumped-Storage: Třetí metoda se nazývá přečerpávací vodní elektrárna. Ta se také běžně používá v přehradách, ale v podstatě recykluje vodu v nádrži. Nejprve se nechá putovat do nižší nadmořské výšky (při výrobě elektřiny) a později se přečerpává zpět do vyššího bodu. Využívá se tak pohonu čerpadel levnou elektřinou v pomalých hodinách a prodeje vyrobené energie v době špičky.
K výrobě vodní energie lze využít i příliv a odliv. Tato metoda využívá stejný koncept jako ostatní, ale s přílivovými změnami jako posunem vody. Pokud nabízí mnohem menší kontrolu a výkon, ale lze ji vybudovat ve více oblastech.
Další metodou je využití podvodních proudů k výrobě energie. Nejběžnějším způsobem je vybudování velkého vodního kola v místě, kde je silný pohyb pod hladinou.
Proč je vodní energie oblíbená
Důvodů, proč je vodní energie oblíbená, je mnoho, ale zde jsou uvedeny některé klíčové faktory:
- Obnovitelná – vyžaduje pouze vodu, což je zdroj, který se neustále doplňuje
- Cenově dostupná – po vybudování zařízení nevznikají žádné další náklady, takže je levnější než mnoho jiných způsobů výroby energie
- Možnost změny výkonu – může se rychle měnit podle poptávky, zejména při použití přehrady
- Šetrnost k životnímu prostředí – nezpůsobuje znečištění
Kromě toho hydroenergetické mechanismy neznečišťují vodu, ovzduší ani životní prostředí. Vzhledem k tomu, že se i nadále zabýváme potřebou udržitelných zdrojů, představuje vodní energie vzkvétající trh a podnikání. Vláda proto často financuje a reguluje projekty vodních elektráren.
Na druhé straně mají vodní elektrárny i některé nevýhody. Za prvé, přehrady a projekty vodních elektráren jsou často poměrně velké a zabírají neuvěřitelné rozměry půdy, což narušuje ekosystémy a okolní archeologii a důležité, významné lokality, stejně jako možné vysídlení okolních komunit. Navzdory těmto ztrátám je vodní energie stále oblíbeným zdrojem obnovitelné energie a pravděpodobně i proto, že existuje déle a je jednou z našich nejrozvinutějších technologií.
Různé velikosti
Hydroelektrické projekty postavené v obrovském měřítku se těší největší pozornosti, ale úspěšně se nepoužívají jen u obřích přehrad. Tuto metodu lze použít v mnoha velikostech, včetně mikroúrovně pro napájení odlehlých budov.
Kde je hydroelektřina populární
Vyrábění elektřiny tímto způsobem je populární po celém světě a provádí se asi ve 150 zemích. V některých zemích se tímto způsobem vyrábí většina energie, například v Kanadě, Brazílii, Norsku a na Novém Zélandu. Největším výrobcem je Čína.
Největší zařízení na světě
Největším hydroelektrickým zařízením na světě (určeno podle instalovaného výkonu) je přehrada Tři soutěsky na řece Jang-c‘-ťiang v Číně. Byla dokončena v roce 2012 a 32 turbín dokáže vyrobit 22 500 megawattů.
Dostatek potenciálu
Vodní energie stále roste a jen v USA pohání více než 30 milionů domácností. V současné době je v provozu mnoho přehrad, které se k výrobě energie vůbec nevyužívají, takže je zde velký potenciál k růstu tohoto počtu.