Vatnsafl er ferlið við að umbreyta náttúrulegri vatnsorku í raforku með verkfræðilegum aðgerðum. Þetta er grunnleiðin til að nýta vatnsorku. Kostirnir eru að hún eyðir ekki eldsneyti, mengar ekki umhverfið, úrkoma getur bætt við vatnsorkuna stöðugt, vélrænn og rafmagnslegur búnaður er einfaldur og reksturinn sveigjanlegur og þægilegur. Hins vegar er almenn fjárfesting mikil, byggingartíminn langur og stundum verður flóðatjón. Vatnsafl er oft sameinað flóðavörnum, áveitu, skipaflutningum o.s.frv. til að ná heildarnýtingu.
Það eru þrjár gerðir af vatnsaflsframleiðslu:
1. Hefðbundin vatnsaflsorka
Það er stífluvirkjun, einnig þekkt sem vatnsafl með lóni. Lón myndast með því að geyma vatn í stíflu og hámarksafl þess ræðst af mismuninum á rúmmáli lónsins og staðsetningu vatnsútrásarinnar og hæð vatnsyfirborðsins. Þessi hæðarmunur kallast fallhæð, einnig kallað fall eða fallhæð, og stöðuorka vatnsins er í réttu hlutfalli við fallhæðina.
2. Vatnsaflsorka árfarvegs (ROR)
Það er að segja, straumvatnsafl, einnig þekkt sem rennslisvatnsafl, er tegund vatnsafls sem notar vatnsafl en þarfnast aðeins lítils magns af vatni eða þarf ekki að geyma mikið magn af vatni til að framleiða rafmagn. Straumvatnsafl þarfnast nánast engra vatnsgeymslu, eða aðeins mjög lítillar vatnsgeymsluaðstöðu, sem kallast hreinsunarlaug eða forgarður þegar lítil vatnsgeymsla er byggð. Vegna skorts á stórum vatnsgeymsluaðstöðu er raforkuframleiðsla í straumi mjög viðkvæm fyrir árstíðabundnum breytingum á magni vatns sem notað er í vatnslindum, þannig að straumvatnsvirkjanir eru venjulega skilgreindar sem slitróttar orkugjafar. Og ef stjórnunarlaug er byggð í Chuanliu-virkjuninni sem getur aðlagað vatnsrennslið hvenær sem er, verður hún notuð sem hámarksorkuver eða grunnálagsorkuver.
3. Sjávarfallafl
Sjávarfallaorkuframleiðsla byggist á hækkun og lækkun sjávarborðs af völdum sjávarfalla. Almennt eru lón byggð til að geyma rafmagn, en einnig er hægt að nota vatnsflæði sem myndast við sjávarföll beint til að framleiða rafmagn. Það eru ekki margir staðir í heiminum sem henta til sjávarfallaorkuframleiðslu, en áætlað er að átta staðir í Bretlandi hafi möguleika á að uppfylla 20% af raforkuþörf landsins.
Að sjálfsögðu eru þrjár gerðir vatnsaflsframleiðslu hefðbundinna vatnsaflsvirkjana, og það er önnur gerð af virkjunum, dælugeymsluvirkjun, sem notar almennt umframrafmagn í raforkukerfinu (flóðatímabil, frídagar eða lágdalsrafmagn seinni hluta nætur). Vatnið í neðri lóninu er dælt í efri lónið til geymslu; þegar álag kerfisins nær hámarki er vatnið í efri lóninu tæmt og túrbínan er knúin áfram af túrbínunni til að framleiða rafmagn. Hún hefur tvöfalt hlutverk að jafna álagstopp og fylla álagstopp og er kjörin aflgjafi fyrir raforkukerfið til að jafna álagstopp. Að auki getur hún einnig stjórnað tíðni, fasa, spennu og þjónað sem varaafl, sem gegnir mikilvægu hlutverki í að tryggja öruggan og vandaðan rekstur raforkukerfisins og bæta hagkvæmni kerfisins.
Dælugeymsluvirkjunin sjálf framleiðir ekki rafmagn, en gegnir hlutverki í að samræma mótsögnina milli raforkuframleiðslu og raforkuframleiðslu í raforkukerfinu; hún gegnir mikilvægu hlutverki í stjórnun á hámarksspennu við skammtíma álagstoppa; gangsetning og afköst breytast hratt, sem getur tryggt áreiðanleika raforkuframleiðslu raforkukerfisins og bætt gæði raforkukerfisins. Nú flokkast hún ekki sem vatnsafl, heldur raforkugeymsla.
Eins og er eru 193 vatnsaflsvirkjanir í rekstri með uppsetta afkastagetu upp á meira en 1.000 MW í öllum löndum heims, og 21 er í byggingu. Þar af eru 55 vatnsaflsvirkjanir með uppsetta afkastagetu upp á meira en 1.000 MW í rekstri í Kína, og 5 eru í byggingu, sem er í efsta sæti í heiminum.
Birtingartími: 14. september 2022
