A vízenergia egy megújuló energiaforrás, amely a víz mozgási energiáját használja fel villamos energia előállítására. Széles körben használt tiszta energiaforrás, számos előnnyel, mint például a megújulóképesség, az alacsony kibocsátás, a stabilitás és a szabályozhatóság. A vízenergia működési elve egy egyszerű koncepción alapul: a víz áramlásának mozgási energiáját használja fel a turbina meghajtására, amely viszont megforgatja a generátort villamos energia előállítására. A vízenergia-termelés lépései a következők: víz elterelése egy víztározóból vagy folyóból, amihez vízforrásra van szükség, általában egy víztározóra (mesterséges víztározóra) vagy egy természetes folyóra, amely energiát biztosít; vízáramlás-irányítás, ahol a vízáramlást egy elterelő csatornán keresztül a turbina lapátjaihoz irányítják. Az elterelő csatorna szabályozhatja a vízáramlás áramlását az energiatermelési kapacitás beállításához; a turbina működik, és a vízáramlás eléri a turbina lapátjait, ami forgásba hozza azt. A turbina hasonló a szélenergia-termelésben használt szélkerékhez; a generátor villamos energiát termel, és a turbina működése forgatja a generátort, amely az elektromágneses indukció elvén keresztül villamos energiát termel; az energiaátvitel során a termelt energiát az elektromos hálózatba továbbítják, és városok, ipari létesítmények és háztartások számára biztosítják. A vízenergiának számos típusa létezik. A különböző működési elvek és alkalmazási forgatókönyvek szerint folyami energiatermelésre, víztározós energiatermelésre, árapály- és óceáni energiatermelésre, valamint kis vízerőművekre osztható. A vízenergiának számos előnye van, de vannak hátrányai is. Az előnyök főként a következők: a vízenergia megújuló energiaforrás. A vízenergia a vízkeringésre támaszkodik, így megújuló és nem merül ki; tiszta energiaforrás. A vízenergia nem termel üvegházhatású gázokat és légszennyező anyagokat, és csekély hatással van a környezetre; szabályozható. A vízerőművek az igényeknek megfelelően állíthatók be, hogy megbízható alapterhelési teljesítményt nyújtsanak. A fő hátrányok a következők: a nagyméretű vízerőmű-projektek károsíthatják az ökoszisztémát, valamint társadalmi problémákat, például a lakosok migrációját és a földkisajátítást; a vízenergia termelését korlátozza a vízkészletek elérhetősége, és az aszály vagy a vízhozam csökkenése befolyásolhatja az energiatermelő kapacitást.
A vízenergia, mint megújuló energiaforma, hosszú múltra tekint vissza. Korai vízturbinák és vízikerekek: Már az i. e. 2. században elkezdték az emberek vízturbinákat és vízikerekeket használni gépek, például malmok és fűrészmalmok meghajtására. Ezek a gépek a víz áramlásának mozgási energiáját használják fel a munkavégzéshez. Az energiatermelés megjelenése: A 19. század végén az emberek vízerőműveket kezdtek használni a vízenergia villamos energiává alakítására. A világ első kereskedelmi vízerőművét 1882-ben építették Wisconsinban, az Egyesült Államokban. Gátak és víztározók építése: A 20. század elején a vízenergia mértéke jelentősen kibővült a gátak és víztározók építésével. A híres gátprojektek közé tartozik a Hoover-gát az Egyesült Államokban és a Három-szurdok-gát Kínában. Technológiai fejlődés: Az idők során a vízenergia-technológiát folyamatosan fejlesztették, beleértve a turbinák, vízgenerátorok és intelligens vezérlőrendszerek bevezetését, amelyek javították a vízenergia hatékonyságát és megbízhatóságát.
A vízenergia tiszta, megújuló energiaforrás, és az iparági lánc számos kulcsfontosságú láncszemet foglal magában, a vízkészlet-gazdálkodástól az energiaátvitelig. A vízenergia-ipari lánc első láncszeme a vízkészlet-gazdálkodás. Ez magában foglalja a vízhozamok ütemezését, tárolását és elosztását annak biztosítása érdekében, hogy a víz stabilan ellássa a turbinákat az energiatermeléshez. A vízkészlet-gazdálkodás általában olyan paraméterek monitorozását igényli, mint a csapadékmennyiség, a víz áramlási sebessége és a vízszint, hogy megfelelő döntéseket lehessen hozni. A modern vízkészlet-gazdálkodás a fenntarthatóságra is összpontosít, hogy biztosítsa az energiatermelési kapacitás fenntartását még szélsőséges körülmények között, például aszály esetén is. A gátak és víztározók kulcsfontosságú létesítmények a vízenergia-ipari láncban. A gátakat általában a vízszint emelésére és a víznyomás kialakítására használják, ezáltal növelve a víz áramlásának mozgási energiáját. A víztározókat a víz tárolására használják annak biztosítására, hogy a csúcsidőszakokban elegendő vízhozamot lehessen biztosítani. A gátak tervezésénél és kivitelezésénél figyelembe kell venni a geológiai adottságokat, a víz áramlási jellemzőit és az ökológiai hatásokat a biztonság és a fenntarthatóság garantálása érdekében. A turbinák a vízenergia-ipari lánc központi elemei. Amikor a víz átfolyik a turbina lapátjain, mozgási energiája mechanikai energiává alakul, ami forgatja a turbinát. A turbina kialakítása és típusa a víz áramlási sebessége, az áramlási sebesség és a magasság alapján választható ki a legnagyobb energiahatékonyság elérése érdekében. Amikor a turbina forog, meghajtja a csatlakoztatott generátort, amely villamos energiát termel. A generátor egy kulcsfontosságú eszköz, amely a mechanikai energiát elektromos energiává alakítja. A generátor működési elve általában az, hogy egy forgó mágneses mezőn keresztül áramot indukálva váltakozó áramot állít elő. A generátor kialakítását és kapacitását a teljesítményigény és a víz áramlásának jellemzői szerint kell meghatározni. A generátor által termelt energia váltakozó áram, amelyet általában egy alállomáson keresztül kell feldolgozni. Az alállomás fő funkciói közé tartozik a feszültség növelése (a feszültség emelése az energiaveszteség csökkentése érdekében az energiaátvitel során) és az áram típusának átalakítása (váltóáram egyenárammá vagy fordítva) az energiaátviteli rendszer követelményeinek kielégítése érdekében. Az utolsó láncszem az energiaátvitel. Az erőmű által termelt energiát távvezetékeken keresztül továbbítják a városi, ipari vagy vidéki területeken élő energiafelhasználókhoz. Az átviteli vezetékeket úgy kell megtervezni, kialakítani és karbantartani, hogy biztosítsák az energia biztonságos és hatékony eljuttatását a célállomásra. Bizonyos területeken az energiát ismételten fel kell dolgozni egy alállomáson keresztül, hogy megfeleljen a különböző feszültségek és frekvenciák követelményeinek.
Közzététel ideje: 2024. november 12.
