Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια επιστημονική τεχνολογία που μελετά τεχνικά και οικονομικά ζητήματα όπως η μηχανική κατασκευή και η διαχείριση της παραγωγής. Η ενέργεια του νερού που χρησιμοποιείται στην παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι κυρίως η δυνητική ενέργεια που αποθηκεύεται στο νερό. Για τη μετατροπή της υδροηλεκτρικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, πρέπει να κατασκευαστούν διαφορετικοί τύποι υδροηλεκτρικών σταθμών.
1. Βασική εισαγωγή: Αξιοποίηση υδροηλεκτρικής ενέργειας από ποτάμια, λίμνες κ.λπ. Βρίσκονται σε μεγάλα υψόμετρα και έχουν δυναμική ενέργεια, ρέοντας προς χαμηλά υψόμετρα και μετατρέποντας την δυναμική ενέργεια που περιέχεται σε αυτήν σε κινητική ενέργεια ενός υδροστροβίλου, η οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται ως ισχύς για την κίνηση μιας γεννήτριας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Χρησιμοποιώντας υδραυλική ενέργεια (με ύψος άντλησης νερού) για την κίνηση της περιστροφής υδραυλικών μηχανημάτων (υδροστρόβιλος), μετατρέπεται η ενέργεια του νερού σε μηχανική ενέργεια. Εάν ένας άλλος τύπος μηχανήματος (γεννήτρια) συνδεθεί με έναν υδροστρόβιλο, μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια καθώς περιστρέφεται ο στρόβιλος και στη συνέχεια να μετατρέψει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Κατά μία έννοια, η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι η διαδικασία μετατροπής της δυναμικής ενέργειας του νερού σε μηχανική ενέργεια και στη συνέχεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Λόγω της χαμηλής τάσης τροφοδοσίας που παράγεται από τους υδροηλεκτρικούς σταθμούς, εάν πρόκειται να μεταδοθεί σε απομακρυσμένους χρήστες, πρέπει να ενισχυθεί μέσω μετασχηματιστών, στη συνέχεια να μεταδοθεί σε υποσταθμούς σε περιοχές με συγκέντρωση χρηστών μέσω γραμμών μεταφοράς αέρα, τελικά να μειωθεί σε τάση κατάλληλη για οικιακούς χρήστες και ηλεκτρικό εξοπλισμό εργοστασίων και στη συνέχεια να μεταδοθεί σε διάφορα εργοστάσια και νοικοκυριά μέσω γραμμών διανομής. 2. Η βασική αρχή της παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι η χρήση της πτώσης της στάθμης του νερού για τη συνεργασία με μια υδροηλεκτρική γεννήτρια για την παραγωγή ενέργειας, δηλαδή η μετατροπή της δυναμικής ενέργειας του νερού σε μηχανική ενέργεια του υδραυλικού στροβίλου και στη συνέχεια η χρήση της μηχανικής ενέργειας για την κίνηση της γεννήτριας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι επιστήμονες έχουν αξιοποιήσει αποτελεσματικά τις φυσικές συνθήκες όπως η μηχανική ροής και η μηχανική φυσική, αξιοποιώντας την πτώση της στάθμης του νερού. Και έχουν συνδυαστεί προσεκτικά για να επιτύχουν την υψηλότερη παραγωγή ενέργειας ώστε οι άνθρωποι να χρησιμοποιούν φθηνή και μη ρυπογόνο ηλεκτρική ενέργεια. Τα χαμηλά επίπεδα νερού, από την άλλη πλευρά, απορροφούν το ηλιακό φως και κυκλοφορούν στην Γη, αποκαθιστώντας έτσι τις υψηλές πηγές νερού.
Μέχρι στιγμής, η κλίμακα της υδροηλεκτρικής ενέργειας ποικίλλει από αρκετές δεκάδες βατ που χρησιμοποιούνται σε αγροτικές περιοχές του Τρίτου Κόσμου έως αρκετά εκατομμύρια βατ που χρησιμοποιούνται για την παροχή ενέργειας σε μεγάλες πόλεις. 3. Οι κύριοι τύποι ταξινομούνται με βάση τη συγκεντρωμένη πτώση, συμπεριλαμβανομένων των υδροηλεκτρικών σταθμών τύπου φράγματος, των υδροηλεκτρικών σταθμών τύπου εκτροπής, των υβριδικών υδροηλεκτρικών σταθμών, των παλιρροιακών σταθμών και των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με αντλιοστάσια. Με βάση τον βαθμό ρύθμισης της απορροής, το αν υπάρχουν υδροηλεκτρικοί σταθμοί ρύθμισης ή όχι. Ανάλογα με τη φύση της πηγής νερού, αναφέρεται γενικά ως συμβατικός υδροηλεκτρικός σταθμός, ο οποίος χρησιμοποιεί φυσικά ποτάμια, λίμνες και άλλες πηγές νερού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί μπορούν να χωριστούν σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς υψηλού μανομετρικού ύψους (πάνω από 70 μέτρα), μεσαίου μανομετρικού ύψους (15-70 μέτρα) και χαμηλού μανομετρικού ύψους (κάτω των 15 μέτρων) με βάση το μανομετρικό τους ύψος αξιοποίησης. Ανάλογα με την εγκατεστημένη ισχύ των υδροηλεκτρικών σταθμών, μπορούν να χωριστούν σε μεγάλους, μεσαίους και μικρούς υδροηλεκτρικούς σταθμούς. Γενικά, οι μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί με εγκατεστημένη ισχύ μικρότερη από 5000 κιλοβάτ ονομάζονται μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί, αυτοί με εγκατεστημένη ισχύ μεταξύ 5000 και 100000 κιλοβάτ ονομάζονται μεσαίοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί και αυτοί με εγκατεστημένη ισχύ άνω των 100000 κιλοβάτ ονομάζονται μεγάλοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί ή γιγάντιοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί. 4. Η υδροηλεκτρική ενέργεια Advantage είναι μια ανεξάντλητη και ανανεώσιμη πηγή καθαρής ενέργειας. Ωστόσο, για την αποτελεσματική αξιοποίηση της φυσικής ενέργειας του νερού, είναι απαραίτητο να κατασκευαστούν χειροκίνητα υδραυλικές κατασκευές που μπορούν να συγκεντρώνουν την πτώση της ροής του νερού και να ρυθμίζουν τη ροή, όπως φράγματα, αγωγοί εκτροπής και οχετοί. Επομένως, η επένδυση στο έργο είναι μεγάλη και ο κύκλος κατασκευής είναι μακρύς. Αλλά η παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας έχει υψηλή απόδοση, χαμηλό κόστος παραγωγής ενέργειας, γρήγορη εκκίνηση μονάδας και εύκολη ρύθμιση. Λόγω της χρήσης της φυσικής ροής του νερού, επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τις φυσικές συνθήκες. Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι συχνά ένα σημαντικό συστατικό της ολοκληρωμένης αξιοποίησης των υδάτινων πόρων, σχηματίζοντας ένα ολοκληρωμένο σύστημα αξιοποίησης των υδάτινων πόρων με τη ναυτιλία, την υδατοκαλλιέργεια, την άρδευση, τον έλεγχο των πλημμυρών, τον τουρισμό κ.λπ. Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας με ελάχιστες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Εκτός από την παροχή φθηνής ηλεκτρικής ενέργειας, έχει επίσης τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: τον έλεγχο των πλημμυρών, την παροχή νερού άρδευσης, τη βελτίωση της πλοήγησης στα ποτάμια και τη βελτίωση των μεταφορών, της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας και της οικονομίας στην περιοχή, ιδίως την ανάπτυξη του τουρισμού και της υδατοκαλλιέργειας.
Ώρα δημοσίευσης: 26 Απριλίου 2023
