Rijeke teku hiljadama kilometara, sadržeći ogromnu energiju. Razvoj i korištenje prirodne energije vode u električnu energiju naziva se hidroenergija. Dva osnovna elementa koja čine hidrauličnu energiju su protok i pad. Protok određuje sama rijeka, a stopa iskorištenja kinetičke energije direktnim korištenjem riječne vode bit će vrlo niska, jer je nemoguće napuniti cijeli dio rijeke vodenim turbinama.
Hidraulično korištenje uglavnom koristi potencijalnu energiju, te mora doći do pada u korištenju potencijalne energije. Međutim, prirodni pad rijeka se uglavnom postepeno formira duž riječnog toka, a unutar relativno kratke udaljenosti, prirodni pad protoka vode je relativno nizak. Potrebno je poduzeti odgovarajuće inženjerske mjere za vještačko povećanje pada, odnosno koncentrirati raspršeni prirodni pad kako bi se formirao iskoristiv vodeni stupac.
Prednosti hidroenergije
1. Regeneracija energije vode
Energija vode dolazi iz prirodnog riječnog oticanja, koje se uglavnom formira prirodnim plinom i cirkulacijom vode. Cirkulacija vode omogućava recikliranje i ponovnu upotrebu energije vode, pa se energija vode naziva "obnovljiva energija". "Obnovljiva energija" ima jedinstveno mjesto u energetskoj izgradnji.
2. Vodni resursi se mogu sveobuhvatno koristiti
Hidroelektrane koriste samo energiju vodenog toka i ne troše vodu. Stoga se vodni resursi mogu sveobuhvatno koristiti, a pored proizvodnje energije, mogu istovremeno imati koristi od kontrole poplava, navodnjavanja, brodarstva, vodosnabdijevanja, akvakulture, turizma i drugih aspekata, te provoditi višeciljni razvoj.
3. Regulacija energije vode
Električna energija se ne može skladištiti, a proizvodnja i potrošnja se obavljaju istovremeno. Energija vode može se skladištiti u rezervoarima, koji se proizvode prema zahtjevima elektroenergetskog sistema. Rezervoari djeluju kao skladišta energije za elektroenergetski sistem. Regulacija rezervoara poboljšava sposobnost elektroenergetskog sistema da reguliše opterećenja, povećavajući pouzdanost i fleksibilnost snabdijevanja električnom energijom.
4. Reverzibilnost proizvodnje hidroenergije
Vodena turbina koja usmjerava vodu s višeg na niže mjesto može generirati električnu energiju i pretvarati energiju vode u električnu energiju; Zauzvrat, vodena tijela koja se nalaze na nižim nivoima apsorbiraju električne pumpe i šalju se u rezervoare na višim nivoima radi skladištenja, pretvarajući električnu energiju u energiju vode. Korištenje reverzibilnosti proizvodnje hidroenergije za izgradnju reverzibilnih elektrana ima jedinstvenu ulogu u poboljšanju sposobnosti regulacije opterećenja elektroenergetskog sistema.
5. Fleksibilnost rada jedinice
Hidroelektrane imaju jednostavnu opremu, fleksibilan i pouzdan rad, te su vrlo praktične za povećanje ili smanjenje opterećenja. Mogu se brzo pokrenuti ili zaustaviti prema potrebama korisnika i lako se automatiziraju. Najpogodnije su za obavljanje zadataka uklanjanja vršnih opterećenja i modulacije frekvencije elektroenergetskog sistema, kao i za obavljanje zadataka pripravnosti u slučaju nužde, podešavanja opterećenja i druge funkcije. Mogu povećati pouzdanost elektroenergetskog sistema, uz izvanredne dinamičke prednosti. Hidroelektrane su glavni nosioci dinamičkih opterećenja u elektroenergetskom sistemu.
6. Niska cijena i visoka efikasnost proizvodnje hidroenergije
Hidroenergija ne troši gorivo i ne zahtijeva veliki broj radne snage i postrojenja uloženih u eksploataciju i transport goriva. Oprema je jednostavna, s manjim brojem operatera, manje pomoćne energije, dugim vijekom trajanja opreme i niskim troškovima rada i održavanja. Stoga su troškovi proizvodnje električne energije hidroelektrana niski, samo 1/5 do 1/8 troškova proizvodnje energije elektrana na fosilna goriva. Osim toga, stopa iskorištenosti energije hidroelektrana je visoka i dostiže više od 85%, dok je kod elektrana na fosilna goriva samo oko 40%.
7. Doprinosi poboljšanju ekološkog okruženja
Proizvodnja hidroelektrana ne zagađuje okolinu. Ogromna vodena površina akumulacije reguliše mikroklimu regije i vremensku i prostornu distribuciju protoka vode, što pogoduje poboljšanju ekološke sredine okolnih područja. Za termoelektrane na ugalj, svaka tona sirovog uglja treba da emituje oko 30 kg SO2, a emituje se više od 30 kg čestica prašine. Prema statistikama 50 velikih i srednjih termoelektrana na ugalj širom zemlje, 90% elektrana emituje SO2 sa koncentracijom većom od 860 mg/m3, što je vrlo ozbiljno zagađenje. U današnjem svijetu, gdje se sve više pažnje posvećuje pitanjima zaštite okoliša, ubrzanje izgradnje hidroelektrana i povećanje udjela hidroelektrana u Kini su od velikog značaja za smanjenje zagađenja okoline.
Nedostaci hidroenergije
Velika jednokratna investicija – ogromni zemljani i betonski radovi za izgradnju hidroelektrana; Štaviše, to će uzrokovati značajne gubitke od poplava i zahtijevati ogromne troškove preseljenja; Period izgradnje je također duži od izgradnje termoelektrana, što utiče na promet građevinskih sredstava. Čak i ako se dio investicija u projekte očuvanja voda podijeli između različitih odjela korisnika, investicija po kilovat hidroenergije je mnogo veća od investicije termoelektrane. Međutim, u budućem radu, uštede u godišnjim operativnim troškovima će se kompenzirati iz godine u godinu. Maksimalni dozvoljeni period kompenzacije povezan je sa nivoom razvoja zemlje i energetskom politikom. Ako je period kompenzacije manji od dozvoljene vrijednosti, smatra se razumnim povećati instalirani kapacitet hidroelektrane.
Rizik od kvara – Zbog poplava, brane blokiraju veliku količinu vode, prirodnih katastrofa, štete uzrokovane ljudskim djelovanjem i kvalitete gradnje, što može imati katastrofalne posljedice za nizvodna područja i infrastrukturu. Takvi kvarovi mogu utjecati na opskrbu električnom energijom, životinje i biljke, a mogu uzrokovati i značajne gubitke i žrtve.
Šteta po ekosistem – Veliki rezervoari uzrokuju velike poplave uzvodno od brana, ponekad uništavajući nizine, dolinske šume i travnjake. Istovremeno, to će uticati i na vodeni ekosistem oko elektrane. Ima značajan uticaj na ribe, vodene ptice i druge životinje.
Vrijeme objave: 03.04.2023.
