23 Aug Czym jest energia wodna?
Energia wodna, inaczej zwana hydroelektrycznością, jest generowana przez siłę spadającej wody. Choć może to być zbyt uproszczona wersja tego, jak działa energia wodna, można ją zdecydowanie zakwalifikować jako odnawialny rodzaj energii globalnej. Zrównoważona energia pozwala nam wykorzystać naturalnie odnawiające się zasoby, takie jak woda czy wiatr. Według Światowej Rady Energetycznej:
- Globalny rynek energii wodnej stanowi prawie dwie trzecie naszej odnawialnej energii globalnej
- Ciągły wzrost energii wodnej jest przewidywany do podwojenia do roku 2050.
Więc czym dokładnie jest energia wodna? Dlaczego jest ona ważna? Zasoby odnawialne są ważne, ponieważ nadal jesteśmy świadkami zmian w całkowitych wydatkach na nieodnawialne aktywa, takie jak węgiel i ropa. W ciągu ostatniego stulecia opracowano wiele metod wytwarzania energii potrzebnej do pracy maszyn. W obliczu ograniczonych zasobów, świat coraz bardziej interesuje się bardziej zrównoważonymi metodami produkcji energii. Jednak okazało się to wyzwaniem, ponieważ wiele z nich nie jest łatwych w budowie i eksploatacji na dużą skalę.
Na szczęście rozwój i postępy w dziedzinie hydroenergetyki okazały się skuteczne. W tym artykule omówimy, co to jest hydroenergia i jak produkuje jedną z największych form energii zwaną hydroenergią. Hydroelektryczność jest jednym z „najczystszych” źródeł energii do tej pory i może pomóc globalnego ruchu w podejmowaniu władzy przystępne i dostępne dla rodzin, gospodarstw, fabryk i tak wiele więcej.
Firmy takie jak Gracon, są w stanie zapewnić pomoc w budowie tych źródeł energii. Zapewniamy budowę hydroelektrowni, inspekcję, demontaż, rehabilitację, wymianę, testowanie między innymi usługami.
Jak działa hydroelektryczność
Najprościej rzecz ujmując, hydroelektryczność jest procesem, w którym przekształcamy wodę w energię elektryczną. Prosty podział, aby wyjaśnić, jak działa energia wodna, jest następujący:
-
- Woda jest używana do obracania elementu przypominającego śmigło (turbina)
- Turbina następnie obraca metalowy wał w generatorze elektrycznym
- Generator działa jak silnik, który wytwarza energię elektryczną
Po zakończeniu tego procesu, energia elektryczna może być wysłana z elektrowni wodnej przez kable i przeniesiona gdziekolwiek jest potrzebna.
Początki energii wodnej
Według Międzynarodowego Stowarzyszenia Energii Wodnej (IHA), energia wodna została po raz pierwszy użyta z powodzeniem w 1878 roku w Anglii.
Nie jest to nowa koncepcja, że woda jest używana w procesie tworzenia energii. Nowością jest jednak to, że technologia umożliwia jej generowanie energii elektrycznej. Nasze współczesne zastosowanie można przypisać wzrostowi zainteresowania wytwarzaniem energii podczas rewolucji przemysłowej, a pierwsza hydroelektrownia została z powodzeniem wykorzystana w Anglii w 1878 roku. Wkrótce potem, w 1882 roku, pierwsza na świecie elektrownia wodna rozpoczęła pracę na rzece Fox w Appleton, w stanie Wisconsin. To zapoczątkowało trend budowania obiektów w całym kraju.
Z biegiem lat projekty stawały się coraz większe i bardziej zaawansowane. W końcu rządy musiały wkroczyć, aby regulować (i często płacić za) zapór i elektrowni z powodu ogromnej skali. Obecnie energia wodna dostarcza około 96% energii odnawialnej w Stanach Zjednoczonych. Inne źródła odnawialne to energia geotermalna, energia fal, pływów, wiatru i słońca. Jak wspomniano powyżej, energia hydroelektryczna pochodzi z opadającej wody. Dokładniej mówiąc, energia wodna pochodzi z wody płynącej – zimowego i wiosennego odpływu z górskich strumieni i czystych jezior. Woda, opadająca pod wpływem siły grawitacji, może być użyta do obracania turbin i generatorów wytwarzających energię elektryczną.
Metody hydroelektryczne
Mimo że ogólny proces jest taki sam, istnieje kilka różnych metod, które są powszechnie stosowane do wytwarzania energii elektrycznej przy użyciu wody. Metody te obejmują:
- Tamy
- Run-of-the-River
- Pompowanie
Tamy: Najczęstsza metoda jest wykonywana za pomocą zapór. Woda jest zablokowana w zbiorniku i może być przesyłana w kontrolowanych ilościach, co pozwala na uzyskanie określonej ilości energii. Wielkość zbiornika wodnego i zmiana wysokości określa, ile mocy może wygenerować ta metoda.
Run-of-the-River: Innym sposobem generowania hydroelektryczności jest metoda run-of-the-river. Polega ona na tym, że buduje się podobny mechanizm jak w tamie, tyle że w miejscu, przez które stale przepływa woda, np. w rzece. Powodem, dla którego nie jest to tak popularne, jest to, że woda nie może być kontrolowana, więc może generować tylko stałą ilość w danym czasie, a nadmiar jest marnowany.
Pompowanie-składowanie: Trzecia metoda nazywana jest hydroenergetyką szczytowo-pompową. Jest to również powszechnie stosowane w zaporach, ale to zasadniczo recyklingu wody w zbiorniku. Najpierw pozwala się wodzie przemieszczać na niższą wysokość (jednocześnie generując energię elektryczną), a następnie pompuje się ją z powrotem do wyższego punktu. Wykorzystuje to możliwość zasilania pomp tanią energią elektryczną w godzinach wolnych od pracy i sprzedaży wytworzonej energii w godzinach szczytu.
Nawet pływy morskie mogą być wykorzystywane do wytwarzania energii wodnej. Ta metoda wykorzystuje tę samą koncepcję, co inne, ale ze zmianami pływów jako przesunięciem wody. Jeśli oferuje znacznie mniejszą kontrolę i moc wyjściową, ale może być zbudowana w większej ilości obszarów.
Inną metodą jest wykorzystanie podwodnych prądów do generowania energii. Najczęstszym sposobem jest zbudowanie dużego koła wodnego w miejscu, gdzie pod powierzchnią wody panuje silny ruch.
Dlaczego hydroenergetyka jest popularna
Istnieje wiele powodów, dla których hydroenergetyka jest popularna, ale oto niektóre z kluczowych czynników:
- Odnawialna – wymaga tylko wody, która jest zasobem, który ciągle się uzupełnia
- Przystępna cenowo – po zbudowaniu obiektu nie ma żadnych dodatkowych kosztów, więc jest tańsza niż wiele innych metod generowania energii
- Możliwość zmiany mocy – może się szybko zmieniać, aby sprostać zapotrzebowaniu, zwłaszcza przy zastosowaniu zapory
- Przyjazny dla środowiska – nie powoduje zanieczyszczeń
Oprócz tego mechanizmy hydroenergetyczne nie zanieczyszczają wody, powietrza ani środowiska. Ponieważ nadal zajmujemy się potrzebą zrównoważonych zasobów, energia wodna jest dynamicznie rozwijającym się rynkiem i biznesem. Jako takie, rząd często finansuje i reguluje projekty hydroelektryczne.
Po przeciwnej stronie, istnieją pewne wady elektrowni wodnych. Po pierwsze, zapory i projekty hydroelektryczne są często dość duże i zajmują niewiarygodne rozmiary mas ziemskich, które zakłócają ekosystemy i otaczającą archeologię i ważne, znaczące miejsca, jak również możliwe przesiedlenia okolicznych społeczności. Pomimo tych strat, hydroelektryczność nadal jest wykorzystywana do pozyskiwania energii odnawialnej, prawdopodobnie dlatego, że istnieje dłużej i jest jedną z naszych najbardziej rozwiniętych technologii.
Różne rozmiary
Projekty hydroelektryczne budowane na masową skalę przyciągają najwięcej uwagi, ale nie jest to metoda stosowana z powodzeniem tylko w przypadku gigantycznych zapór. Metoda ta może być stosowana w wielu rozmiarach, w tym na poziomie mikro do zasilania odległych budynków.
Gdzie hydroenergetyka jest popularna
Generowanie energii elektrycznej w ten sposób jest popularne na całym świecie i odbywa się w około 150 krajach. Niektóre kraje generują większość swojej energii w ten sposób, takie jak Kanada, Brazylia, Norwegia i Nowa Zelandia. Chiny są pojedynczym największym producentem.
Największy obiekt na świecie
Największym obiektem hydroelektrycznym na świecie (określonym na podstawie mocy zainstalowanej) jest Zapora Trzech Przełomów na rzece Jangcy w Chinach. Została ona ukończona w 2012 roku, a 32 turbiny są w stanie wygenerować 22 500 megawatów.
Mnóstwo potencjału
Energetyka wodna nadal się rozwija i w samych Stanach Zjednoczonych zasila ponad 30 milionów domów. Obecnie istnieje wiele zapór, które nie są nawet wykorzystywane do generowania energii, więc istnieje duży potencjał, aby zwiększyć tę liczbę.
.