خلاصه
انرژی برقآبی روشی برای تولید برق است که از انرژی پتانسیل آب برای تبدیل آن به انرژی الکتریکی استفاده میکند. اصل آن استفاده از افت سطح آب (انرژی پتانسیل) برای جریان یافتن تحت تأثیر نیروی جاذبه (انرژی جنبشی) است، مانند هدایت آب از منابع آب مرتفع مانند رودخانهها یا مخازن به سطوح پایینتر. آب جاری، توربین را برای چرخش و به حرکت درآوردن ژنراتور برای تولید برق به حرکت در میآورد. آب سطح بالا از گرمای خورشید ناشی میشود و آب سطح پایین را تبخیر میکند، بنابراین میتوان آن را به عنوان استفاده غیرمستقیم از انرژی خورشیدی در نظر گرفت. به دلیل فناوری بالغ آن، در حال حاضر پرکاربردترین انرژی تجدیدپذیر در جامعه بشری است.
طبق تعریف کمیسیون بینالمللی سدهای بزرگ (ICOLD) از سد بزرگ، سد به هر سدی با ارتفاع بیش از ۱۵ متر (از پایینترین نقطه پی تا بالای سد) یا سدی با ارتفاع بین ۱۰ تا ۱۵ متر گفته میشود که حداقل یکی از شرایط زیر را داشته باشد:
طول تاج سد نباید کمتر از ۵۰۰ متر باشد؛
حجم مخزن تشکیل شده توسط سد نباید کمتر از 1 میلیون متر مکعب باشد.
⑶ حداکثر جریان سیلابی که توسط سد مدیریت میشود نباید کمتر از 2000 متر مکعب در ثانیه باشد؛
مشکل پیسازی سد به طور خاص دشوار است؛
طراحی این سد فوقالعاده است.
طبق گزارش BP2021، انرژی برقآبی جهانی در سال ۲۰۲۰، ۴۲۹۶.۸/۲۶۸۲۳.۲=۱۶.۰٪ از تولید برق جهانی را به خود اختصاص داده است که پایینتر از تولید برق با سوخت زغالسنگ (۳۵.۱٪) و تولید برق با گاز (۲۳.۴٪) است و در رتبه سوم جهان قرار دارد.
در سال ۲۰۲۰، تولید برق آبی در شرق آسیا و اقیانوسیه بیشترین سهم را داشت و 1643/4370 = 37.6٪ از کل تولید جهانی را تشکیل میداد.
کشوری که بالاترین تولید برق آبی را در جهان دارد، چین است و پس از آن برزیل، ایالات متحده و روسیه قرار دارند. در سال ۲۰۲۰، تولید برق آبی چین ۱۳۲۲.۰/۷۷۷۹.۱=۱۷.۰٪ از کل تولید برق چین را تشکیل داد.
اگرچه چین از نظر تولید انرژی برقآبی رتبه اول جهان را دارد، اما این میزان در ساختار تولید برق این کشور جایگاه بالایی ندارد. کشورهایی که در سال ۲۰۲۰ بیشترین سهم تولید برقآبی را در کل تولید برق خود داشتند، برزیل (۳۹۶.۸/۶۲۰.۱=۶۴.۰٪) و کانادا (۳۸۴.۷/۶۴۳.۹=۶۰.۰٪) بودند.
در سال ۲۰۲۰، تولید برق چین عمدتاً با زغال سنگ (۶۳.۲٪) و پس از آن برق آبی (۱۷.۰٪) بود که ۱۳۲۲.۰/۴۲۹۶.۸ = ۳۰.۸٪ از کل تولید برق آبی جهان را تشکیل میدهد. اگرچه چین در تولید برق آبی رتبه اول جهان را دارد، اما به اوج خود نرسیده است. طبق گزارش منابع انرژی جهانی ۲۰۱۶ که توسط شورای جهانی انرژی منتشر شده است، ۴۷٪ از منابع برق آبی چین هنوز توسعه نیافتهاند.
مقایسه ساختار قدرت در بین ۴ کشور برتر تولیدکننده انرژی برق آبی در سال ۲۰۲۰
از جدول میتوان دریافت که انرژی برقآبی چین با سهم 1322.0/4296.8=30.8٪ از کل تولید انرژی برقآبی جهان، رتبه اول را در جهان به خود اختصاص داده است. با این حال، نسبت آن به کل تولید برق چین (17٪) تنها کمی بالاتر از میانگین جهانی (16٪) است.
چهار نوع تولید برق آبی وجود دارد: تولید برق آبی از نوع سد، تولید برق آبی از نوع تلمبه ذخیرهای، تولید برق آبی از نوع نهر و تولید برق از نوع جزر و مد.
تولید برق آبی از نوع سد
نیروگاه برق آبی نوع سد، که به عنوان نیروگاه برق آبی نوع مخزنی نیز شناخته میشود. یک مخزن با ذخیره آب در خاکریزها تشکیل میشود و حداکثر توان خروجی آن با تفاوت بین حجم مخزن، موقعیت خروجی و ارتفاع سطح آب تعیین میشود. این اختلاف ارتفاع، هد (Head) نامیده میشود که به عنوان هد یا سر (Head) نیز شناخته میشود و انرژی پتانسیل آب مستقیماً با هد متناسب است.
در اواسط دهه ۱۹۷۰، مهندس فرانسوی برنارد فارست دو بی لیدور کتاب «هیدرولیک ساختمان» را منتشر کرد که در آن پرسهای هیدرولیک محور عمودی و افقی شرح داده شده بود. در سال ۱۷۷۱، ریچارد آرکرایت هیدرولیک، قاببندی آبی و تولید پیوسته را با هم ترکیب کرد تا نقش مهمی در معماری ایفا کند. یک سیستم کارخانهای توسعه دهید و شیوههای مدرن اشتغال را اتخاذ کنید. در دهه ۱۸۴۰، یک شبکه برق آبی برای تولید برق و انتقال آن به کاربران نهایی توسعه داده شد. تا پایان قرن نوزدهم، ژنراتورها توسعه یافته بودند و اکنون میتوانند با سیستمهای هیدرولیک کوپل شوند.
اولین پروژه برق آبی جهان، هتل Cragside Country در نورثآمبرلند انگلستان در سال ۱۸۷۸ بود که برای اهداف روشنایی مورد استفاده قرار گرفت. چهار سال بعد، اولین نیروگاه خصوصی در ویسکانسین ایالات متحده آمریکا افتتاح شد و متعاقباً صدها نیروگاه برق آبی برای تأمین روشنایی محلی به بهرهبرداری رسیدند.
نیروگاه برق آبی شیلونگبا اولین نیروگاه برق آبی در چین است که بر روی رودخانه تانگلانگ در حومه شهر کونمینگ، استان یوننان واقع شده است. ساخت و ساز در ژوئیه ۱۹۱۰ (سال گِنگشو) آغاز شد و در ۲۸ مه ۱۹۱۲ برق تولید شد. ظرفیت اولیه نصب شده ۴۸۰ کیلووات بود. در ۲۵ مه ۲۰۰۶، نیروگاه برق آبی شیلونگبا توسط شورای دولتی تصویب شد تا در ششمین دسته از واحدهای حفاظت از آثار فرهنگی کلیدی ملی قرار گیرد.
طبق گزارش REN21 برای سال ۲۰۲۱، ظرفیت نصبشده جهانی برقآبی در سال ۲۰۲۰، ۱۱۷۰ گیگاوات بوده است که چین با افزایش ۱۲.۶ گیگاوات، ۲۸ درصد از کل ظرفیت جهانی را به خود اختصاص داده است. این رقم بالاتر از برزیل (۹ درصد)، ایالات متحده (۷ درصد) و کانادا (۹ درصد) است.
طبق آمار سال ۲۰۲۱ شرکت بریتیش پترولیوم، تولید برق آبی جهان در سال ۲۰۲۰، ۴۲۹۶.۸ تراوات ساعت بوده است که از این میزان، تولید برق آبی چین ۱۳۲۲.۰ تراوات ساعت بوده که ۳۰.۱ درصد از کل تولید جهانی را تشکیل میدهد.
تولید برق آبی یکی از منابع اصلی تولید برق جهانی و منبع انرژی پیشرو برای تولید انرژی تجدیدپذیر است. طبق آمار 2021 شرکت BP، تولید برق جهانی در سال 2020، 26823.2 تراوات ساعت بوده است که از این میزان، تولید برق آبی 4222.2 تراوات ساعت بوده است که 4222.2/26823.2=15.7٪ از کل تولید برق جهانی را تشکیل میدهد.
این دادهها از کمیسیون بینالمللی سدها (ICOLD) گرفته شده است. طبق ثبت در آوریل ۲۰۲۰، در حال حاضر ۵۸۷۱۳ سد در سراسر جهان وجود دارد که چین با سهم ۲۳۸۴۱/۵۸۷۱۳ = ۴۰.۶٪ از کل سدهای جهان، رتبه اول را به خود اختصاص داده است.
طبق آمار ۲۰۲۱ شرکت بریتیش پترولیوم، در سال ۲۰۲۰، انرژی برقآبی چین با سهم ۱۳۲۲.۰/۲۲۳۶.۷=۵۹٪ از برق انرژی تجدیدپذیر چین، جایگاه غالب را در تولید برق از انرژی تجدیدپذیر به خود اختصاص داده است.
طبق گزارش انجمن بینالمللی برق آبی (iha) [گزارش وضعیت برق آبی ۲۰۲۱]، در سال ۲۰۲۰، کل تولید برق آبی در جهان به ۴۳۷۰ تراوات ساعت خواهد رسید که از این تعداد، چین (۳۱٪ از کل جهان)، برزیل (۹.۴٪)، کانادا (۸.۸٪)، ایالات متحده (۶.۷٪)، روسیه (۴.۵٪)، هند (۳.۵٪)، نروژ (۳.۲٪)، ترکیه (۱.۸٪)، ژاپن (۲٪)، فرانسه (۱.۵٪) و غیره بیشترین تولید برق آبی را خواهند داشت.
در سال ۲۰۲۰، منطقهای که بیشترین تولید برق آبی را در جهان داشت، شرق آسیا و اقیانوسیه بود که ۱۶۴۳/۴۳۷۰ = ۳۷.۶٪ از کل تولید جهانی را به خود اختصاص داد؛ در میان آنها، چین با ۳۱٪ از کل تولید جهانی، به ویژه برجسته است و ۱۳۵۵.۲۰/۱۶۴۳ = ۸۲.۵٪ در این منطقه را به خود اختصاص داده است.
میزان تولید برق آبی متناسب با کل ظرفیت نصب شده و ظرفیت نصب شده نیروگاههای تلمبه ذخیرهای است. چین بزرگترین ظرفیت تولید برق آبی جهان را دارد و البته ظرفیت نصب شده و ظرفیت تلمبه ذخیرهای آن نیز در رتبه اول جهان قرار دارد. طبق گزارش وضعیت برق آبی انجمن بینالمللی برق آبی (iha) در سال 2021، ظرفیت نصب شده برق آبی چین (شامل نیروگاههای تلمبه ذخیرهای) در سال 2020 به 370160 مگاوات رسید که 370160/1330106=27.8٪ از کل جهان را تشکیل میدهد و در رتبه اول جهان قرار دارد.
نیروگاه برق آبی سه دره، بزرگترین نیروگاه برق آبی جهان، بیشترین ظرفیت تولید برق آبی را در چین دارد. نیروگاه برق آبی سه دره از ۳۲ توربین فرانسیس، هر کدام ۷۰۰ مگاوات، و دو توربین ۵۰ مگاواتی، با ظرفیت نصب شده ۲۲۵۰۰ مگاوات و ارتفاع سد ۱۸۱ متر استفاده میکند. ظرفیت تولید برق در سال ۲۰۲۰، ۱۱۱.۸ تراوات ساعت و هزینه ساخت آن ۲۰۳ میلیارد ین خواهد بود. این نیروگاه در سال ۲۰۰۸ تکمیل خواهد شد.
چهار نیروگاه برق آبی در سطح جهانی در بخش رودخانه جینشا در سیچوان، واقع در کنار رودخانه یانگ تسه، ساخته شدهاند: شیانگجیابا، زیلودو، بایهتان و وودونگده. ظرفیت کل نصب شده این چهار نیروگاه برق آبی ۴۶۵۰۸ مگاوات است که ۴۶۵۰۸/۲۲۵۰۰ = ۲.۰۷ برابر ظرفیت نصب شده نیروگاه برق آبی سه دره با ۲۲۵۰۰ مگاوات است. تولید برق سالانه آن ۱۸۵.۰۵/۱۰۱.۶ = ۱.۸۲ برابر است. بایهتان پس از نیروگاه برق آبی سه دره، دومین نیروگاه برق آبی بزرگ در چین است.
در حال حاضر، نیروگاه برق آبی سه دره در چین بزرگترین نیروگاه برق آبی جهان است. در میان ۱۲ نیروگاه برق آبی بزرگ جهان، چین شش کرسی را در اختیار دارد. سد ایتایپو که مدتها در رتبه دوم جهان قرار داشت، توسط سد بایهتان در چین به رتبه سوم منتقل شده است.
بزرگترین نیروگاه برق آبی متعارف جهان در سال 2021
۱۹۸ نیروگاه برق آبی با ظرفیت نصبشده بیش از ۱۰۰۰ مگاوات در جهان وجود دارد که از این تعداد، ۶۰ نیروگاه برق آبی متعلق به چین است که معادل ۶۰/۱۹۸ یعنی ۳۰٪ از کل نیروگاههای برق آبی جهان است. پس از آن برزیل، کانادا و روسیه قرار دارند.
۱۹۸ نیروگاه برق آبی با ظرفیت نصبشده بیش از ۱۰۰۰ مگاوات در جهان وجود دارد که از این تعداد، ۶۰ نیروگاه برق آبی متعلق به چین است که معادل ۶۰/۱۹۸ یعنی ۳۰٪ از کل نیروگاههای برق آبی جهان است. پس از آن برزیل، کانادا و روسیه قرار دارند.
در چین ۶۰ نیروگاه برق آبی با ظرفیت نصبشده بیش از ۱۰۰۰ مگاوات وجود دارد که عمدتاً ۳۰ نیروگاه در حوضه رودخانه یانگ تسه قرار دارند و نیمی از نیروگاههای برق آبی چین با ظرفیت نصبشده بیش از ۱۰۰۰ مگاوات را تشکیل میدهند.
نیروگاههای برق آبی با ظرفیت نصبشده بیش از ۱۰۰۰ مگاوات در چین به بهرهبرداری رسیدند
با عبور از سد گژوبا و عبور از شاخههای رودخانه یانگ تسه از طریق سد سه دره، این نیروگاه نیروی اصلی انتقال برق چین از غرب به شرق و همچنین بزرگترین نیروگاه آبشاری جهان است: حدود ۹۰ نیروگاه برق آبی در جریان اصلی رودخانه یانگ تسه، از جمله سد گژوبا و سه دره، ۱۰ نیروگاه در رودخانه ووجیانگ، ۱۶ نیروگاه در رودخانه جیالینگ، ۱۷ نیروگاه در رودخانه مین جیانگ، ۲۵ نیروگاه در رودخانه دادو، ۲۱ نیروگاه در رودخانه یالونگ، ۲۷ نیروگاه در رودخانه جینشا و ۵ نیروگاه در رودخانه مولی وجود دارد.
تاجیکستان دارای بلندترین سد طبیعی جهان، سد اوسویی، با ارتفاع ۵۶۷ متر است که ۲۶۲ متر بالاتر از بلندترین سد مصنوعی موجود، سد سطح ۱ جینپینگ، میباشد. سد اوسویی در ۱۸ فوریه ۱۹۱۱، زمانی که زلزلهای به بزرگی ۷.۴ ریشتر در سارز رخ داد و یک سد طبیعی ناشی از رانش زمین در امتداد رودخانه مرغاب، جریان رودخانه را مسدود کرد، تشکیل شد. این امر باعث رانشهای زمین در مقیاس بزرگ، مسدود شدن رودخانه مرغاب و تشکیل بلندترین سد جهان، سد اوسویی، و تشکیل دریاچه سارس شد. متأسفانه، هیچ گزارشی از تولید برق آبی از این سد وجود ندارد.
در سال ۲۰۲۰، ۲۵۱ سد با بلندترین ارتفاع بیش از ۱۳۵ متر در جهان وجود داشت. بلندترین سد در حال حاضر سد جینپینگ-۱ است که یک سد قوسی شکل با ارتفاع ۳۰۵ متر است. سد بعدی، سد نورک بر روی رودخانه وخش در تاجیکستان با طول ۳۰۰ متر است.
بلندترین سد جهان در سال 2021
در حال حاضر، بلندترین سد جهان، سد جینپینگ-۱ در چین، ۳۰۵ متر ارتفاع دارد، اما سه سد در حال ساخت برای عبور از آن آماده میشوند. سد روغون که در حال ساخت است، به بلندترین سد جهان تبدیل خواهد شد که بر روی رودخانه وخش در جنوب تاجیکستان واقع شده است. این سد ۳۳۵ متر ارتفاع دارد و ساخت آن در سال ۱۹۷۶ آغاز شد. تخمین زده میشود که از سال ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۹ با هزینه ساخت ۲ تا ۵ میلیارد دلار آمریکا، ظرفیت نصب شده ۶۰۰ تا ۳۶۰۰ مگاوات و تولید برق سالانه ۱۷ تراوات ساعت به بهرهبرداری برسد.
دومین سد، سد بختیاری در حال ساخت بر روی رودخانه بختیاری در ایران است که ارتفاع آن ۳۲۵ متر و ظرفیت تولید برق آن ۱۵۰۰ مگاوات است. هزینه پروژه ۲ میلیارد دلار آمریکا و تولید برق سالانه ۳ تراوات ساعت است. سومین سد بزرگ بر روی رودخانه دادو در چین، سد شوانگجیانگکو با ارتفاع ۳۱۲ متر است.
سدی با طول بیش از 305 متر در حال ساخت است
بلندترین سد وزنی جهان در سال ۲۰۲۰، سد گراند دیکسنس در سوئیس با ارتفاع ۲۸۵ متر بود.
بزرگترین سد جهان با بالاترین ظرفیت ذخیره آب، سد کاریبا بر روی رودخانه زامبزی در زیمبابوه و زامبزی است. این سد در سال ۱۹۵۹ ساخته شده و ظرفیت ذخیره آب آن ۱۸۰.۶ کیلومتر مکعب است و پس از آن سد براتسک بر روی رودخانه آنگارا در روسیه و سد آکوسومبو بر روی دریاچه کاناوالت، با ظرفیت ذخیره ۱۶۹ کیلومتر مکعب قرار دارند.
بزرگترین مخزن آب جهان
سد سه دره، واقع در مسیر اصلی رودخانه یانگ تسه، بزرگترین ظرفیت ذخیره آب در چین را دارد. این سد در سال ۲۰۰۸ تکمیل شد و ظرفیت ذخیره آب آن ۳۹.۳ کیلومتر مکعب است که رتبه ۲۷ جهان را دارد.
بزرگترین مخزن آب چین
بزرگترین سد جهان، سد تاربلا در پاکستان است. این سد در سال ۱۹۷۶ ساخته شده و سازهای به ارتفاع ۱۴۳ متر دارد. حجم مخزن این سد ۱۵۳ میلیون متر مکعب و ظرفیت نصب شده آن ۳۴۷۸ مگاوات است.
بزرگترین بدنه سد در چین، سد سه دره است که در سال ۲۰۰۸ تکمیل شد. این سازه ۱۸۱ متر ارتفاع، حجم سد ۲۷.۴ میلیون متر مکعب و ظرفیت نصب شده ۲۲۵۰۰ مگاوات برق دارد. این سد از این نظر در رتبه ۲۱ جهان قرار دارد.
بزرگترین بدنه سد جهان
حوضه رودخانه کنگو عمدتاً از جمهوری دموکراتیک کنگو تشکیل شده است. جمهوری دموکراتیک کنگو میتواند ظرفیت نصبشده ملی ۱۲۰ میلیون کیلووات (۱۲۰۰۰۰ مگاوات) و تولید برق سالانه ۷۷۴ میلیارد کیلووات ساعت (۷۷۴ تراوات ساعت) را توسعه دهد. بستر رودخانه که از کینشاسا در ارتفاع ۲۷۰ متری شروع میشود و به بخش ماتادی میرسد، باریک است و دارای کنارههای شیبدار و جریان آب متلاطم است. حداکثر عمق آن ۱۵۰ متر است و افت حدود ۲۸۰ متر دارد. جریان آب به طور منظم تغییر میکند که برای توسعه برق آبی بسیار مفید است. سه سطح از نیروگاههای برق آبی در مقیاس بزرگ برنامهریزی شده است که سطح اول آن سد پیوکا است که در مرز بین جمهوری دموکراتیک کنگو و جمهوری کنگو واقع شده است. سطح دوم سد گرند اینگا و سطح سوم سد ماتادی هر دو در جمهوری دموکراتیک کنگو واقع شدهاند. نیروگاه برق آبی پیوکا از ارتفاع آب ۸۰ متری استفاده میکند و قصد دارد ۳۰ واحد با ظرفیت کلی ۲۲ میلیون کیلووات و تولید برق سالانه ۱۷۷ میلیارد کیلووات ساعت نصب کند که جمهوری دموکراتیک کنگو و جمهوری کنگو هر کدام نیمی از آن را دریافت میکنند. نیروگاه برق آبی ماتادی از ارتفاع آب ۵۰ متری استفاده میکند و قصد دارد ۳۶ واحد با ظرفیت کلی ۱۲ میلیون کیلووات و تولید برق سالانه ۸۷ میلیارد کیلووات ساعت نصب کند. بخش تنداب یینگجیا، با افت ۱۰۰ متری در ۲۵ کیلومتری، بخشی از رودخانه است که متمرکزترین منابع برق آبی در جهان را دارد.
تعداد نیروگاههای برقآبی که در جهان هنوز تکمیل نشدهاند، از سد سهدره بیشتر است.
رودخانه یارلونگ زانگبو طولانیترین رودخانه فلات چین است که در منطقه خودمختار تبت واقع شده و یکی از مرتفعترین رودخانههای جهان است. از لحاظ تئوری، پس از تکمیل نیروگاه برق آبی رودخانه یارلونگ زانگبو، ظرفیت نصب شده به 50000 مگاوات خواهد رسید و تولید برق سه برابر سد سه دره (98.8 تراوات ساعت) خواهد بود و به 300 تراوات ساعت خواهد رسید که بزرگترین نیروگاه برق در جهان خواهد بود.
رودخانه یارلونگ زانگبو طولانیترین رودخانه فلات چین است که در منطقه خودمختار تبت واقع شده و یکی از مرتفعترین رودخانههای جهان است. از لحاظ تئوری، پس از تکمیل نیروگاه برق آبی رودخانه یارلونگ زانگبو، ظرفیت نصب شده به 50000 مگاوات خواهد رسید و تولید برق سه برابر سد سه دره (98.8 تراوات ساعت) خواهد بود و به 300 تراوات ساعت خواهد رسید که بزرگترین نیروگاه برق در جهان خواهد بود.
رودخانه یارلونگ زانگبو پس از خروج از قلمرو لوئویو و ورود به هند، به «رودخانه برهماپوترا» تغییر نام داد. پس از عبور از بنگلادش، به «رودخانه جامونا» تغییر نام داد. پس از همگرایی با رودخانه گنگ در قلمرو خود، به خلیج بنگال در اقیانوس هند میریخت. طول کل آن ۲۱۰۴ کیلومتر است که ۲۰۵۷ کیلومتر آن در تبت جریان دارد، افت کلی آن ۵۴۳۵ متر است و با شیب متوسط، رتبه اول را در بین رودخانههای اصلی چین دارد. حوضه آبریز در جهت شرقی-غربی کشیده شده است و حداکثر طول آن از شرق به غرب بیش از ۱۴۵۰ کیلومتر و حداکثر عرض آن از شمال به جنوب ۲۹۰ کیلومتر است. ارتفاع متوسط آن حدود ۴۵۰۰ متر است. زمین در غرب مرتفع و در شرق پست است و کمترین ارتفاع آن در جنوب شرقی قرار دارد. مساحت کل حوضه رودخانه 240480 کیلومتر مربع است که 20٪ از کل مساحت کل حوضههای رودخانهای تبت و حدود 40.8٪ از کل مساحت سیستم رودخانهای خروجی در تبت را تشکیل میدهد و رتبه پنجم را در بین کل حوضههای رودخانهای چین دارد.
طبق دادههای سال ۲۰۱۹، کشورهایی که بیشترین مصرف سرانه برق را در جهان دارند، ایسلند (۵۱۶۹۹ کیلووات ساعت به ازای هر نفر) و نروژ (۲۳۲۱۰ کیلووات ساعت به ازای هر نفر) هستند. ایسلند به تولید برق زمینگرمایی و برقآبی متکی است؛ نروژ به برقآبی متکی است که ۹۷٪ از ساختار تولید برق نروژ را تشکیل میدهد.
ساختار انرژی کشورهای محصور در خشکی نپال و بوتان که به تبت در چین نزدیک هستند، به سوختهای فسیلی متکی نیست، بلکه بیشتر به منابع غنی هیدرولیکی آنها متکی است. انرژی برقآبی نه تنها در داخل کشور مورد استفاده قرار میگیرد، بلکه صادر نیز میشود.
تولید برق آبی تلمبه ذخیرهای
نیروگاه برق آبی تلمبه ذخیرهای یک روش ذخیرهسازی انرژی است، نه یک روش تولید برق. هنگامی که تقاضا برای برق کم است، ظرفیت تولید برق اضافی به تولید برق ادامه میدهد و پمپ الکتریکی را برای پمپاژ آب به سطح بالا برای ذخیرهسازی به کار میاندازد. هنگامی که تقاضا برای برق زیاد است، از آب سطح بالا برای تولید برق استفاده میشود. این روش میتواند میزان استفاده از ژنراتورها را بهبود بخشد و در تجارت بسیار مهم است.
ذخیره سازی تلمبه ای جزء مهمی از سیستم های انرژی پاک مدرن و آینده است. افزایش قابل توجه منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی باد و خورشید، همراه با جایگزینی آنها با ژنراتورهای سنتی، فشار فزاینده ای را به شبکه برق وارد کرده و بر ضرورت "باتری های آبی" ذخیره سازی تلمبه ای تأکید کرده است.
میزان تولید برق آبی مستقیماً با ظرفیت نصبشدهی نیروگاههای تلمبه ذخیرهای متناسب است و به میزان ذخیرهی تلمبهای مرتبط است. در سال ۲۰۲۰، در سراسر جهان ۶۸ نیروگاه در حال بهرهبرداری و ۴۲ نیروگاه در حال ساخت وجود داشت.
تولید برق آبی چین در رتبه اول جهان قرار دارد، بنابراین تعداد نیروگاههای تلمبه ذخیرهای در حال کار و در دست ساخت نیز در رتبه اول جهان قرار دارد. پس از آن ژاپن و ایالات متحده قرار دارند.
بزرگترین نیروگاه تلمبه ذخیرهای جهان، نیروگاه تلمبه ذخیرهای شهرستان بث در ایالات متحده است که ظرفیت نصب شده آن 3003 مگاوات است.
بزرگترین نیروگاه تلمبه ذخیرهای در چین، نیروگاه تلمبه ذخیرهای هویشو با ظرفیت نصبشده ۲۴۴۸ مگاوات است.
دومین نیروگاه تلمبه ذخیرهای بزرگ در چین، نیروگاه تلمبه ذخیرهای گوانگدونگ با ظرفیت نصبشده ۲۴۰۰ مگاوات است.
نیروگاههای تلمبه ذخیرهای در دست ساخت چین در رتبه اول جهان قرار دارند. سه نیروگاه با ظرفیت نصبشده بیش از ۱۰۰۰ مگاوات وجود دارد: نیروگاه تلمبه ذخیرهای فنگنینگ (۳۶۰۰ مگاوات، تکمیلشده از ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۱)، نیروگاه تلمبه ذخیرهای جیشی (۱۸۰۰ مگاوات، تکمیلشده در ۲۰۱۸) و نیروگاه تلمبه ذخیرهای هوانگگو (۱۲۰۰ مگاوات، تکمیلشده در ۲۰۱۹).
مرتفعترین نیروگاه تلمبه ذخیرهای جهان، نیروگاه برق آبی یامدروک است که در تبت چین و در ارتفاع ۴۴۴۱ متری واقع شده است.

تولید برق آبی از جریانهای آبی
برق آبی جریان رودخانه (ROR)، که به عنوان برق آبی رواناب نیز شناخته میشود، نوعی از برق آبی است که به برق آبی متکی است اما فقط به مقدار کمی آب نیاز دارد یا نیازی به ذخیره مقادیر زیادی آب برای تولید برق ندارد. تولید برق آبی جریان رودخانه تقریباً به طور کامل نیازی به ذخیره آب ندارد یا فقط نیاز به ساخت تأسیسات ذخیره آب بسیار کوچک دارد. هنگام ساخت تأسیسات ذخیره آب کوچک، این تأسیسات ذخیره آب، استخرهای تنظیم یا استخرهای جلویی نامیده میشوند. به دلیل عدم وجود تأسیسات ذخیره آب در مقیاس بزرگ، تولید برق جریان به تغییرات حجم آب فصلی در منبع آب بسیار حساس است. بنابراین، نیروگاههای جریان معمولاً به عنوان منابع انرژی متناوب تعریف میشوند. اگر یک استخر تنظیم کننده در یک نیروگاه جریانی ساخته شود که بتواند جریان آب را در هر زمانی تنظیم کند، میتواند به عنوان نیروگاه اصلاح اوج یا نیروگاه بار پایه استفاده شود.
بزرگترین نیروگاه برق آبی جریانی سیچوان در جهان، سد جیرائو بر روی رودخانه مادیرا در برزیل است. این سد ۶۳ متر ارتفاع، ۱۵۰۰ متر طول و ۳۰۷۵ مگاوات ظرفیت نصب شده دارد و در سال ۲۰۱۶ تکمیل شد.
سومین نیروگاه برق آبی بزرگ جریانی در جهان، سد چیف جوزف بر روی رودخانه کلمبیا در ایالات متحده است که دارای ارتفاع ۷۲ متر، طول ۱۸۱۷ متر، ظرفیت نصب شده ۲۶۲۰ مگاوات و تولید برق سالانه ۹۷۸۰ گیگاوات ساعت میباشد و در سال ۱۹۷۹ تکمیل شد.
بزرگترین نیروگاه برق آبی به سبک سیچوان در چین، سد تیانشنگکیائو ۲ است که بر روی رودخانه نانپان واقع شده است. این سد دارای ارتفاع ۵۸.۷ متر، طول ۴۷۱ متر، حجم ۴۸۰۰۰۰۰ متر مکعب و ظرفیت نصب شده ۱۳۲۰ مگاوات است و در سال ۱۹۹۷ تکمیل شد.
تولید برق از جزر و مد
انرژی جزر و مد از بالا و پایین رفتن سطح آب اقیانوس ناشی از جزر و مد تولید میشود. به طور کلی، مخازن آب برای تولید برق ساخته میشوند، اما استفادههای مستقیمی نیز از جریان آب جزر و مد برای تولید برق وجود دارد. مکانهای زیادی در سطح جهان برای تولید انرژی جزر و مد مناسب نیستند و هشت مکان در بریتانیا وجود دارد که تخمین زده میشود پتانسیل تأمین 20٪ از تقاضای برق کشور را دارند.
اولین نیروگاه جزر و مدی جهان، نیروگاه جزر و مدی لانس بود که در لانس فرانسه واقع شده است. این نیروگاه از سال ۱۹۶۰ تا ۱۹۶۶ به مدت ۶ سال ساخته شد. ظرفیت نصب شده آن ۲۴۰ مگاوات است.
بزرگترین نیروگاه جزر و مدی جهان، نیروگاه جزر و مدی دریاچه سیهوا در کره جنوبی است که ظرفیت نصب شده آن ۲۵۴ مگاوات است و در سال ۲۰۱۱ تکمیل شد.
اولین نیروگاه جزر و مدی در آمریکای شمالی، نیروگاه سلطنتی آناپولیس است که در رویال، آناپولیس، نوا اسکوشیا، کانادا، در ورودی خلیج فاندی واقع شده است. ظرفیت نصب شده 20 مگاوات است و در سال 1984 تکمیل شد.
بزرگترین نیروگاه جزر و مدی در چین، نیروگاه جزر و مدی جیانگشیا است که در جنوب هانگژو واقع شده و ظرفیت نصب شده آن تنها ۴.۱ مگاوات و ۶ دستگاه است و در سال ۱۹۸۵ فعالیت خود را آغاز کرد.
اولین مولد جریان جزر و مدی درون نهری پروژه نمایش قدرت جزر و مدی صخرهای آمریکای شمالی در سپتامبر ۲۰۰۶ در جزیره ونکوور کانادا نصب شد.
در حال حاضر، بزرگترین پروژه انرژی جزر و مدی جهان، MeyGen (پروژه انرژی جزر و مدی MeyGen)، در پنتلند فرث، شمال اسکاتلند، با ظرفیت نصب شده ۳۹۸ مگاوات در حال ساخت است و انتظار میرود در سال ۲۰۲۱ تکمیل شود.
گجرات، هند قصد دارد اولین نیروگاه جزر و مدی تجاری را در جنوب آسیا بسازد. یک نیروگاه با ظرفیت نصب شده ۵۰ مگاوات در خلیج کوچ در ساحل غربی هند نصب شده است و ساخت و ساز آن در اوایل سال ۲۰۱۲ آغاز شد.
پروژه نیروگاه جزر و مدی پنژین در شبه جزیره کامچاتکا در روسیه با ظرفیت نصب شده ۸۷۱۰۰ مگاوات و ظرفیت تولید برق سالانه ۲۰۰ تراوات ساعت، بزرگترین نیروگاه جزر و مدی جهان است. پس از تکمیل، نیروگاه جزر و مدی خلیج پینرنا چهار برابر ظرفیت نصب شده نیروگاه فعلی سه دره را خواهد داشت.
زمان ارسال: ۲۵ مه ۲۰۲۳