Vesivoima on prosessi, jossa luonnon vesienergiaa muunnetaan sähköenergiaksi teknisten toimenpiteiden avulla. Se on vesienergian peruskäyttötapa. Hyödyllisyysmallin etuna on polttoaineenkulutuksen ja ympäristön saastumisen puute, vesienergiaa voidaan jatkuvasti täydentää sateella, yksinkertaiset sähkömekaaniset laitteet sekä joustava ja kätevä käyttö. Yleiset investoinnit ovat kuitenkin suuria, rakennusaika on pitkä ja joskus voi aiheutua tulvahäviöitä. Vesivoima yhdistetään usein tulvien torjuntaan, kasteluun ja merenkulkuun kokonaisvaltaisen hyödyntämisen saavuttamiseksi. (kirjoittaja: Pang Mingli)
Vesivoimaa on kolmea tyyppiä:
1. Perinteinen vesivoimalaitos
Eli padon vesivoimaa, joka tunnetaan myös säiliövesivoimana. Säiliö muodostuu padossa varastoidusta vedestä, ja sen maksimiteho määräytyy säiliön tilavuuden ja veden ulostulokohdan ja vedenpinnan korkeuden välisen eron perusteella. Tätä korkeuseroa kutsutaan paineeksi, joka tunnetaan myös nimellä pudotus tai korkeus, ja veden potentiaalienergia on suoraan verrannollinen paineeseen.
2. Joen varrella sijaitsevan vesivoimalaitoksen (ROR) juoksu
Eli jokivesivoima, joka tunnetaan myös valumavesivoimana, on vesivoiman muoto, joka käyttää vesivoimaa, mutta vaatii vain pienen määrän vettä tai ei tarvitse varastoida suurta määrää vettä sähköntuotantoon. Jokivesivoima ei juurikaan tarvitse veden varastointia tai tarvitsee rakentaa vain hyvin pieniä vesivarastoja. Pieniä vesivarastoja rakennettaessa tällaisia vesivarastoja kutsutaan säätöaltaaksi tai etulammaksi. Koska Sichuanin virtausvoimalaitosta ei ole, se on hyvin herkkä kyseisen vesilähteen kausittaisille vesimäärän muutoksille. Siksi Sichuanin virtausvoimalaitos määritellään yleensä ajoittaiseksi energialähteeksi. Jos Chuanliun voimalaitokseen rakennetaan säätöallas, joka voi säätää veden virtausta milloin tahansa, sitä voidaan käyttää huippukuorman voimalaitoksena tai peruskuorman voimalaitoksena.
3. Vuorovesivoima
Vuorovesivoiman tuotanto perustuu vuoroveden aiheuttamaan merenpinnan nousuun ja laskuun. Yleensä sähkön tuottamiseksi rakennetaan tekoaltaita, mutta vuorovesivettä käytetään myös suoraan sähkön tuottamiseen. Maailmassa ei ole paljon sopivia paikkoja vuorovesivoiman tuotantoon. Isossa-Britanniassa on kahdeksan sopivaa paikkaa, ja sen potentiaalin arvioidaan riittävän tyydyttämään 20 % maan sähkönkulutuksesta.
Perinteiset vesivoimalaitokset hallitsevat luonnollisesti kolmea vesivoiman tuotantotapaa. Lisäksi pumppausvoimalaitokset käyttävät yleensä sähköjärjestelmän ylimääräistä tehoa (tulva-aikana, loma-aikoina tai yön lopulla alhaisen virrankulutuksen aikana) pumpatakseen vettä alemmasta säiliöstä ylempään säiliöön varastointia varten. Järjestelmän kuormituksen ollessa huipussa ylemmän säiliön vesi laskee alas ja vesiturbiini pyörittää vesiturbiinigeneraattoria sähkön tuottamiseksi. Huippukuormituksen ja laaksojen täyttötoimintojensa ansiosta se on ihanteellinen huippukuormituksen virtalähde sähköjärjestelmälle. Lisäksi sitä voidaan käyttää myös taajuusmodulointiin, vaihemodulointiin, jännitteen säätöön ja valmiustilaan, mikä on tärkeässä roolissa sähköverkon turvallisen ja laadukkaan toiminnan varmistamisessa ja järjestelmän taloudellisuuden parantamisessa.
Pumppuvoimalaitos itsessään ei tuota sähköenergiaa, mutta sillä on rooli sähköntuotannon ja -syötön välisen ristiriidan koordinoinnissa sähköverkossa; Huippukuormituksen säätö on tärkeässä roolissa lyhytaikaisessa huippukuormituksessa; Nopea käynnistys ja tehonmuutos voivat varmistaa sähköverkon virransyötön luotettavuuden ja parantaa sähköverkon virransyötön laatua. Nykyään sitä ei pidetä vesivoimana, vaan sähkön varastointina.
Tällä hetkellä maailmassa on 193 toiminnassa olevaa vesivoimalaitosta, joiden asennettu kapasiteetti on yli 1000 MW, ja rakenteilla on 21. Näistä Kiinassa on toiminnassa 55 vesivoimalaitosta, joiden asennettu kapasiteetti on yli 1000 MW, ja rakenteilla on 5, mikä on maailman ensimmäisellä sijalla.
Julkaisun aika: 7.5.2022
