Wrâldwiid produsearje wetterkrêftsintrales sawat 24 prosint fan 'e wrâldwide elektrisiteit en leverje se mear as 1 miljard minsken fan stroom. De wetterkrêftsintrales fan 'e wrâld produsearje in totaal fan 675.000 megawatt, it enerzjy-ekwivalent fan 3,6 miljard barrels oalje, neffens it National Renewable Energy Laboratory. Der binne mear as 2.000 wetterkrêftsintrales yn wurking yn 'e Feriene Steaten, wêrtroch wetterkrêft de grutste duorsume enerzjyboarne fan it lân is.
Yn dit artikel sille wy sjen nei hoe't fallend wetter enerzjy oanmakket en leare oer de hydrologyske syklus dy't de wetterstream makket dy't essensjeel is foar wetterkrêft. Jo krije ek in glimp fan ien unike tapassing fan wetterkrêft dy't jo deistich libben beynfloedzje kin.
As jo in rivier foarby rôlje sjogge, is it dreech om jo de krêft foar te stellen dy't it draacht. As jo ea wildwetterrafting dien hawwe, dan hawwe jo in lyts diel fan 'e krêft fan' e rivier field. Wildwetterstroomversnellingen wurde makke as in rivier, dy't in grutte hoemannichte wetter nei ûnderen draacht, knelpunten troch in smelle passaazje. As de rivier troch dizze iepening twongen wurdt, nimt de stream ta. Oerstreamingen binne in oar foarbyld fan hoefolle krêft in enoarme hoemannichte wetter hawwe kin.
Wetterkrêftsintrales benutte de enerzjy fan wetter en brûke ienfâldige meganika om dy enerzjy yn elektrisiteit om te setten. Wetterkrêftsintrales binne eins basearre op in frij ienfâldich konsept - wetter dat troch in daam streamt, draait in turbine, dy't in generator draait.
Hjir binne de basiskomponinten fan in konvinsjonele wetterkrêftsintrale:
Daam - De measte wetterkrêftsintrales binne ôfhinklik fan in daam dy't wetter tsjinhâldt, wêrtroch't in grut reservoir ûntstiet. Faak wurdt dit reservoir brûkt as in rekreaasjemar, lykas Lake Roosevelt by de Grand Coulee Dam yn 'e steat Washington.
Ynlaat - De poarten fan 'e daam geane iepen en de swiertekrêft lûkt it wetter troch de sleat, in piiplieding dy't nei de turbine liedt. Wetter bouwt druk op as it troch dizze piip streamt.
Turbine – It wetter rekket de grutte blêden fan in turbine en draait dy, dy't mei in as oan in generator derboppe fêstmakke is. It meast foarkommende type turbine foar wetterkrêftsintrales is de Francis-turbine, dy't derút sjocht as in grutte skiif mei bûgde blêden. In turbine kin wol 172 ton weagje en mei in snelheid fan 90 omwentelingen per minuut (rpm) draaie, neffens de Foundation for Water & Energy Education (FWEE).
Generators – As de turbineblêden draaie, draaie ek in rige magneten yn 'e generator. Gigantyske magneten draaie lâns koperen spoelen, en produsearje wikselstroom (AC) troch elektroanen te ferpleatsen. (Jo sille letter mear leare oer hoe't de generator wurket.)
Transformator - De transformator yn 'e krêftsintrale nimt de wikselstroom en konvertearret dy nei stroom mei hegere spanning.
Stroomliedingen - Ut elke elektrisiteitssintrale komme fjouwer triedden: de trije fazen fan stroom dy't tagelyk produsearre wurde plus in nulleider of ierde dy't mienskiplik is foar alle trije. (Lês Hoe't stroomdistribúsjenetten wurkje om mear te learen oer oerdracht fan stroomliedingen.)
Útstream - Brûkt wetter wurdt troch pipelines, neamd tailraces, ferfierd en komt wer yn 'e rivier streamôfwerts.
It wetter yn it reservoir wurdt beskôge as opsleine enerzjy. As de poarten iepen geane, wurdt it wetter dat troch de lieding streamt kinetyske enerzjy, om't it yn beweging is. De hoemannichte elektrisiteit dy't opwekt wurdt, wurdt bepaald troch ferskate faktoaren. Twa fan dy faktoaren binne it folume fan 'e wetterstream en de hoemannichte hydraulyske druk. De druk ferwiist nei de ôfstân tusken it wetteroerflak en de turbines. As de druk en stream tanimme, nimt ek de opwekte elektrisiteit ta. De druk is meastentiids ôfhinklik fan 'e hoemannichte wetter yn it reservoir.
Der is in oar type wetterkrêftsintrale, de pompopslachsintrale neamd. Yn in konvinsjonele wetterkrêftsintrale streamt it wetter út it reservoir troch de sintrale, komt derút en wurdt streamôfwaarts brocht. In pompopslachsintrale hat twa reservoirs:
Boppereservoir - Lykas in konvinsjonele wetterkrêftsintrale makket in daam in reservoir. It wetter yn dit reservoir streamt troch de wetterkrêftsintrale om elektrisiteit op te wekken.
Leger reservoir - Wetter dat de wetterkrêftsintrale ferlit streamt yn in leger reservoir ynstee fan werom yn 'e rivier te kommen en streamôfwerts te streamen.
Mei in omkearbere turbine kin de sintrale wetter werompompe nei it boppeste reservoir. Dit wurdt dien bûten de spits. Yn essinsje follet it twadde reservoir it boppeste reservoir opnij. Troch wetter werom te pompen nei it boppeste reservoir hat de sintrale mear wetter om elektrisiteit op te wekken yn perioaden fan spitsferbrûk.
De Generator
It hert fan 'e wetterkrêftsintrale is de generator. De measte wetterkrêftsintrales hawwe ferskate fan dizze generators.
De generator, lykas jo miskien al riede hawwe, genereart de elektrisiteit. It basisproses fan it opwekken fan elektrisiteit op dizze manier is it draaien fan in searje magneten yn triedspoelen. Dit proses ferpleatst elektroanen, wat elektryske stroom produseart.
De Hoover Dam hat yn totaal 17 generators, dy't elk oant 133 megawatt opwekke kinne. De totale kapasiteit fan 'e wetterkrêftsintrale fan 'e Hoover Dam is 2.074 megawatt. Elke generator is makke fan bepaalde basisûnderdielen:
Skacht
Excitor
Rotor
Stator
As de turbine draait, stjoert de eksitor in elektryske stroom nei de rotor. De rotor is in searje grutte elektromagneten dy't draaie yn in strak opwûne spoel fan koperdraad, de stator neamd. It magnetyske fjild tusken de spoel en de magneten makket in elektryske stroom.
Yn 'e Hooverdaam beweecht in stroom fan 16.500 ampère fan 'e generator nei de transformator, dêr't de stroom oprint nei 230.000 ampère foardat er trochjûn wurdt.
Wetterkrêftsintrales meitsje gebrûk fan in natuerlik, trochgeand proses - it proses dat derfoar soarget dat der rein falt en rivieren omheech geane. Elke dei ferliest ús planeet in lytse hoemannichte wetter troch de atmosfear as ultraviolette strielen wettermolekulen útinoar brekke. Mar tagelyk wurdt nij wetter út it binnenste diel fan 'e Ierde útstjitten troch fulkanyske aktiviteit. De hoemannichte wetter dy't makke wurdt en de hoemannichte wetter dy't ferlern giet is sawat itselde.
Op elk momint is it totale folume wetter fan 'e wrâld yn in protte ferskillende foarmen. It kin floeiber wêze, lykas yn oseanen, rivieren en rein; fêst, lykas yn gletsjers; of gasfoarmich, lykas yn 'e ûnsichtbere wetterdamp yn 'e loft. Wetter feroaret fan steat as it troch wynstreamingen oer de planeet beweecht wurdt. Wynstreamingen wurde generearre troch de ferwaarmingsaktiviteit fan 'e sinne. Loftstreamsyklusen wurde makke troch de sinne dy't mear op 'e evener skynt as op oare gebieten fan 'e planeet.
Loftstreamsyklusen driuwe de wetterfoarsjenning fan 'e ierde troch in eigen syklus, de hydrologyske syklus neamd. As de sinne floeiber wetter ferwaarme, ferdampt it wetter ta damp yn 'e loft. De sinne ferwaarme de loft, wêrtroch't de loft yn 'e atmosfear omheech giet. De loft is heger omheech kâlder, dus as de wetterdamp omheech giet, koelt it ôf en kondinsearret it ta drippen. As genôch drippen op ien plak sammelje, kinne de drippen swier genôch wurde om as delslach werom nei de ierde te fallen.
De hydrologyske syklus is wichtich foar wetterkrêftsintrales, om't se ôfhinklik binne fan wetterstream. As der in tekoart oan rein is by de sintrale, sil wetter net stroomopwaarts sammelje. Sûnder wetter dat stroomopwaarts sammelt, streamt der minder wetter troch de wetterkrêftsintrale en wurdt der minder elektrisiteit opwekt.
Pleatsingstiid: 7 july 2021
