Upes plūst tūkstošiem jūdžu garumā, saturot milzīgu enerģiju. Dabiskās ūdens enerģijas pārstrādi un izmantošanu elektrībā sauc par hidroenerģiju. Divi pamatelementi, kas veido hidraulisko enerģiju, ir plūsma un spiediens. Plūsmu nosaka pati upe, un tieši izmantojot upes ūdeni, kinētiskās enerģijas izmantošanas līmenis būs ļoti zems, jo nav iespējams piepildīt visu upes posmu ar ūdens turbīnām.
Hidrauliskā izmantošana galvenokārt izmanto potenciālo enerģiju, un potenciālās enerģijas izmantošanā ir jābūt samazinājumam. Tomēr upju dabiskais kritums parasti pakāpeniski veidojas gar upes plūsmu, un relatīvi nelielā attālumā dabiskais ūdens plūsmas kritums ir relatīvi zems. Ir jāveic atbilstoši inženiertehniskie pasākumi, lai mākslīgi palielinātu kritumu, proti, koncentrētu izkliedēto dabisko kritumu, lai izveidotu izmantojamu ūdens spiedienu.
Hidroenerģijas priekšrocības
1. Ūdens enerģijas reģenerācija
Ūdens enerģija rodas no dabiskās upju noteces, ko galvenokārt veido dabasgāze un ūdens cirkulācija. Ūdens cirkulācija ļauj ūdens enerģiju pārstrādāt un atkārtoti izmantot, tāpēc ūdens enerģiju sauc par “atjaunojamo enerģiju”. “Atjaunojamajai enerģijai” ir unikāla vieta enerģijas būvniecībā.
2. Ūdens resursus var izmantot vispusīgi
Hidroelektroenerģija izmanto tikai ūdens plūsmā esošo enerģiju un nepatērē ūdeni. Tādēļ ūdens resursus var izmantot vispusīgi, un papildus elektroenerģijas ražošanai vienlaikus var gūt labumu no plūdu kontroles, apūdeņošanas, kuģošanas, ūdensapgādes, akvakultūras, tūrisma un citiem aspektiem, kā arī īstenot daudzfunkcionālu attīstību.
3. Ūdens enerģijas regulēšana
Elektroenerģiju nevar uzkrāt, un tās ražošana un patēriņš notiek vienlaicīgi. Ūdens enerģiju var uzkrāt rezervuāros, kas tiek ražoti atbilstoši energosistēmas prasībām. Rezervuāri darbojas kā enerģijas uzkrāšanas noliktavas energosistēmai. Rezervuāru regulēšana uzlabo energosistēmas spēju regulēt slodzes, palielinot elektroapgādes uzticamību un elastību.
4. Hidroenerģijas ražošanas atgriezeniskums
Ūdens turbīna, kas virza ūdeni no augstākas vietas uz zemāku vietu, var saražot elektrību un pārvērst ūdens enerģiju elektriskajā enerģijā; savukārt ūdenstilpes, kas atrodas zemākos līmeņos, absorbē elektriskie sūkņi un nosūta uz rezervuāriem augstākos līmeņos uzglabāšanai, pārveidojot elektrisko enerģiju ūdens enerģijā. Hidroenerģijas ražošanas atgriezeniskuma izmantošanai sūknēšanas elektrostaciju būvniecībā ir unikāla loma energosistēmas slodzes regulēšanas spēju uzlabošanā.
5. Iekārtas darbības elastība
Hidroelektrostacijām ir vienkāršs aprīkojums, elastīga un uzticama darbība, un tās ir ļoti ērti slodzes palielināšanai vai samazināšanai. Tās var ātri iedarbināt vai apturēt atbilstoši lietotāju vajadzībām, un tās ir viegli automatizēt. Tās ir vispiemērotākās energosistēmas maksimuma samazināšanas un frekvences modulācijas uzdevumu veikšanai, kā arī avārijas rezerves režīma, slodzes regulēšanas un citu funkciju veikšanai. Tās var palielināt energosistēmas uzticamību, sniedzot izcilus dinamiskus ieguvumus. Hidroelektrostacijas ir galvenie dinamisko slodžu nesēji energosistēmā.
6. Zemas hidroenerģijas ražošanas izmaksas un augsta efektivitāte
Hidroenerģija nepatērē degvielu un neprasa lielu darbaspēka un iekārtu daudzumu, kas ieguldīts degvielas ieguvē un transportēšanā. Iekārtas ir vienkāršas, ar mazāk operatoriem, mazāku palīgjaudu, ilgu iekārtu kalpošanas laiku un zemām ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksām. Tāpēc hidroelektrostaciju elektroenerģijas ražošanas izmaksas ir zemas, tikai 1/5 līdz 1/8 no fosilā kurināmā elektrostaciju izmaksām. Turklāt hidroelektrostaciju enerģijas izmantošanas līmenis ir augsts, sasniedzot vairāk nekā 85%, savukārt fosilā kurināmā elektrostacijām tas ir tikai aptuveni 40%.
7. Tas veicina ekoloģiskās vides uzlabošanu
Hidroelektrostaciju ražošana nepiesārņo vidi. Plašā rezervuāra ūdens virsmas platība regulē reģiona mikroklimatu un ūdens plūsmas laika un telpas sadalījumu, kas veicina apkārtējo teritoriju ekoloģiskās vides uzlabošanos. Ogļu spēkstacijām katrai neapstrādātas ogles tonnai ir jāizdala aptuveni 30 kg SO2, un tiek izdalītas vairāk nekā 30 kg cieto daļiņu putekļu. Saskaņā ar 50 lielu un vidēju ogļu spēkstaciju statistiku visā valstī, 90% elektrostaciju izdala SO2 ar koncentrāciju vairāk nekā 860 mg/m3, kas ir ļoti nopietns piesārņojums. Mūsdienu pasaulē, kur arvien lielāka uzmanība tiek pievērsta vides jautājumiem, hidroelektrostaciju būvniecības paātrināšanai un hidroelektrostaciju īpatsvara palielināšanai Ķīnā ir liela nozīme vides piesārņojuma samazināšanā.
Hidroenerģijas trūkumi
Lieli vienreizēji ieguldījumi – milzīgi zemes un betona darbi hidroelektrostaciju būvniecībai; Turklāt tas radīs ievērojamus plūdu zaudējumus un prasīs milzīgas pārcelšanās izmaksas; būvniecības periods ir arī ilgāks nekā termoelektrostaciju būvniecība, kas ietekmē būvniecības līdzekļu apgrozījumu. Pat ja daļu no ieguldījumiem ūdens taupības projektos sadala dažādas saņēmējvalstis, investīcijas uz vienu hidroenerģijas kilovatu ir daudz lielākas nekā siltumenerģijas gadījumā. Tomēr turpmākajā darbībā ietaupījums gada ekspluatācijas izdevumos tiks kompensēts gadu no gada. Maksimāli pieļaujamais kompensācijas periods ir saistīts ar valsts attīstības līmeni un enerģētikas politiku. Ja kompensācijas periods ir mazāks par pieļaujamo vērtību, tiek uzskatīts par saprātīgu palielināt hidroelektrostacijas uzstādīto jaudu.
Atteices risks — plūdu dēļ dambji bloķē lielu ūdens daudzumu, dabas katastrofas, cilvēku radīti bojājumi un būvniecības kvalitāte, kam var būt katastrofālas sekas lejtecē esošajām teritorijām un infrastruktūrai. Šādi bojājumi var ietekmēt elektroapgādi, dzīvniekus un augus, kā arī izraisīt ievērojamus zaudējumus un upurus.
Ekosistēmas bojājumi — lieli ūdenskrātuves izraisa plašus plūdus augšpus dambjiem, dažkārt iznīcinot zemienes, ieleju mežus un zālājus. Vienlaikus tas ietekmēs arī ūdens ekosistēmu ap elektrostaciju. Tam ir būtiska ietekme uz zivīm, ūdensputniem un citiem dzīvniekiem.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 3. aprīlis
