انواع اصلی و معرفی نیروگاه‌های برق آبی جهانی

انرژی برق‌آبی فرآیندی است که در آن انرژی آب طبیعی با استفاده از اقدامات مهندسی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. این روش، روش اساسی بهره‌برداری از انرژی آب است. مدل کاربردی مزایایی مانند عدم مصرف سوخت و عدم آلودگی محیط زیست، امکان تأمین مداوم انرژی آب با بارش، تجهیزات الکترومکانیکی ساده و بهره‌برداری انعطاف‌پذیر و راحت را دارد. با این حال، سرمایه‌گذاری کلی زیاد، دوره ساخت طولانی و گاهی اوقات تلفات ناشی از سیل را به همراه دارد. انرژی برق‌آبی اغلب با کنترل سیل، آبیاری و کشتیرانی برای بهره‌برداری جامع ترکیب می‌شود. (نویسنده: پانگ مینگلی)

سه نوع نیروگاه برق آبی وجود دارد:

۱. نیروگاه برق آبی متعارف
یعنی، نیروگاه برق آبی سد، که به عنوان نیروگاه برق آبی مخزنی نیز شناخته می‌شود. مخزن از آب ذخیره شده در سد تشکیل شده است و حداکثر توان خروجی آن توسط حجم مخزن و اختلاف بین موقعیت خروجی آب و ارتفاع سطح آب تعیین می‌شود. این اختلاف ارتفاع، هد (Head) نامیده می‌شود که به عنوان افت یا هد نیز شناخته می‌شود و انرژی پتانسیل آب مستقیماً با هد متناسب است.

۲. بهره‌برداری از نیروگاه برق‌آبی رودخانه (ROR)
یعنی، برق آبی جریان رودخانه، که به عنوان برق آبی رواناب نیز شناخته می‌شود، نوعی از برق آبی است که از برق آبی استفاده می‌کند اما فقط به مقدار کمی آب نیاز دارد یا نیازی به ذخیره مقدار زیادی آب برای تولید برق ندارد. برق آبی جریان رودخانه تقریباً به هیچ وجه به ذخیره آب نیاز ندارد، یا فقط نیاز به ساخت تأسیسات ذخیره آب بسیار کوچک دارد. هنگام ساخت تأسیسات ذخیره آب کوچک، به این نوع تأسیسات ذخیره آب، استخر تنظیم یا فوربی گفته می‌شود. از آنجا که هیچ تأسیسات ذخیره آب در مقیاس بزرگ وجود ندارد، تولید برق جریان سیچوان به تغییر حجم فصلی آب منبع آب ذکر شده بسیار حساس است. بنابراین، نیروگاه جریان سیچوان معمولاً به عنوان یک منبع انرژی متناوب تعریف می‌شود. اگر یک مخزن تنظیم کننده که بتواند جریان آب را در هر زمانی تنظیم کند در نیروگاه چوانلیو ساخته شود، می‌توان از آن به عنوان نیروگاه اصلاح اوج یا نیروگاه بار پایه استفاده کرد.

۳. نیروی جزر و مد
تولید برق از جزر و مد بر اساس بالا و پایین رفتن سطح آب اقیانوس ناشی از جزر و مد است. به طور کلی، مخازنی برای تولید برق ساخته می‌شوند، اما استفاده مستقیم از آب جزر و مد نیز برای تولید برق وجود دارد. مکان‌های مناسب زیادی برای تولید برق از جزر و مد در جهان وجود ندارد. هشت مکان مناسب در بریتانیا وجود دارد و تخمین زده می‌شود که پتانسیل آن برای تأمین 20٪ از تقاضای برق کشور کافی باشد.
البته، نیروگاه‌های برق آبی مرسوم بر سه حالت تولید برق آبی تسلط دارند. علاوه بر این، نیروگاه‌های تلمبه ذخیره‌ای عموماً از توان اضافی سیستم برق (توان در فصل سیل، تعطیلات یا کم‌باری در اواخر شب) برای پمپاژ آب از مخزن پایینی به مخزن بالایی برای ذخیره‌سازی استفاده می‌کنند. در اوج بار سیستم، آب مخزن بالایی تخلیه می‌شود و توربین آبی، ژنراتور توربین آبی را برای تولید برق به حرکت در می‌آورد. با عملکرد دوگانه اصلاح اوج مصرف و پر کردن دره، این منبع تغذیه ایده‌آل‌ترین منبع تغذیه اصلاح اوج مصرف برای سیستم برق است. علاوه بر این، می‌توان از آن به عنوان مدولاسیون فرکانس، مدولاسیون فاز، تنظیم ولتاژ و آماده به کار نیز استفاده کرد که نقش مهمی در تضمین عملکرد ایمن و با کیفیت بالای شبکه برق و بهبود اقتصاد سیستم ایفا می‌کند.
نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای به خودی خود انرژی الکتریکی تولید نمی‌کند، اما در هماهنگی تضاد بین تولید برق و تأمین برق در شبکه برق نقش دارد؛ تنظیم اوج بار نقش مهمی در اوج بار کوتاه‌مدت ایفا می‌کند؛ راه‌اندازی سریع و تغییر خروجی می‌تواند قابلیت اطمینان تأمین برق شبکه برق را تضمین کرده و کیفیت تأمین برق شبکه برق را بهبود بخشد. اکنون این نیروگاه به برق آبی نسبت داده نمی‌شود، بلکه به ذخیره‌سازی برق مربوط می‌شود.
در حال حاضر، ۱۹۳ نیروگاه برق آبی با ظرفیت نصب‌شده بیش از ۱۰۰۰ مگاوات در جهان فعال هستند و ۲۱ نیروگاه در حال ساخت هستند. از این تعداد، ۵۵ نیروگاه برق آبی با ظرفیت نصب‌شده بیش از ۱۰۰۰ مگاوات در چین در حال بهره‌برداری و ۵ نیروگاه در حال ساخت هستند که از این نظر در رتبه اول جهان قرار دارند.