Реките текат на хиляди километри, съдържащи огромна енергия. Развитието и използването на естествената водна енергия в електричество се нарича водноелектрическа енергия. Двата основни елемента, които съставляват хидравличната енергия, са дебитът и напорът. Дебитът се определя от самата река, а коефициентът на използване на кинетичната енергия при директно използване на речната вода ще бъде много нисък, тъй като е невъзможно да се запълни целият участък на реката с водни турбини.
Хидравличното оползотворяване използва главно потенциална енергия и е необходимо да има спад в използването на потенциална енергия. Естественият пад на реките обаче обикновено се формира постепенно по течението на реката и в рамките на относително кратко разстояние естественият пад на водния поток е сравнително нисък. Необходимо е да се предприемат подходящи инженерни мерки за изкуствено увеличаване на пада, т.е. да се концентрира разпръснатият естествен пад, за да се образува използваем воден напор.
Предимства на водноелектрическата енергия
1. Регенериране на водната енергия
Водната енергия идва от естествения речен отток, който се формира главно от природен газ и циркулацията на водата. Циркулацията на водата позволява водната енергия да бъде рециклирана и използвана повторно, затова водната енергия се нарича „възобновяема енергия“. „Възобновяемата енергия“ има уникално място в енергийното строителство.
2. Водните ресурси могат да бъдат използвани всеобхватно
Хидроелектрическата енергия използва само енергията на водния поток и не консумира вода. Следователно, водните ресурси могат да бъдат комплексно използвани и освен за производство на електроенергия, те могат едновременно да се възползват от контрол на наводненията, напояване, корабоплаване, водоснабдяване, аквакултури, туризъм и други аспекти, и да осъществяват многоцелево развитие.
3. Регулиране на водната енергия
Електрическата енергия не може да се съхранява, а производството и потреблението се извършват едновременно. Водната енергия може да се съхранява в резервоари, които се произвеждат според изискванията на енергийната система. Резервоарите действат като складове за съхранение на енергия за енергийната система. Регулирането на резервоарите подобрява способността на енергийната система да регулира натоварванията, увеличавайки надеждността и гъвкавостта на електрозахранването.
4. Обратимост на производството на водноелектрическа енергия
Водна турбина, която насочва вода от високо към ниско място, може да генерира електричество и да преобразува водната енергия в електрическа енергия; от своя страна, водните басейни, разположени на по-ниските нива, се абсорбират от електрически помпи и се изпращат към резервоари на по-високите нива за съхранение, преобразувайки електрическата енергия във водна енергия. Използването на обратимостта на производството на водноелектрическа енергия за изграждане на помпено-акумулиращи електроцентрали има уникална роля за подобряване на способността за регулиране на натоварването на енергийната система.
5. Гъвкавост на работата на агрегата
Водноелектрическите електроцентрали имат просто оборудване, гъвкава и надеждна работа и са много удобни за увеличаване или намаляване на товарите. Те могат да бъдат бързо стартирани или спирани според нуждите на потребителите и са лесни за постигане на автоматизация. Те са най-подходящи за изпълнение на задачи за намаляване на пиковите натоварвания и честотна модулация на енергийната система, както и за аварийно регулиране на товара и други функции. Те могат да повишат надеждността на енергийната система, с изключителни динамични предимства. Водноелектрическите централи са основните носители на динамични товари в енергийната система.
6. Ниска цена и висока ефективност на производството на водноелектрическа енергия
Водноелектрическата енергия не консумира гориво и не изисква голям брой хора и съоръжения, инвестирани в добив и транспорт на гориво. Оборудването е просто, с по-малко оператори, по-малко спомагателна енергия, дълъг експлоатационен живот на оборудването и ниски разходи за експлоатация и поддръжка. Следователно, производствените разходи за електроенергия от водноелектрическите централи са ниски, само 1/5 до 1/8 от тези на електроцентралите, работещи с изкопаеми горива. Освен това, коефициентът на използване на енергията на водноелектрическите централи е висок, достигайки над 85%, докато този на електроцентралите, работещи с изкопаеми горива, е само около 40%.
7. Благоприятства подобряването на екологичната среда
Производството на водноелектрическа енергия не замърсява околната среда. Обширната водна площ на резервоара регулира микроклимата на региона и времевото и пространствено разпределение на водния поток, което е благоприятно за подобряване на екологичната среда на околните райони. За въглищните електроцентрали всеки тон сурови въглища трябва да отделя около 30 кг SO2 и се отделят над 30 кг прахови частици. Според статистиката на 50 големи и средни въглищни електроцентрали в цялата страна, 90% от електроцентралите отделят SO2 с концентрация над 860 мг/м3, което е много сериозно замърсяване. В днешния свят, където все повече внимание се обръща на екологичните проблеми, ускоряването на изграждането на водноелектрическа енергия и увеличаването на дела на водноелектрическата енергия в Китай са от голямо значение за намаляване на замърсяването на околната среда.
Недостатъци на водноелектрическата енергия
Голяма еднократна инвестиция – огромни земни и бетонни работи за изграждането на водноелектрически централи; Освен това, това ще причини значителни загуби от наводнения и ще изисква заплащане на огромни разходи за преселване; Периодът на строителство е по-дълъг от този за изграждане на топлоелектрически централи, което се отразява на оборота на строителните средства. Дори ако част от инвестициите в проекти за пестене на води се споделят между различни бенефициентни ведомства, инвестицията на киловат водноелектрическа енергия е много по-висока от тази на топлоелектрическа енергия. При бъдещи операции обаче икономиите от годишните оперативни разходи ще се компенсират година след година. Максимално допустимият период на компенсация е свързан с нивото на развитие на страната и енергийната политика. Ако периодът на компенсация е по-малък от допустимата стойност, се счита за разумно да се увеличи инсталираната мощност на водноелектрическата централа.
Риск от повреда – Поради наводнения, язовирите блокират голямо количество вода, природни бедствия, причинени от човека щети и влошаване на качеството на строителството, което може да има катастрофални последици за районите надолу по течението и инфраструктурата. Такива повреди могат да засегнат електрозахранването, животните и растенията, а също така могат да причинят значителни загуби и жертви.
Щети върху екосистемите – Големите водоеми причиняват обширни наводнения нагоре по течението от язовирите, понякога унищожавайки низини, долинни гори и пасища. В същото време това ще засегне и водната екосистема около електроцентралата. Оказва значително въздействие върху рибите, водоплаващите птици и други животни.
Време на публикуване: 03 април 2023 г.
