برق آبی سابقه طولانی در توسعه و یک زنجیره صنعتی کامل دارد.
انرژی برق آبی یک فناوری انرژی تجدیدپذیر است که از انرژی جنبشی آب برای تولید برق استفاده میکند. این یک انرژی پاک پرکاربرد با مزایای بسیاری مانند تجدیدپذیری، انتشار کم، پایداری و قابلیت کنترل است. اصل کار انرژی برق آبی بر اساس یک مفهوم ساده است: استفاده از انرژی جنبشی جریان آب برای به حرکت درآوردن توربین، که سپس ژنراتور را برای تولید برق میچرخاند. مراحل تولید انرژی برق آبی عبارتند از: انحراف آب از یک مخزن یا رودخانه، که به یک منبع آب، معمولاً یک مخزن (مخزن مصنوعی) یا یک رودخانه طبیعی، که برق را تأمین میکند، نیاز دارد. هدایت جریان آب، جریان آب از طریق کانال انحراف به پرههای توربین هدایت میشود. کانال انحراف میتواند جریان آب را برای تنظیم ظرفیت تولید برق کنترل کند. توربین به کار میافتد و جریان آب به پرههای توربین برخورد میکند تا آن را بچرخاند. توربین شبیه به چرخ بادی در تولید برق بادی است. ژنراتور برق تولید میکند و عملکرد توربین، ژنراتور را میچرخاند که از طریق اصل القای الکترومغناطیسی برق تولید میکند. انتقال برق، برق تولید شده به شبکه برق منتقل میشود و به شهرها، صنایع و خانوارها عرضه میشود. انواع مختلفی از انرژی برق آبی وجود دارد. بر اساس اصول کاری و سناریوهای کاربردی مختلف، میتوان آن را به تولید برق از رودخانه، تولید برق از مخزن، تولید برق از جزر و مد و اقیانوس و برق آبی کوچک تقسیم کرد. برق آبی مزایای متعددی دارد، اما معایبی نیز دارد. مزایا عمدتاً عبارتند از: برق آبی یک منبع انرژی تجدیدپذیر است. برق آبی به گردش آب متکی است، بنابراین تجدیدپذیر است و تمام نمیشود؛ یک منبع انرژی پاک است. برق آبی گازهای گلخانهای و آلایندههای هوا تولید نمیکند و تأثیر کمی بر محیط زیست دارد؛ قابل کنترل است. ایستگاههای برق آبی را میتوان با توجه به تقاضا تنظیم کرد تا برق بار پایه قابل اعتمادی را فراهم کنند. معایب اصلی عبارتند از: پروژههای برق آبی در مقیاس بزرگ ممکن است باعث آسیب به اکوسیستم و همچنین مشکلات اجتماعی مانند مهاجرت ساکنان و سلب مالکیت زمین شوند. برق آبی به دلیل در دسترس بودن منابع آب محدود میشود و خشکسالی یا کاهش جریان آب ممکن است بر ظرفیت تولید برق تأثیر بگذارد.
انرژی برق آبی، به عنوان یک شکل تجدیدپذیر انرژی، سابقه طولانی دارد. توربینهای آبی اولیه و چرخهای آبی: از اوایل قرن دوم پیش از میلاد، مردم شروع به استفاده از توربینهای آبی و چرخهای آبی برای به حرکت درآوردن ماشینآلاتی مانند آسیاب و کارخانه ارهکشی کردند. این ماشینها از انرژی جنبشی جریان آب برای کار استفاده میکنند. ظهور تولید برق: در اواخر قرن نوزدهم، مردم شروع به استفاده از نیروگاههای برق آبی برای تبدیل انرژی آب به برق کردند. اولین نیروگاه برق آبی تجاری جهان در سال ۱۸۸۲ در ویسکانسین، ایالات متحده آمریکا ساخته شد. ساخت سدها و مخازن: در اوایل قرن بیستم، مقیاس انرژی برق آبی با ساخت سدها و مخازن به طور قابل توجهی گسترش یافت. پروژههای سدسازی معروف شامل سد هوور در ایالات متحده و سد سه دره در چین است. پیشرفت فناوری: با گذشت زمان، فناوری انرژی برق آبی به طور مداوم بهبود یافته است، از جمله معرفی توربینها، ژنراتورهای توربینی و سیستمهای کنترل هوشمند که کارایی و قابلیت اطمینان انرژی برق آبی را بهبود بخشیدهاند.
انرژی برق آبی یک منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر است و زنجیره صنعتی آن چندین حلقه کلیدی را شامل میشود، از جمله از مدیریت منابع آب تا انتقال برق. اولین حلقه در زنجیره صنعت برق آبی، مدیریت منابع آب است. این شامل برنامهریزی، ذخیرهسازی و توزیع جریان آب برای اطمینان از تأمین پایدار آب برای توربینها جهت تولید برق است. مدیریت منابع آب معمولاً برای تصمیمگیریهای مناسب نیاز به نظارت بر پارامترهایی مانند بارندگی، سرعت جریان آب و سطح آب دارد. مدیریت مدرن منابع آب همچنین بر پایداری تمرکز دارد تا اطمینان حاصل شود که ظرفیت تولید برق حتی در شرایط شدید مانند خشکسالی حفظ میشود. سدها و مخازن از تأسیسات کلیدی در زنجیره صنعت برق آبی هستند. سدها معمولاً برای بالا بردن سطح آب، ایجاد فشار آب و در نتیجه افزایش انرژی جنبشی جریان آب استفاده میشوند. مخازن برای ذخیره آب استفاده میشوند تا اطمینان حاصل شود که جریان آب کافی در زمان اوج تقاضا تأمین میشود. در طراحی و ساخت سدها باید شرایط زمینشناسی، ویژگیهای جریان آب و اثرات زیستمحیطی در نظر گرفته شود تا ایمنی و پایداری تضمین شود. توربینها اجزای اصلی زنجیره صنعت برق آبی هستند. هنگامی که آب از طریق پرههای توربین جریان مییابد، انرژی جنبشی آن به انرژی مکانیکی تبدیل میشود و باعث چرخش توربین میشود. طراحی و نوع توربین را میتوان بر اساس سرعت، دبی و ارتفاع جریان آب انتخاب کرد تا به بالاترین راندمان انرژی دست یافت. پس از چرخش توربین، ژنراتور متصل به آن را برای تولید برق به حرکت در میآورد. ژنراتور وسیلهای کلیدی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. به طور کلی، اصل کار یک ژنراتور، القای جریان از طریق یک میدان مغناطیسی دوار برای تولید جریان متناوب است. طراحی و ظرفیت ژنراتور باید بر اساس تقاضای برق و ویژگیهای جریان آب تعیین شود. برق تولید شده توسط ژنراتور، جریان متناوب است که معمولاً باید از طریق یک پست فرعی پردازش شود. وظایف اصلی پستهای فرعی شامل افزایش (افزایش ولتاژ برای کاهش اتلاف انرژی در طول انتقال برق) و تبدیل انواع جریان (تبدیل AC به DC یا برعکس) برای برآورده کردن الزامات سیستم انتقال برق است. آخرین حلقه، انتقال برق است. برق تولید شده توسط نیروگاه از طریق خطوط انتقال به کاربران برق در شهرها، مناطق صنعتی یا مناطق روستایی منتقل میشود. خطوط انتقال باید برنامهریزی، طراحی و نگهداری شوند تا اطمینان حاصل شود که برق به طور ایمن و کارآمد به مقصد منتقل میشود. در برخی مناطق، ممکن است لازم باشد برق دوباره از طریق پستهای برق پردازش شود تا نیازهای ولتاژها و فرکانسهای مختلف را برآورده کند.
منابع غنی برق آبی و تولید برق آبی کافی
چین با منابع آب فراوان و پروژههای برقآبی در مقیاس بزرگ، بزرگترین کشور تولیدکننده برقآبی جهان است. صنعت برقآبی چین نقش کلیدی در تأمین تقاضای برق داخلی، کاهش انتشار گازهای گلخانهای و بهبود ساختار انرژی ایفا میکند. مصرف برق اجتماعی یک شاخص اقتصادی کلیدی است که منعکسکننده سطح مصرف برق در یک کشور یا منطقه است و برای اندازهگیری فعالیتهای اقتصادی، تأمین برق و تأثیرات زیستمحیطی از اهمیت بالایی برخوردار است. طبق دادههای منتشر شده توسط اداره ملی انرژی، کل مصرف برق کشور من روند رشد پایداری را نشان داده است. تا پایان سال 2022، کل مصرف برق کشور من 863.72 میلیارد کیلووات ساعت بود که نسبت به سال 2021، 324.4 میلیارد کیلووات ساعت افزایش یافته است که نسبت به سال قبل 3.9 درصد افزایش داشته است.
طبق دادههای منتشر شده توسط شورای برق چین، بیشترین مصرف برق در کشور من در صنایع ثانویه و پس از آن صنایع ثالثیه است. صنایع اولیه ۱۱۴.۶ میلیارد کیلووات ساعت برق مصرف کردهاند که نسبت به سال قبل ۱۰.۴ درصد افزایش داشته است. در میان آنها، مصرف برق کشاورزی، شیلات و دامداری به ترتیب ۶.۳، ۱۲.۶ و ۱۶.۳ درصد افزایش یافته است. ارتقای جامع استراتژی احیای روستایی و بهبود قابل توجه شرایط برق روستایی و بهبود مستمر سطح برقرسانی در سالهای اخیر، رشد سریع مصرف برق در صنایع اولیه را رقم زده است. صنایع ثانویه ۵.۷۰ تریلیون کیلووات ساعت برق مصرف کردهاند که نسبت به سال قبل ۱.۲ درصد افزایش داشته است. در میان آنها، مصرف سالانه برق صنایع پیشرفته و تولید تجهیزات ۲.۸ درصد افزایش یافته و مصرف سالانه برق صنایع تولید ماشینآلات و تجهیزات الکتریکی، تولید داروسازی، ارتباطات کامپیوتری و سایر صنایع تولید تجهیزات الکترونیکی بیش از ۵ درصد افزایش یافته است. مصرف برق تولید خودروهای انرژی نو به طور قابل توجهی ۷۱.۱ درصد افزایش یافته است. مصرف برق صنایع ثالثیه ۱.۴۹ تریلیون کیلووات ساعت بوده که نسبت به سال قبل ۴.۴ درصد افزایش داشته است. چهارم، مصرف برق ساکنان شهری و روستایی ۱.۳۴ تریلیون کیلووات ساعت بوده که نسبت به سال قبل ۱۳.۸ درصد افزایش داشته است.
پروژههای برق آبی چین در سراسر کشور توزیع شدهاند، از جمله نیروگاههای برق آبی بزرگ، نیروگاههای برق آبی کوچک و پروژههای برق آبی توزیعشده. از جمله پروژههای برق آبی مشهور میتوان به نیروگاه سه دره اشاره کرد که یکی از بزرگترین نیروگاههای برق آبی در چین و جهان است و در منطقه سه دره در قسمت بالایی رودخانه یانگ تسه واقع شده است. این نیروگاه ظرفیت تولید برق عظیمی دارد و برق صنایع و شهرها را تأمین میکند. نیروگاه شیانگجیابا در استان سیچوان واقع شده و یکی از بزرگترین نیروگاههای برق آبی در جنوب غربی چین است. این نیروگاه در رودخانه جینشا واقع شده و برق منطقه را تأمین میکند. نیروگاه دریاچه سیلیمو در منطقه خودمختار سین کیانگ اویغور واقع شده و یکی از پروژههای مهم برق آبی در غرب چین است. این نیروگاه در دریاچه سیلیمو واقع شده و نقش مهمی در تأمین برق دارد. طبق دادههای منتشر شده توسط اداره ملی آمار، تولید برق آبی کشور من سال به سال به طور پیوسته افزایش یافته است. تا پایان سال ۲۰۲۲، تولید برق آبی کشور من ۱۳۵۲.۱۹۵ میلیارد کیلووات ساعت بود که نسبت به سال قبل ۰.۹۹ درصد افزایش نشان میدهد. تا اوت ۲۰۲۳، تولید برق آبی کشور من ۷۱۸.۷۴ میلیارد کیلووات ساعت بود که نسبت به مدت مشابه سال گذشته اندکی کاهش یافته و نسبت به سال قبل ۰.۱۶ درصد کاهش داشته است. دلیل اصلی این بود که به دلیل تأثیر آب و هوا، میزان بارندگی در سال ۲۰۲۳ به طور قابل توجهی کاهش یافت.
زمان ارسال: ۱۹ دسامبر ۲۰۲۴
