L'energia idroelettrica ha una lunga storia di sviluppo e una filiera industriale completa
L'energia idroelettrica è una tecnologia energetica rinnovabile che utilizza l'energia cinetica dell'acqua per generare elettricità. Si tratta di un'energia pulita ampiamente utilizzata con numerosi vantaggi, come la rinnovabilità, le basse emissioni, la stabilità e la controllabilità. Il principio di funzionamento dell'energia idroelettrica si basa su un concetto semplice: utilizzare l'energia cinetica del flusso d'acqua per azionare la turbina, che a sua volta aziona il generatore per generare elettricità. Le fasi della produzione di energia idroelettrica sono: la deviazione dell'acqua da un bacino o da un fiume, che richiede una fonte d'acqua, solitamente un bacino artificiale o un fiume naturale, che fornisce energia; la guida del flusso d'acqua: il flusso d'acqua viene indirizzato verso le pale della turbina attraverso il canale di deviazione. Il canale di deviazione può controllare il flusso d'acqua per regolare la capacità di generazione di energia; la turbina è in funzione e il flusso d'acqua colpisce le pale della turbina facendola ruotare. La turbina è simile alla ruota eolica nella generazione di energia eolica; il generatore genera elettricità e il funzionamento della turbina fa girare il generatore, che genera elettricità attraverso il principio dell'induzione elettromagnetica; la trasmissione di energia: l'elettricità generata viene trasmessa alla rete elettrica e fornita a città, industrie e abitazioni. Esistono molti tipi di energia idroelettrica. A seconda dei diversi principi di funzionamento e degli scenari applicativi, può essere suddivisa in generazione di energia fluviale, generazione di energia da bacino idrico, generazione di energia mareomotrice e oceanica e piccola energia idroelettrica. L'energia idroelettrica presenta molteplici vantaggi, ma anche alcuni svantaggi. I vantaggi sono principalmente: l'energia idroelettrica è una fonte di energia rinnovabile. L'energia idroelettrica si basa sulla circolazione dell'acqua, quindi è rinnovabile e non si esaurisce; è una fonte di energia pulita. L'energia idroelettrica non produce gas serra e inquinanti atmosferici e ha un impatto minimo sull'ambiente; è controllabile. Le centrali idroelettriche possono essere adattate in base alla domanda per fornire energia di base affidabile. I principali svantaggi sono: i progetti idroelettrici su larga scala possono causare danni all'ecosistema, nonché problemi sociali come la migrazione dei residenti e l'espropriazione dei terreni; l'energia idroelettrica è limitata dalla disponibilità di risorse idriche e la siccità o la diminuzione del flusso d'acqua possono influire sulla capacità di generazione di energia.
L'energia idroelettrica, come forma di energia rinnovabile, ha una lunga storia. Le prime turbine idrauliche e ruote idrauliche: già nel II secolo a.C., si iniziarono a utilizzare turbine idrauliche e ruote idrauliche per azionare macchinari come mulini e segherie. Queste macchine sfruttano l'energia cinetica del flusso d'acqua per funzionare. L'avvento della produzione di energia: alla fine del XIX secolo, si iniziarono a utilizzare centrali idroelettriche per convertire l'energia idrica in elettricità. La prima centrale idroelettrica commerciale al mondo fu costruita nel Wisconsin, negli Stati Uniti, nel 1882. Costruzione di dighe e bacini artificiali: all'inizio del XX secolo, la portata dell'energia idroelettrica si espanse significativamente con la costruzione di dighe e bacini artificiali. Tra i famosi progetti di dighe figurano la diga di Hoover negli Stati Uniti e la diga delle Tre Gole in Cina. Progresso tecnologico: nel corso del tempo, la tecnologia idroelettrica è stata costantemente migliorata, con l'introduzione di turbine, generatori a turbina e sistemi di controllo intelligenti, che hanno migliorato l'efficienza e l'affidabilità dell'energia idroelettrica.
L'energia idroelettrica è una fonte di energia pulita e rinnovabile e la sua filiera industriale comprende diversi anelli chiave, dalla gestione delle risorse idriche alla trasmissione di energia. Il primo anello della filiera idroelettrica è la gestione delle risorse idriche. Questa include la programmazione, l'immagazzinamento e la distribuzione dei flussi d'acqua per garantire che l'acqua possa essere fornita stabilmente alle turbine per la produzione di energia. La gestione delle risorse idriche richiede solitamente il monitoraggio di parametri come le precipitazioni, la portata d'acqua e il livello dell'acqua per prendere decisioni appropriate. La moderna gestione delle risorse idriche si concentra anche sulla sostenibilità per garantire che la capacità di produzione di energia possa essere mantenuta anche in condizioni estreme come la siccità. Dighe e bacini artificiali sono strutture chiave nella filiera idroelettrica. Le dighe vengono solitamente utilizzate per innalzare il livello dell'acqua, creare pressione idrica e quindi aumentare l'energia cinetica del flusso d'acqua. I bacini artificiali vengono utilizzati per immagazzinare l'acqua e garantire un flusso d'acqua sufficiente durante i picchi di domanda. La progettazione e la costruzione delle dighe devono tenere conto delle condizioni geologiche, delle caratteristiche del flusso d'acqua e dell'impatto ecologico per garantire sicurezza e sostenibilità. Le turbine sono i componenti principali della filiera idroelettrica. Quando l'acqua scorre attraverso le pale della turbina, la sua energia cinetica viene convertita in energia meccanica, facendo ruotare la turbina. Il design e il tipo di turbina possono essere selezionati in base alla velocità, alla portata e all'altezza del flusso d'acqua per ottenere la massima efficienza energetica. Dopo la rotazione, la turbina aziona il generatore collegato per generare elettricità. Il generatore è un dispositivo chiave che converte l'energia meccanica in energia elettrica. Generalmente, il principio di funzionamento di un generatore è quello di indurre corrente attraverso un campo magnetico rotante per generare corrente alternata. Il design e la capacità del generatore devono essere determinati in base alla richiesta di potenza e alle caratteristiche del flusso d'acqua. L'elettricità generata dal generatore è corrente alternata, che solitamente deve essere elaborata tramite una sottostazione. Le funzioni principali delle sottostazioni includono l'elevatore di tensione (aumento della tensione per ridurre le perdite di energia durante la trasmissione di energia) e la conversione del tipo di corrente (conversione da CA a CC o viceversa) per soddisfare i requisiti del sistema di trasmissione di energia. L'ultimo anello della catena è la trasmissione di energia. L'energia generata dalla centrale elettrica viene trasmessa agli utenti in città, aree industriali o aree rurali tramite linee di trasmissione. Le linee di trasmissione devono essere pianificate, progettate e mantenute per garantire che l'energia venga trasmessa in modo sicuro ed efficiente a destinazione. In alcune aree, l'energia potrebbe anche dover essere riprocessata tramite sottostazioni per soddisfare le esigenze di tensioni e frequenze diverse.
Ricche risorse idroelettriche e sufficiente produzione di energia idroelettrica
La Cina è il più grande paese al mondo per produzione di energia idroelettrica, con abbondanti risorse idriche e progetti idroelettrici su larga scala. L'industria idroelettrica cinese svolge un ruolo chiave nel soddisfare la domanda interna di energia, ridurre le emissioni di gas serra e migliorare la struttura energetica. Il consumo sociale di elettricità è un indicatore economico chiave che riflette il livello di consumo di elettricità in un paese o in una regione ed è di grande importanza per misurare le attività economiche, l'approvvigionamento energetico e l'impatto ambientale. Secondo i dati pubblicati dall'Amministrazione Nazionale dell'Energia, il consumo totale di elettricità del mio paese ha mostrato un trend di crescita stabile. Entro la fine del 2022, il consumo totale di elettricità del mio paese era di 863,72 miliardi di kWh, con un aumento di 324,4 miliardi di kWh rispetto al 2021, con un aumento annuo del 3,9%.
Secondo i dati pubblicati dal China Electricity Council, il maggiore consumo di elettricità nel mio Paese riguarda l'industria secondaria, seguita dal terziario. L'industria primaria ha consumato 114,6 miliardi di kWh di elettricità, con un aumento del 10,4% rispetto all'anno precedente. Tra questi, il consumo di elettricità di agricoltura, pesca e allevamento è aumentato rispettivamente del 6,3%, del 12,6% e del 16,3%. La promozione completa della strategia di rivitalizzazione rurale, il significativo miglioramento delle condizioni elettriche rurali e il continuo miglioramento dei livelli di elettrificazione negli ultimi anni hanno guidato la rapida crescita del consumo di elettricità nell'industria primaria. L'industria secondaria ha consumato 5,70 trilioni di kWh di elettricità, con un aumento dell'1,2% rispetto all'anno precedente. Tra questi, il consumo annuo di elettricità delle industrie manifatturiere ad alta tecnologia e di apparecchiature è aumentato del 2,8%, mentre il consumo annuo di elettricità delle industrie di produzione di macchinari e apparecchiature elettriche, farmaceutica, comunicazioni informatiche e altre apparecchiature elettroniche è aumentato di oltre il 5%. Il consumo di elettricità della produzione di veicoli a nuova energia è aumentato significativamente del 71,1%. Il consumo di elettricità del settore terziario è stato di 1,49 trilioni di kWh, con un aumento del 4,4% rispetto all'anno precedente. In quarto luogo, il consumo di elettricità dei residenti urbani e rurali è stato di 1,34 trilioni di kWh, con un aumento del 13,8% rispetto all'anno precedente.
I progetti idroelettrici cinesi sono distribuiti in tutto il paese, e comprendono grandi centrali idroelettriche, piccole centrali idroelettriche e progetti idroelettrici distribuiti. Tra i progetti idroelettrici più famosi figura la Centrale Elettrica delle Tre Gole, una delle più grandi centrali idroelettriche della Cina e del mondo, situata nell'area delle Tre Gole, nel corso superiore del fiume Yangtze. Ha un'enorme capacità di generazione di energia e fornisce elettricità a industrie e città; la Centrale Elettrica di Xiangjiaba, situata nella provincia del Sichuan, è una delle più grandi centrali idroelettriche della Cina sud-occidentale. Si trova sul fiume Jinsha e fornisce elettricità alla regione; la Centrale Elettrica del Lago Sailimu, situata nella Regione Autonoma dello Xinjiang Uiguro, è uno dei più importanti progetti idroelettrici della Cina occidentale. Si trova sul lago Sailimu e svolge un'importante funzione di fornitura di energia. Secondo i dati pubblicati dall'Ufficio Nazionale di Statistica, la produzione di energia idroelettrica del mio paese è aumentata costantemente di anno in anno. Entro la fine del 2022, la produzione idroelettrica del mio Paese era di 1.352,195 miliardi di kWh, con un aumento dello 0,99% su base annua. Ad agosto 2023, la produzione idroelettrica del mio Paese era di 718,74 miliardi di kWh, in leggero calo rispetto allo stesso periodo dell'anno precedente, con un calo dello 0,16% su base annua. Il motivo principale è stato il calo significativo delle precipitazioni nel 2023, dovuto all'influenza del clima.
Data di pubblicazione: 19-12-2024
