אנרגיה הידרואלקטרית היא תהליך של המרת אנרגיית מים טבעית לאנרגיה חשמלית באמצעות אמצעים הנדסיים. זוהי הדרך הבסיסית לניצול אנרגיית מים. היתרונות הם שהיא אינה צורכת דלק, אינה מזהמת את הסביבה, ניתן לחדש את אנרגיית המים באופן רציף על ידי משקעים, הציוד המכני והחשמלי פשוט והתפעול גמיש ונוח. עם זאת, ההשקעה הכללית גדולה, תקופת הבנייה ארוכה, ולפעמים נגרמים הפסדי הצפות. אנרגיה הידרואלקטרית משולבת לעתים קרובות עם בקרת הצפות, השקיה, ספנות וכו' לניצול מקיף.
ישנם שלושה סוגים של ייצור חשמל הידרואלקטרי:
1. הידרואלקטריות קונבנציונלית
כלומר, אנרגיית מים מסוג סכר, המכונה גם אנרגיית מים מסוג מאגר. מאגר נוצר על ידי אגירת מים בסכר, והספק התפוקה המרבי שלו נקבע על ידי ההפרש בין נפח המאגר לבין מיקום פתח מוצא המים וגובה פני המים. הפרש גובה זה נקרא גובה, המכונה גם נפילה או גובה, והאנרגיה הפוטנציאלית של המים פרופורציונלית לגובה.
2. אנרגיה הידרואלקטרית של נחל (ROR)
כלומר, אנרגיית זרימה בזרם, המכונה גם אנרגיית זרימה של נהר, היא סוג של אנרגיית מים המשתמשת באנרגיה של מים אך דורשת רק כמות קטנה של מים או שאינה זקוקה לאגירת כמות גדולה של מים כדי לייצר חשמל. אנרגיית זרימה בזרם כמעט ואינה דורשת אחסון מים, או רק מתקן אחסון מים קטן מאוד, הנקרא בריכת התניה או חצר קדמית כאשר נבנה מתקן אחסון מים קטן. בשל היעדר מתקני אחסון מים בקנה מידה גדול, ייצור חשמל בזרם רגיש מאוד לשינויים עונתיים בכמות המים המשמשת במקורות מים, ולכן תחנות כוח בזרם מוגדרות בדרך כלל כמקורות אנרגיה לסירוגין. ואם נבנית בריכת ויסות בתחנת הכוח צ'ואנליו שיכולה להתאים את זרימת המים בכל עת, היא תשמש כתחנת כוח לגליחת שיא או תחנת כוח לעומס בסיס.
3. כוח הגאות והשפל
ייצור חשמל מגאות ושפל מבוסס על עלייה וירידה של מפלס המים באוקיינוס הנגרמת על ידי גאות ושפל. בדרך כלל, מאגרים נבנים לאחסון חשמל, אך ישנו גם שימוש ישיר בזרימת המים הנוצרת על ידי גאות ושפל לייצור חשמל. אין מקומות רבים בעולם המתאימים לייצור חשמל מגאות ושפל, אך שמונה מקומות בבריטניה מוערכים כבעלי פוטנציאל לענות על 20% מצרכי החשמל של המדינה.
כמובן, שלושת סוגי ייצור האנרגיה ההידרואלקטרית הם תחנות כוח הידרואלקטריות קונבנציונליות, ויש סוג נוסף של תחנת כוח, תחנת כוח אגירה שאובה, שבדרך כלל מנצלת את עודפי החשמל במערכת החשמל (עונת שיטפונות, חגים או חשמל בעמק נמוך במחצית השנייה של הלילה), המים במאגר התחתון נשאבים למאגר העליון לאחסון; כאשר עומס המערכת מגיע לשיא, המים במאגר העליון יורדים, והטורבינה מונעת על ידה כדי לייצר חשמל. יש לה פונקציה כפולה של גילוח שיא ומילוי עמק, והיא ספק הכוח האידיאלי ביותר לגילוח שיא עבור מערכת החשמל. בנוסף, היא יכולה גם לווסת תדר, פאזה, מתח ולשמש כגיבוי, אשר ממלא תפקיד חשוב בהבטחת פעולה בטוחה ואיכותית של רשת החשמל ובשיפור חסכון המערכת.
תחנת הכוח לאגירת חשמל שאובה עצמה אינה מייצרת חשמל, אך ממלאת תפקיד בתיאום הסתירה בין ייצור חשמל לאספקת חשמל ברשת החשמל; יש לה תפקיד עצום בוויסות שיא במהלך שיאי עומס לטווח קצר; ההפעלה והתפוקה משתנים במהירות, מה שיכול להבטיח את אמינות אספקת החשמל של רשת החשמל ולשפר את איכות החשמל של רשת החשמל. כיום היא אינה מסווגת כאנרגיה הידרואלקטרית, אלא כאגירת חשמל.
נכון לעכשיו, ישנן 193 תחנות הידרו-כוח פעילות עם קיבולת מותקנת של יותר מ-1,000 מגה-וואט בכל מדינות העולם, ו-21 מהן נמצאות בבנייה. ביניהן, ישנן 55 תחנות הידרו-כוח עם קיבולת מותקנת של יותר מ-1,000 מגה-וואט הפועלות בסין, ו-5 מהן נמצאות בבנייה, המדורגות במקום הראשון בעולם.
זמן פרסום: 14 בספטמבר 2022
