Matala pado, korkea vedenkorkeus -ratkaisu: Diversiovesivoima tarjoaa vihreän vaihtoehdon vuoristoalueille

Ohjaava vesivoimalaitos on vesivoimalaitostyyppi, joka hyödyntää keinotekoisesti rakennettuja vedenohjaukseen tarkoitettuja rakenteita (kuten kanavia, tunneleita ja paineputkia) keskittääkseen luonnollisen korkeuseron joen ylä- ja alajuoksun välillä ja tuottaakseen siten sähköä.

Pääkomponentit:
Imurakenne:
Sijaitsee joen yläjuoksulla. Siihen kuuluu matala pato tai liete, joka kerää joen veden ja ohjaa sen vedenottoaukkoon.
Se on varustettu imuaukolla, roskakorilla ja laskeutusaltaalla roskien ja sedimentin poistamiseksi ja seuraavien laitteiden suojaamiseksi.

Vedensiirtoputki:
Tämä on vesivoimalaitoksen "valtimo". Se voi olla avokanava, paineeton tunneli, painetunneli tai putkilinja.
Sen tehtävänä on kuljettaa vettä imurakenteesta pitkän matkan alavirtaan sijaitsevalle voimalaitokselle vuorenrinnettä pitkin suhteellisen pienellä kaltevuudella.
Painesäiliö/ylipainesäiliö:
Paineistettu keularanta: Avoimen kanavan päässä sijaitseva siirtymärakenne, joka yhdistää paineettoman vedenohjauskanavan ja paineputken. Se vakauttaa veden virtausta, laskeuttaa sedimenttiä ja tarjoaa ylivuotopurkauksen.
Ylipainesäiliö: Pitkissä painetunnelijärjestelmissä asennetaan pystysuora kuilu tai torni vesivasaran paineen vähentämiseksi; se toimii puskurina vedenottojärjestelmän ja paineputkiston välillä.

Paineputki:
Suljettu putkisto, joka on asennettu jyrkästi alamäkeen paineentasausaltaasta tai aaltopahvisäiliöstä, ohjaa veden virtauksen suurella nopeudella turbiinille. Suuri korkeusero muunnetaan täällä vedenpaineenergiaksi.
Voimanpesä:
Sijaitsee joen alajuoksulla, kaukana imurakenteesta. Siellä sijaitsevat turbiini, generaattori ja ohjausjärjestelmä. Korkeapaineinen veden virtaus pyörittää turbiinia, joka puolestaan ​​käyttää generaattoria sähkön tuottamiseksi.
Tailrace:
Sähköntuotannon jälkeen vesi virtaa tasaisesti takaisin alkuperäiseen joenuomaan alavirtaa pitkin.
Tärkeimmät edut:
Luonnollisen korkeuseron täysimääräinen hyödyntäminen: Sopii erityisesti vuoristoisten jokien rakentamiseen, joilla on korkea rinne ja suhteellisen pieni virtausnopeus, mikä mahdollistaa suuren korkeuseron taloudellisen saavuttamisen.
Pienten tekoaltaiden tulva: Yleensä rakennetaan vain matalia patoja, mikä johtaa minimaaliseen maan tulvimiseen ja asukkaiden siirtymiseen pois asuinalueilta ja jolla on suhteellisen vähän vaikutuksia ekologiseen ympäristöön ja ihmisten elämään.
Suhteellisen joustava investointi: Vedenottolinjan pituus ja halkaisija voidaan rakentaa vaiheittain topografian ja käytettävissä olevien varojen mukaan.
Joen luonnollisen virtauksen minimaalinen muutos: Joen uoma imuaukon alapuolella (alajuoksun purkupisteeseen asti) voi heikentyä tai jopa kuivua, mutta tätä voidaan lieventää vapauttamalla ekologista virtausta. Tärkeimmät haitat:
Erittäin altis luonnollisille valumavesien vaihteluille: Rajoitetun säiliökapasiteetin vuoksi sähköntuotanto riippuu suoraan joen luonnollisesta virtauksesta, mikä johtaa epävakaaseen sähköntuotantoon märkä- ja kuivakauden aikana.
”Virtaamahiukkasten” olemassaolo: Alkuperäinen jokiuoma vedenoton ja voimalaitoksen välillä kokee merkittävän veden virtauksen laskun tai jopa kuivumisen, mikä voi vaikuttaa ranta-alueen ekosysteemiin ja maisemaan.
Korkeat geologiset vaatimukset: Pitkän matkan ohitustunneleiden on kuljettava monimutkaisessa vuoristoisessa maastossa, mikä johtaa suurempiin geologisiin riskeihin (maanvyörymät, veden pääsy tunneleihin) rakentamisen aikana.
Hieman huonompi operatiivinen joustavuus: Verrattuna suuriin säiliövoimalaitoksiin sen kyky reagoida nopeasti verkkokuorman muutoksiin on heikompi.

Sovellusskenaariot:
Pienet ja keskisuuret joet vuoristoalueilla, erityisesti jyrkät jokiosuudet ja luonnolliset mutkat (joissa uoman oikaiseminen voi johtaa merkittävään vedenkorkeuteen).
Yhtenä vaiheena kaskadipohjaisessa vesivoiman kehittämisessä.
Alueilla, joilla on korkeat ympäristönsuojeluvaatimukset ja joilla laajamittaiset tulvat eivät ole sallittuja.