Rijeke teku tisućama kilometara, sadrže ogromnu energiju. Razvoj i korištenje prirodne energije vode u električnu energiju naziva se hidroenergija. Dva osnovna elementa koja čine hidrauličku energiju su protok i pad. Protok određuje sama rijeka, a stopa iskorištenja kinetičke energije izravnog korištenja riječne vode bit će vrlo niska, jer je nemoguće napuniti cijeli dio rijeke vodnim turbinama.
Hidrauličko korištenje uglavnom koristi potencijalnu energiju, te mora doći do pada u korištenju potencijalne energije. Međutim, prirodni pad rijeka općenito se postupno formira duž riječnog toka, a unutar relativno kratke udaljenosti prirodni pad protoka vode je relativno nizak. Potrebno je poduzeti odgovarajuće inženjerske mjere za umjetno povećanje pada, odnosno koncentriranje raspršenog prirodnog pada kako bi se formirao iskoristiv vodeni stupac.
Prednosti hidroenergije
1. Regeneracija energije vode
Energija vode dolazi iz prirodnog riječnog otjecanja, koje se uglavnom formira prirodnim plinom i cirkulacijom vode. Cirkulacija vode omogućuje recikliranje i ponovnu upotrebu energije vode, pa se energija vode naziva „obnovljiva energija“. „Obnovljiva energija“ ima jedinstveno mjesto u energetskoj gradnji.
2. Vodni resursi mogu se sveobuhvatno koristiti
Hidroelektrane koriste samo energiju vodenog toka i ne troše vodu. Stoga se vodni resursi mogu sveobuhvatno koristiti, a osim za proizvodnju energije, mogu istovremeno imati koristi od zaštite od poplava, navodnjavanja, brodarstva, opskrbe vodom, akvakulture, turizma i drugih aspekata te provoditi višeciljni razvoj.
3. Regulacija energije vode
Električna energija se ne može skladištiti, a proizvodnja i potrošnja se odvijaju istovremeno. Energija vode može se skladištiti u rezervoarima, koji se proizvode prema zahtjevima elektroenergetskog sustava. Rezervoari djeluju kao skladišta energije za elektroenergetski sustav. Regulacija rezervoara poboljšava sposobnost elektroenergetskog sustava da regulira opterećenja, povećavajući pouzdanost i fleksibilnost opskrbe energijom.
4. Reverzibilnost proizvodnje hidroenergije
Vodna turbina koja usmjerava vodu s višeg na niže mjesto može generirati električnu energiju i pretvarati energiju vode u električnu energiju; Zauzvrat, vodena tijela smještena na nižim razinama apsorbiraju se električnim pumpama i šalju u rezervoare na višim razinama radi skladištenja, pretvarajući električnu energiju u energiju vode. Korištenje reverzibilnosti proizvodnje hidroenergije za izgradnju reverzibilnih elektrana ima jedinstvenu ulogu u poboljšanju sposobnosti regulacije opterećenja elektroenergetskog sustava.
5. Fleksibilnost rada jedinice
Hidroelektrane imaju jednostavnu opremu, fleksibilan i pouzdan rad te su vrlo praktične za povećanje ili smanjenje opterećenja. Mogu se brzo pokrenuti ili zaustaviti prema potrebama korisnika i lako se automatiziraju. Najprikladnije su za obavljanje zadataka uklanjanja vršnih opterećenja i modulacije frekvencije elektroenergetskog sustava, kao i za održavanje pripravnosti u slučaju nužde, podešavanje opterećenja i druge funkcije. Mogu povećati pouzdanost elektroenergetskog sustava, uz izvanredne dinamičke prednosti. Hidroelektrane su glavni nositelji dinamičkih opterećenja u elektroenergetskom sustavu.
6. Niska cijena i visoka učinkovitost proizvodnje hidroenergije
Hidroenergija ne troši gorivo i ne zahtijeva veliki broj radne snage i postrojenja uloženih u iskorištavanje i transport goriva. Oprema je jednostavna, s manjim brojem operatera, manje pomoćne energije, dugim vijekom trajanja opreme te niskim troškovima rada i održavanja. Stoga su troškovi proizvodnje električne energije hidroelektrana niski, samo 1/5 do 1/8 troškova proizvodnje energije elektrana na fosilna goriva. Osim toga, stopa iskorištenja energije hidroelektrana je visoka i doseže više od 85%, dok je kod elektrana na fosilna goriva samo oko 40%.
7. Pogoduje poboljšanju ekološkog okruženja
Proizvodnja hidroelektrana ne zagađuje okoliš. Velika vodena površina akumulacije regulira mikroklimu regije te vremensku i prostornu raspodjelu protoka vode, što pogoduje poboljšanju ekološkog okoliša okolnih područja. Za termoelektrane na ugljen, svaka tona sirovog ugljena treba emitirati oko 30 kg SO2, a emitira se više od 30 kg čestica prašine. Prema statistikama 50 velikih i srednjih termoelektrana na ugljen diljem zemlje, 90% elektrana emitira SO2 s koncentracijom većom od 860 mg/m3, što je vrlo ozbiljno onečišćenje. U današnjem svijetu, gdje se sve više pozornosti posvećuje ekološkim problemima, ubrzanje izgradnje hidroelektrana i povećanje udjela hidroelektrana u Kini od velikog su značaja za smanjenje onečišćenja okoliša.
Nedostaci hidroenergije
Velika jednokratna investicija – ogromni zemljani i betonski radovi za izgradnju hidroelektrana; Štoviše, uzrokovat će znatne gubitke od poplava i zahtijevat će plaćanje ogromnih troškova preseljenja; Razdoblje izgradnje također je dulje od izgradnje termoelektrana, što utječe na promet građevinskih sredstava. Čak i ako se dio ulaganja u projekte očuvanja voda podijeli između različitih odjela korisnika, ulaganje po kilovat hidroenergije mnogo je veće od ulaganja termoelektrana. Međutim, u budućem radu, uštede u godišnjim operativnim troškovima će se iz godine u godinu nadoknađivati. Maksimalno dopušteno razdoblje kompenzacije povezano je s razinom razvoja zemlje i energetskom politikom. Ako je razdoblje kompenzacije manje od dopuštene vrijednosti, smatra se razumnim povećati instaliranu snagu hidroelektrane.
Rizik od kvara – Zbog poplava, brane blokiraju veliku količinu vode, prirodnih katastrofa, štete uzrokovane ljudskim djelovanjem i kvalitete gradnje, što može imati katastrofalne posljedice za nizvodna područja i infrastrukturu. Takvi kvarovi mogu utjecati na opskrbu električnom energijom, životinje i biljke, a mogu uzrokovati i značajne gubitke i žrtve.
Šteta na ekosustavu – Veliki rezervoari uzrokuju opsežne poplave uzvodno od brana, ponekad uništavajući nizine, dolinske šume i travnjake. Istovremeno, to će utjecati i na vodeni ekosustav oko elektrane. Ima značajan utjecaj na ribe, vodene ptice i druge životinje.
Vrijeme objave: 03.04.2023.
