Хидроенергията е технология за възобновяема енергия, която използва кинетичната енергия на водата за генериране на електроенергия. Тя е широко използван чист енергиен източник с много предимства, като възобновяемост, ниски емисии, стабилност и управляемост. Принципът на работа на хидроенергията се основава на проста концепция: използване на кинетичната енергия на водния поток за задвижване на турбината, която от своя страна завърта генератора, за да генерира електроенергия. Етапите на генериране на хидроенергия са: отклоняване на вода от резервоар или река, което изисква водоизточник, обикновено резервоар (изкуствен резервоар) или естествена река, която осигурява енергия; насочване на водния поток, при което водният поток се насочва към лопатките на турбината през отклонителен канал. Отклонителният канал може да контролира водния поток, за да регулира капацитета за производство на енергия; турбината работи и водният поток удря лопатките на турбината, карайки я да се върти. Турбината е подобна на вятърното колело при производството на вятърна енергия; генераторът генерира електричество, а работата на турбината върти генератора, който генерира електричество чрез принципа на електромагнитната индукция; предаване на енергия, генерираната енергия се предава към електропреносната мрежа и се доставя на градове, индустрии и домакинства. Съществуват много видове хидроенергия. Според различните принципи на работа и сценарии на приложение, тя може да бъде разделена на производство на речна енергия, производство на енергия от резервоари, производство на енергия от приливи и отливи и океани и малки водноелектрически централи. Водноелектрическата енергия има множество предимства, но и някои недостатъци. Предимствата са основни: водноелектрическата енергия е възобновяем енергиен източник. Водноелектрическата енергия разчита на циркулацията на водата, така че е възобновяема и няма да се изчерпи; тя е чист енергиен източник. Водноелектрическата енергия не произвежда парникови газове и замърсители на въздуха и има малко въздействие върху околната среда; тя е контролируема. Водноелектрически централи могат да се регулират според търсенето, за да осигуряват надеждна основна мощност. Основните недостатъци са: мащабните водноелектрически проекти могат да причинят щети на екосистемата, както и социални проблеми като миграция на жителите и отчуждаване на земя; водноелектрическата енергия е ограничена от наличието на водни ресурси, а сушата или намаляването на водния поток могат да повлияят на капацитета за производство на електроенергия.
Водноенергията, като възобновяема форма на енергия, има дълга история. Ранни водни турбини и водни колела: Още през II век пр.н.е. хората започват да използват водни турбини и водни колела, за да задвижват машини като мелници и дъскорезници. Тези машини използват кинетичната енергия на водния поток, за да работят. Появата на производството на електроенергия: В края на 19 век хората започват да използват водноелектрически централи, за да преобразуват водната енергия в електричество. Първата в света търговска водноелектрическа централа е построена в Уисконсин, САЩ през 1882 г. Изграждане на язовири и резервоари: В началото на 20 век мащабът на водноелектрическата енергия се разширява значително с изграждането на язовири и резервоари. Известни проекти за язовири включват язовир Хувър в Съединените щати и язовир „Трите клисури“ в Китай. Технологичен напредък: С течение на времето технологията за водноелектрическа енергия непрекъснато се усъвършенства, включително въвеждането на турбини, хидрогенератори и интелигентни системи за управление, които са подобрили ефективността и надеждността на водноелектрическата енергия.
Хидроенергията е чист, възобновяем енергиен източник и нейната индустриална верига обхваща няколко ключови звена, от управлението на водните ресурси до преноса на електроенергия. Първото звено във веригата на хидроенергийната индустрия е управлението на водните ресурси. Това включва планирането, съхранението и разпределението на водните потоци, за да се гарантира, че водата може да бъде стабилно подавана към турбините за производство на електроенергия. Управлението на водните ресурси обикновено изисква наблюдение на параметри като валежи, скорост на водния поток и ниво на водата, за да се вземат подходящи решения. Съвременното управление на водните ресурси се фокусира и върху устойчивостта, за да се гарантира, че капацитетът за производство на електроенергия може да се поддържа дори при екстремни условия като суша. Язовирите и резервоарите са ключови съоръжения във веригата на хидроенергийната индустрия. Язовирите обикновено се използват за повишаване на нивата на водата и за създаване на водно налягане, като по този начин се увеличава кинетичната енергия на водния поток. Резервоарите се използват за съхранение на вода, за да се гарантира, че може да се осигури достатъчен воден поток по време на пиково търсене. Проектирането и изграждането на язовири трябва да вземат предвид геоложките условия, характеристиките на водния поток и екологичното въздействие, за да се гарантира безопасността и устойчивостта. Турбините са основните компоненти във веригата на хидроенергийната индустрия. Когато водата тече през лопатките на турбината, нейната кинетична енергия се преобразува в механична енергия, което кара турбината да се върти. Дизайнът и типът на турбината могат да бъдат избрани според скоростта на водния поток, дебита и височината, за да се постигне най-висока енергийна ефективност. Когато турбината се върти, тя задвижва свързания генератор, за да генерира електричество. Генераторът е ключово устройство, което преобразува механичната енергия в електрическа. Обикновено принципът на работа на генератора е да индуцира ток чрез въртящо се магнитно поле, за да генерира променлив ток. Дизайнът и капацитетът на генератора трябва да се определят според потреблението на енергия и характеристиките на водния поток. Генерираната от генератора енергия е променлив ток, който обикновено трябва да се обработва чрез подстанция. Основните функции на подстанцията включват повишаване на напрежението (повишаване на напрежението, за да се намалят загубите на енергия при предаване на енергия) и преобразуване на вида ток (преобразуване на променлив ток в постоянен или обратно), за да се отговори на изискванията на системата за пренос на енергия. Последното звено е преносът на енергия. Енергията, генерирана от електроцентралата, се предава на потребителите на енергия в градски, промишлени или селски райони чрез електропроводи. Електропроводите трябва да бъдат планирани, проектирани и поддържани, за да се гарантира, че енергията се предава безопасно и ефективно до местоназначението. В някои райони може да се наложи захранването да се обработва отново през подстанция, за да се отговори на изискванията за различни напрежения и честоти.
Време на публикуване: 12 ноември 2024 г.
