Upės teka tūkstančius mylių, jose slypi didžiulė energija. Natūralios vandens energijos išgavimas ir panaudojimas elektros energijai gauti vadinamas hidroenergija. Du pagrindiniai hidraulinės energijos elementai yra srautas ir slėgis. Srovę lemia pati upė, o tiesiogiai naudojant upės vandenį kinetinės energijos panaudojimo greitis bus labai mažas, nes neįmanoma užpildyti visos upės atkarpos vandens turbinomis.
Hidraulinis panaudojimas daugiausia sunaudoja potencinę energiją, todėl potencialios energijos panaudojimas turi sumažėti. Tačiau natūralus upių kritimas paprastai palaipsniui formuojasi palei upės tėkmę, ir per santykinai trumpą atstumą natūralus vandens srauto kritimas yra santykinai mažas. Reikia imtis tinkamų inžinerinių priemonių, kad būtų dirbtinai padidintas kritimas, t. y. sukoncentruoti išsklaidytą natūralų kritimą, kad susidarytų naudingas vandens slėgis.
Hidroenergijos privalumai
1. Vandens energijos regeneravimas
Vandens energija gaunama iš natūralaus upių nuotėkio, kurį daugiausia sudaro gamtinės dujos ir vandens cirkuliacija. Vandens cirkuliacija leidžia perdirbti ir pakartotinai panaudoti vandens energiją, todėl vandens energija vadinama „atsinaujinančia energija“. „Atsinaujinanti energija“ užima unikalią vietą energetikos statyboje.
2. Vandens išteklius galima visapusiškai panaudoti
Hidroelektrinės naudoja tik vandens tėkmės energiją ir nevartoja vandens. Todėl vandens ištekliai gali būti naudojami visapusiškai ir, be elektros energijos gamybos, vienu metu gali būti naudingi potvynių kontrolei, drėkinimui, laivybai, vandens tiekimui, akvakultūrai, turizmui ir kitiems aspektams bei vykdyti daugiatikslę plėtrą.
3. Vandens energijos reguliavimas
Elektros energijos negalima kaupti, o gamyba ir vartojimas atliekami vienu metu. Vandens energija gali būti kaupiama rezervuaruose, kurie gaminami pagal elektros energijos sistemos poreikius. Rezervuarai veikia kaip energijos kaupimo sandėliai elektros energijos sistemoje. Rezervuarų reguliavimas pagerina elektros energijos sistemos gebėjimą reguliuoti apkrovas, padidindamas elektros energijos tiekimo patikimumą ir lankstumą.
4. Hidroenergijos gamybos grįžtamumas
Vandens turbina, nukreipianti vandenį iš aukštos vietos į žemesnę, gali gaminti elektrą ir paversti vandens energiją elektros energija; savo ruožtu, žemesniuose lygiuose esantys vandens telkiniai yra sugeriami elektrinių siurblių ir siunčiami į aukštesniuose lygiuose esančius rezervuarus kaupimui, taip paverčiant elektros energiją vandens energija. Hidroenergijos gamybos grįžtamumo panaudojimas hidroakumuliacinėms elektrinėms statyti atlieka unikalų vaidmenį gerinant elektros energijos sistemos apkrovos reguliavimo galimybes.
5. Įrenginio veikimo lankstumas
Hidroelektrinės energijos gamybos agregatai pasižymi paprasta įranga, yra lanksčiai ir patikimai veikiantys, juos labai patogu didinti arba mažinti apkrovas. Juos galima greitai paleisti arba sustabdyti pagal naudotojų poreikius, be to, juos lengva automatizuoti. Jie labiausiai tinka elektros energijos sistemos piko mažinimo ir dažnio moduliavimo užduotims atlikti, taip pat atlikti avarinio budėjimo, apkrovos reguliavimo ir kitas funkcijas. Jie gali padidinti elektros energijos sistemos patikimumą, suteikdami išskirtinių dinaminių privalumų. Hidroelektrinės yra pagrindinės dinaminių apkrovų nešėjos elektros energijos sistemoje.
6. Mažos hidroenergijos gamybos sąnaudos ir didelis efektyvumas
Hidroenergija nenaudoja kuro ir nereikalauja daug darbo jėgos bei įrenginių, investuojamų į kuro eksploatavimą ir transportavimą. Įranga yra paprasta, mažiau operatorių, mažiau pagalbinės energijos, ilga įrangos eksploatavimo trukmė ir mažos eksploatavimo bei priežiūros išlaidos. Todėl hidroelektrinių elektros energijos gamybos sąnaudos yra mažos – tik 1/5–1/8 iškastinį kurą kūrenančių elektrinių. Be to, hidroelektrinių energijos panaudojimo lygis yra aukštas – siekia daugiau nei 85 %, o iškastinį kurą kūrenančių elektrinių – tik apie 40 %.
7. Tai padeda gerinti ekologinę aplinką
Hidroelektrinės energijos gamyba neteršia aplinkos. Didelis rezervuaro vandens paviršiaus plotas reguliuoja regiono mikroklimatą ir vandens srauto pasiskirstymą laike bei erdvėje, o tai padeda gerinti aplinkinių teritorijų ekologinę aplinką. Anglimi kūrenamos elektrinės turi išmesti apie 30 kg SO2, o kietųjų dalelių dulkių išskiriama daugiau nei 30 kg. Remiantis 50 didelių ir vidutinio dydžio anglimi kūrenamų elektrinių visoje šalyje statistika, 90 % elektrinių išskiria SO2, kurio koncentracija viršija 860 mg/m3, o tai yra labai rimta tarša. Šiandieniniame pasaulyje, kai vis daugiau dėmesio skiriama aplinkosaugos problemoms, hidroenergetikos statybos spartinimas ir hidroenergetikos dalies didinimas Kinijoje yra labai svarbūs mažinant aplinkos taršą.
Hidroenergijos trūkumai
Didelės vienkartinės investicijos – didžiuliai žemės ir betonavimo darbai hidroelektrinių statybai; Be to, tai sukels didelius nuostolius dėl potvynių ir pareikalaus didelių perkėlimo išlaidų; Statybos laikotarpis taip pat yra ilgesnis nei šiluminių elektrinių statybos, o tai daro įtaką statybos lėšų apyvartai. Net jei dalį investicijų į vandens taupymo projektus pasidalija įvairios paramos gavėjos, investicijos į hidroenergijos kilovatą yra daug didesnės nei šiluminės energijos. Tačiau ateityje sutaupytos metinės eksploatavimo išlaidos bus kompensuojamos metai iš metų. Didžiausias leistinas kompensavimo laikotarpis yra susijęs su šalies išsivystymo lygiu ir energetikos politika. Jei kompensavimo laikotarpis yra trumpesnis už leistiną vertę, laikoma pagrįsta didinti hidroelektrinės įrengtąją galią.
Gedimų rizika – dėl potvynių užtvankos užkemša didelį vandens kiekį, kyla stichinių nelaimių, žmogaus sukeltos žalos ir pablogėja statybos kokybė, o tai gali turėti katastrofiškų pasekmių žemupio sritims ir infrastruktūrai. Tokie gedimai gali paveikti elektros energijos tiekimą, gyvūnus ir augalus, taip pat sukelti didelių nuostolių ir aukų.
Žala ekosistemai – dideli rezervuarai sukelia didelius potvynius prieš užtvankas, kartais sunaikindami žemumas, slėnių miškus ir pievas. Tuo pačiu metu tai paveiks ir vandens ekosistemą aplink elektrinę. Tai daro didelį poveikį žuvims, vandens paukščiams ir kitiems gyvūnams.
Įrašo laikas: 2023 m. balandžio 3 d.
