Historia e características da enerxía hidroeléctrica limpa e renovable

A enerxía hidroeléctrica é unha tecnoloxía de enerxía renovable que utiliza a enerxía cinética da auga para xerar electricidade. É unha fonte de enerxía limpa amplamente utilizada con moitas vantaxes, como a renovabilidade, as baixas emisións, a estabilidade e a controlabilidade. O principio de funcionamento da enerxía hidroeléctrica baséase nun concepto simple: usar a enerxía cinética do fluxo de auga para impulsar a turbina, que á súa vez fai xirar o xerador para xerar electricidade. Os pasos da xeración de enerxía hidroeléctrica son: desviación de auga dun encoro ou río, que require unha fonte de auga, xeralmente un encoro (encoro artificial) ou un río natural, que proporciona enerxía; guía do fluxo de auga, onde o fluxo de auga se dirixe ás aspas da turbina a través dun canal de desviación. O canal de desviación pode controlar o fluxo de auga para axustar a capacidade de xeración de enerxía; a turbina está en funcionamento e o fluxo de auga golpea as aspas da turbina, facendo que esta xire. A turbina é similar á roda de vento na xeración de enerxía eólica; o xerador xera electricidade e o funcionamento da turbina fai xirar o xerador, que xera electricidade mediante o principio da indución electromagnética; a transmisión de enerxía, a enerxía xerada transmítese á rede eléctrica e subministrase a cidades, industrias e fogares. Existen moitos tipos de enerxía hidroeléctrica. Segundo os diferentes principios de funcionamento e escenarios de aplicación, pódese dividir en xeración de enerxía fluvial, xeración de enerxía desde encoros, xeración de enerxía mareomotriz e oceánica e pequenas centrais hidroeléctricas. A enerxía hidroeléctrica ten múltiples vantaxes, pero tamén algunhas desvantaxes. As vantaxes son principalmente: a enerxía hidroeléctrica é unha fonte de enerxía renovable. A enerxía hidroeléctrica depende da circulación da auga, polo que é renovable e non se esgotará; é unha fonte de enerxía limpa. A enerxía hidroeléctrica non produce gases de efecto invernadoiro nin contaminantes atmosféricos e ten pouco impacto no medio ambiente; é controlable. As centrais hidroeléctricas pódense axustar segundo a demanda para proporcionar unha enerxía de carga básica fiable. As principais desvantaxes son: os proxectos hidroeléctricos a grande escala poden causar danos ao ecosistema, así como problemas sociais como a migración de residentes e a expropiación de terras; a enerxía hidroeléctrica está limitada pola dispoñibilidade de recursos hídricos e a seca ou a diminución do caudal da auga poden afectar a capacidade de xeración de enerxía.
A enerxía hidroeléctrica, como forma de enerxía renovable, ten unha longa historia. Primeiras turbinas hidráulicas e rodas hidráulicas: Xa no século II a. C., a xente comezou a usar turbinas hidráulicas e rodas hidráulicas para impulsar maquinaria como muíños e serradoiros. Estas máquinas usan a enerxía cinética do fluxo de auga para funcionar. A chegada da xeración de enerxía: A finais do século XIX, a xente comezou a usar centrais hidroeléctricas para converter a enerxía da auga en electricidade. A primeira central hidroeléctrica comercial do mundo construíuse en Wisconsin, EUA, en 1882. Construción de presas e encoros: A principios do século XX, a escala da enerxía hidroeléctrica expandiuse moito coa construción de presas e encoros. Entre os proxectos de presas famosos inclúense a presa Hoover nos Estados Unidos e a presa das Tres Gargantas na China. Avances tecnolóxicos: Co tempo, a tecnoloxía hidroeléctrica mellorou continuamente, incluíndo a introdución de turbinas, xeradores hidroeléctricos e sistemas de control intelixentes, que melloraron a eficiencia e a fiabilidade da enerxía hidroeléctrica.
A enerxía hidroeléctrica é unha fonte de enerxía limpa e renovable, e a súa cadea industrial abrangue varios elos clave, desde a xestión dos recursos hídricos ata a transmisión de enerxía. O primeiro elo da cadea da industria hidroeléctrica é a xestión dos recursos hídricos. Isto inclúe a programación, o almacenamento e a distribución dos fluxos de auga para garantir que a auga poida ser subministrada de forma estable ás turbinas para a xeración de enerxía. A xestión dos recursos hídricos adoita requirir a monitorización de parámetros como as precipitacións, a velocidade do fluxo da auga e o nivel da auga para tomar decisións axeitadas. A xestión moderna dos recursos hídricos tamén se centra na sustentabilidade para garantir que a capacidade de produción de enerxía se poida manter mesmo en condicións extremas como a seca. As presas e os encoros son instalacións clave na cadea da industria hidroeléctrica. As presas adoitan usarse para elevar os niveis de auga e formar presión de auga, aumentando así a enerxía cinética do fluxo de auga. Os encoros úsanse para almacenar auga para garantir que se poida proporcionar un fluxo de auga suficiente durante a demanda máxima. O deseño e a construción de presas deben ter en conta as condicións xeolóxicas, as características do fluxo de auga e os impactos ecolóxicos para garantir a seguridade e a sustentabilidade. As turbinas son os compoñentes principais da cadea da industria hidroeléctrica. Cando a auga flúe a través das palas da turbina, a súa enerxía cinética convértese en enerxía mecánica, o que fai que a turbina xire. O deseño e o tipo de turbina pódense seleccionar segundo a velocidade do fluxo de auga, o caudal e a altura para lograr a maior eficiencia enerxética. Cando a turbina xira, acciona o xerador conectado para xerar electricidade. O xerador é un dispositivo clave que converte a enerxía mecánica en enerxía eléctrica. Xeralmente, o principio de funcionamento do xerador é inducir corrente a través dun campo magnético rotatorio para xerar corrente alterna. O deseño e a capacidade do xerador deben determinarse segundo a demanda de potencia e as características do fluxo de auga. A enerxía xerada polo xerador é corrente alterna, que normalmente debe procesarse a través dunha subestación. As principais funcións dunha subestación inclúen a aceleración (aumento da tensión para reducir a perda de enerxía cando se transmite a enerxía) e a conversión do tipo de corrente (conversión de CA a CC ou viceversa) para cumprir cos requisitos do sistema de transmisión de enerxía. O último elo é a transmisión de enerxía. A enerxía xerada pola central eléctrica transmítese aos usuarios de enerxía en zonas urbanas, industriais ou rurais a través de liñas de transmisión. As liñas de transmisión deben planificarse, deseñarse e manterse para garantir que a enerxía se transmita de forma segura e eficiente ao destino. Nalgunhas zonas, a enerxía tamén pode precisar ser procesada de novo a través dunha subestación para cumprir cos requisitos de diferentes voltaxes e frecuencias.