Hidroenerģija ir atjaunojamās enerģijas tehnoloģija, kas izmanto ūdens kinētisko enerģiju elektroenerģijas ražošanai. Tā ir plaši izmantots tīras enerģijas avots ar daudzām priekšrocībām, piemēram, atjaunojamību, zemu emisiju līmeni, stabilitāti un vadāmību. Hidroenerģijas darbības princips ir balstīts uz vienkāršu koncepciju: ūdens plūsmas kinētiskās enerģijas izmantošana turbīnas darbināšanai, kas savukārt griež ģeneratoru elektroenerģijas ražošanai. Hidroenerģijas ražošanas soļi ir šādi: ūdens novirzīšana no rezervuāra vai upes, kam nepieciešams ūdens avots, parasti rezervuārs (mākslīgs rezervuārs) vai dabiska upe, kas nodrošina enerģiju; ūdens plūsmas vadība, kur ūdens plūsma tiek novirzīta uz turbīnas lāpstiņām caur novirzīšanas kanālu. Novirzes kanāls var kontrolēt ūdens plūsmas plūsmu, lai pielāgotu enerģijas ražošanas jaudu; turbīna darbojas, un ūdens plūsma skar turbīnas lāpstiņas, izraisot tās griešanos. Turbīna ir līdzīga vēja ratam vēja enerģijas ražošanā; ģenerators ģenerē elektrību, un turbīnas darbība rotē ģeneratoru, kas ģenerē elektrību, izmantojot elektromagnētiskās indukcijas principu; enerģijas pārvade, ģenerētā enerģija tiek pārnesta uz elektrotīklu un piegādāta pilsētām, rūpniecības uzņēmumiem un mājsaimniecībām. Ir daudz hidroenerģijas veidu. Saskaņā ar dažādiem darbības principiem un pielietojuma scenārijiem to var iedalīt upju enerģijas ražošanā, rezervuāru enerģijas ražošanā, plūdmaiņu un okeāna enerģijas ražošanā, kā arī mazo hidroenerģiju ražošanā. Hidroenerģijai ir vairākas priekšrocības, bet arī daži trūkumi. Galvenās priekšrocības ir šādas: hidroenerģija ir atjaunojams enerģijas avots. Hidroenerģija balstās uz ūdens cirkulāciju, tāpēc tā ir atjaunojama un netiks izsmelta; tā ir tīrs enerģijas avots. Hidroenerģija neražo siltumnīcefekta gāzes un gaisa piesārņotājus, un tai ir maza ietekme uz vidi; tā ir kontrolējama. Hidroelektrostacijas var pielāgot atbilstoši pieprasījumam, lai nodrošinātu uzticamu pamata slodzes jaudu. Galvenie trūkumi ir šādi: liela mēroga hidroenerģijas projekti var kaitēt ekosistēmai, kā arī radīt sociālas problēmas, piemēram, iedzīvotāju migrāciju un zemes atsavināšanu; hidroenerģijas ražošanu ierobežo ūdens resursu pieejamība, un sausums vai ūdens plūsmas samazināšanās var ietekmēt enerģijas ražošanas jaudu.
Hidroenerģijai kā atjaunojamai enerģijas formai ir sena vēsture. Agrīnās ūdens turbīnas un ūdensrati: Jau 2. gadsimtā pirms mūsu ēras cilvēki sāka izmantot ūdens turbīnas un ūdensratus, lai darbinātu tādas mašīnas kā dzirnavas un kokzāģētavas. Šīs mašīnas darbā izmanto ūdens plūsmas kinētisko enerģiju. Enerģijas ražošanas parādīšanās: 19. gadsimta beigās cilvēki sāka izmantot hidroelektrostacijas, lai pārveidotu ūdens enerģiju elektrībā. Pirmā komerciālā hidroelektrostacija pasaulē tika uzcelta Viskonsīnā, ASV, 1882. gadā. Dambju un rezervuāru būvniecība: 20. gadsimta sākumā hidroenerģijas apjoms ievērojami paplašinājās, būvējot dambjus un rezervuārus. Pie slaveniem dambju projektiem pieder Hūvera dambis Amerikas Savienotajās Valstīs un Triju aizu dambis Ķīnā. Tehnoloģiskie sasniegumi: Laika gaitā hidroenerģijas tehnoloģijas ir nepārtraukti uzlabotas, tostarp ieviešot turbīnas, hidroģeneratorus un intelektiskas vadības sistēmas, kas ir uzlabojušas hidroenerģijas efektivitāti un uzticamību.
Hidroenerģija ir tīrs, atjaunojams enerģijas avots, un tās nozares ķēde aptver vairākas galvenās saites, sākot no ūdens resursu apsaimniekošanas līdz elektroenerģijas pārvadei. Pirmais posms hidroenerģijas nozares ķēdē ir ūdens resursu apsaimniekošana. Tas ietver ūdens plūsmu plānošanu, uzglabāšanu un sadali, lai nodrošinātu, ka ūdens var stabili piegādāt turbīnām elektroenerģijas ražošanai. Ūdens resursu apsaimniekošana parasti prasa tādu parametru kā nokrišņu daudzums, ūdens plūsmas ātrums un ūdens līmenis uzraudzību, lai pieņemtu atbilstošus lēmumus. Mūsdienu ūdens resursu apsaimniekošana koncentrējas arī uz ilgtspējību, lai nodrošinātu, ka elektroenerģijas ražošanas jaudu var saglabāt pat ekstremālos apstākļos, piemēram, sausuma laikā. Dambji un rezervuāri ir galvenās iekārtas hidroenerģijas nozares ķēdē. Dambjus parasti izmanto, lai paaugstinātu ūdens līmeni un veidotu ūdens spiedienu, tādējādi palielinot ūdens plūsmas kinētisko enerģiju. Rezervuāri tiek izmantoti ūdens uzglabāšanai, lai nodrošinātu pietiekamu ūdens plūsmu maksimālā pieprasījuma laikā. Dambju projektēšanā un būvniecībā jāņem vērā ģeoloģiskie apstākļi, ūdens plūsmas īpašības un ekoloģiskā ietekme, lai nodrošinātu drošību un ilgtspējību. Turbīnas ir galvenās sastāvdaļas hidroenerģijas nozares ķēdē. Kad ūdens plūst caur turbīnas lāpstiņām, tā kinētiskā enerģija tiek pārveidota mehāniskajā enerģijā, kas liek turbīnai griezties. Turbīnas konstrukciju un tipu var izvēlēties atkarībā no ūdens plūsmas ātruma, plūsmas ātruma un augstuma, lai sasniegtu visaugstāko energoefektivitāti. Kad turbīna rotē, tā darbina pievienoto ģeneratoru, lai tas ražotu elektroenerģiju. Ģenerators ir galvenā ierīce, kas pārveido mehānisko enerģiju elektriskajā enerģijā. Parasti ģeneratora darbības princips ir inducēt strāvu caur rotējošu magnētisko lauku, lai ģenerētu maiņstrāvu. Ģeneratora konstrukcija un jauda jānosaka atbilstoši jaudas pieprasījumam un ūdens plūsmas raksturlielumiem. Ģeneratora ģenerētā jauda ir maiņstrāva, kas parasti jāapstrādā caur apakšstaciju. Apakšstacijas galvenās funkcijas ietver pastiprināšanu (sprieguma paaugstināšanu, lai samazinātu enerģijas zudumus, kad jauda tiek pārraidīta) un strāvas veida pārveidošanu (maiņstrāvas pārveidošanu par līdzstrāvu vai otrādi), lai atbilstu elektroenerģijas pārvades sistēmas prasībām. Pēdējā saikne ir elektroenerģijas pārvade. Elektrostacijas saražotā enerģija tiek pārraidīta enerģijas lietotājiem pilsētu, rūpniecības vai lauku apvidos, izmantojot pārvades līnijas. Pārvades līnijas ir jāplāno, jāprojektē un jāuztur, lai nodrošinātu, ka enerģija tiek droši un efektīvi pārraidīta uz galamērķi. Dažos apgabalos jauda var būt jāapstrādā vēlreiz, izmantojot apakšstaciju, lai atbilstu dažādu spriegumu un frekvenču prasībām.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 12. novembris
