ჰიდროელექტროენერგიის გენერაციის ენერგეტიკული ციკლი

ჰიდროენერგია არის სამეცნიერო ტექნოლოგია, რომელიც შეისწავლის ტექნიკურ და ეკონომიკურ საკითხებს, როგორიცაა საინჟინრო მშენებლობა და წარმოების მართვა. ჰიდროელექტროენერგიის გენერაციაში გამოყენებული წყლის ენერგია ძირითადად წყალში შენახული პოტენციური ენერგიაა. ჰიდროენერგიის ელექტროენერგიად გარდასაქმნელად, საჭიროა სხვადასხვა ტიპის ჰიდროელექტროსადგურების აშენება.

1. ძირითადი შესავალი: მდინარეების, ტბების და ა.შ. ჰიდროელექტროენერგიის გამოყენება. ისინი მდებარეობენ მაღალ სიმაღლეზე და აქვთ პოტენციური ენერგია, მიედინება დაბალი სიმაღლისკენ და გარდაქმნის მათში არსებულ პოტენციურ ენერგიას წყლის ტურბინის კინეტიკურ ენერგიად, რომელიც შემდეგ გამოიყენება ელექტროენერგიის გენერირებისთვის გენერატორის ძრავად. ჰიდრავლიკური ენერგიის (წყლის წნევის) გამოყენებით ჰიდრავლიკური დანადგარების (წყლის ტურბინის) ბრუნვის ძრავად, წყლის ენერგია გარდაიქმნება მექანიკურ ენერგიად. თუ წყლის ტურბინასთან დაკავშირებულია სხვა ტიპის დანადგარი (გენერატორი), მას შეუძლია ელექტროენერგიის გენერირება ტურბინის ბრუნვისას და შემდეგ მექანიკური ენერგიის ელექტრო ენერგიად გარდაქმნა. გარკვეული გაგებით, ჰიდროენერგია არის წყლის პოტენციური ენერგიის მექანიკურ ენერგიად და შემდეგ ელექტრო ენერგიად გარდაქმნის პროცესი. ჰიდროელექტროსადგურების მიერ გენერირებული დაბალი დენის ძაბვის გამო, თუ ის უნდა გადაეცეს დისტანციურ მომხმარებლებს, ის უნდა გაიზარდოს ტრანსფორმატორების საშუალებით, შემდეგ გადაეცეს მომხმარებლების კონცენტრირებულ ადგილებში არსებულ ქვესადგურებს საჰაერო გადამცემი ხაზებით, საბოლოოდ შემცირდეს საყოფაცხოვრებო მომხმარებლებისა და ქარხნის ელექტრომოწყობილობებისთვის შესაფერის ძაბვამდე და შემდეგ გადაეცეს სხვადასხვა ქარხნებსა და ოჯახებს განაწილების ხაზებით. 2. ჰიდროელექტროენერგიის გენერაციის ძირითადი პრინციპია წყლის დონის ვარდნის გამოყენება ჰიდროელექტრო გენერატორთან თანამშრომლობით ენერგიის გენერირებისთვის, ანუ წყლის პოტენციური ენერგიის ჰიდრავლიკური ტურბინის მექანიკურ ენერგიად გარდაქმნა და შემდეგ მექანიკური ენერგიის გამოყენება გენერატორის ასამუშავებლად ელექტროენერგიის მისაღებად. მეცნიერებმა ეფექტურად გამოიყენეს ბუნებრივი პირობები, როგორიცაა ნაკადის ინჟინერია და მექანიკური ფიზიკა, წყლის დონის კლების გამოყენებით. ისინი ფრთხილად არიან შერწყმული, რათა მიღწეული იქნას ყველაზე მაღალი ენერგიის გენერაცია, რათა ადამიანებმა გამოიყენონ იაფი და დაბინძურებისგან თავისუფალი ელექტროენერგია. მეორეს მხრივ, წყლის დაბალი დონე შთანთქავს მზის სინათლეს და ცირკულირებს დედამიწაზე პარასკევს, რითაც აღადგენს წყლის მაღალ წყაროებს.

ჯერჯერობით, ჰიდროელექტროსადგურების მასშტაბი მერყეობს მესამე სამყაროს სოფლის რაიონებში გამოყენებული რამდენიმე ათეული ვატიდან დიდ ქალაქებში ენერგომომარაგებისთვის გამოყენებულ რამდენიმე მილიონ ვატამდე. 3. ძირითადი ტიპები კლასიფიცირდება კონცენტრირებული ვარდნის მიხედვით, მათ შორის კაშხლის ტიპის ჰიდროელექტროსადგურები, გადამისამართების ტიპის ჰიდროელექტროსადგურები, ჰიბრიდული ჰიდროელექტროსადგურები, მოქცევითი ელექტროსადგურები და ტუმბო-აკუმულატორიანი ელექტროსადგურები. ჩამონადენის რეგულირების ხარისხის მიხედვით, არსებობს თუ არა მარეგულირებელი ჰიდროელექტროსადგურები. წყლის წყაროს ბუნების მიხედვით, მას ზოგადად უწოდებენ ჩვეულებრივ ჰიდროელექტროსადგურს, რომელიც ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად იყენებს ბუნებრივ მდინარეებს, ტბებს და წყლის სხვა წყაროებს. ჰიდროელექტროსადგურები შეიძლება დაიყოს მაღალი წნევის (70 მეტრზე მეტი), საშუალო წნევის (15-70 მეტრი) და დაბალი წნევის (15 მეტრზე ნაკლები) ჰიდროელექტროსადგურებად მათი გამოყენების წნევის მიხედვით. ჰიდროელექტროსადგურების დამონტაჟებული სიმძლავრის მიხედვით, ისინი შეიძლება დაიყოს დიდ, საშუალო და მცირე ჰიდროელექტროსადგურებად. ზოგადად, 5000 კილოვატზე ნაკლები დადგმული სიმძლავრის მქონე მცირე ჰიდროელექტროსადგურებს მცირე ჰიდროელექტროსადგურები ეწოდებათ, 5000-დან 100000 კილოვატამდე დადგმული სიმძლავრის მქონეებს - საშუალო სიმძლავრის ჰიდროელექტროსადგურებს, ხოლო 100000 კილოვატზე მეტი დადგმული სიმძლავრის მქონეებს - დიდ ჰიდროელექტროსადგურებს ან გიგანტურ ჰიდროელექტროსადგურებს. 4. „Advantage“-ის ჰიდროელექტროსადგურები ამოუწურავი და განახლებადი სუფთა ენერგიის წყაროა. თუმცა, ბუნებრივი წყლის ენერგიის ეფექტურად გამოსაყენებლად აუცილებელია ჰიდრავლიკური ნაგებობების ხელით აშენება, რომლებსაც შეუძლიათ წყლის ნაკადის ვარდნის კონცენტრირება და ნაკადის რეგულირება, როგორიცაა კაშხლები, სადერივაციო მილსადენები და წყალსადენი მილები. ამიტომ, პროექტის ინვესტიცია დიდია და მშენებლობის ციკლი ხანგრძლივი. თუმცა, ჰიდროელექტროენერგიის გამომუშავებას აქვს მაღალი ეფექტურობა, დაბალი ენერგიის გამომუშავების ღირებულება, აგრეგატის სწრაფი გაშვება და მარტივი რეგულირება. ბუნებრივი წყლის ნაკადის გამოყენების გამო, მასზე დიდ გავლენას ახდენს ბუნებრივი პირობები. ჰიდროენერგია ხშირად წყლის რესურსების ყოვლისმომცველი გამოყენების მნიშვნელოვანი კომპონენტია, რაც ქმნის წყლის რესურსების ყოვლისმომცველ გამოყენების სისტემას გადაზიდვებთან, აკვაკულტურასთან, ირიგაციასთან, წყალდიდობის კონტროლთან, ტურიზმთან და ა.შ. ერთად. ჰიდროენერგია განახლებადი ენერგიის წყაროა მინიმალური გარემოზე ზემოქმედებით. იაფი ელექტროენერგიის მიწოდების გარდა, მას ასევე აქვს შემდეგი უპირატესობები: წყალდიდობების კონტროლი, სარწყავი წყლით უზრუნველყოფა, მდინარეებზე ნავიგაციის გაუმჯობესება და ტრანსპორტის, ელექტრომომარაგებისა და რეგიონში ეკონომიკის გაუმჯობესება, განსაკუთრებით ტურიზმისა და აკვაკულტურის განვითარება.