Основно познавање на човековиот развој и искористување на хидроенергетските ресурси

1, Водни енергетски ресурси
Историјата на човековиот развој и искористувањето на хидроенергетските ресурси датира од античко време. Според толкувањето на Законот за обновлива енергија на Народна Република Кина (изменето од Работниот комитет за закони на Постојаниот комитет на Националниот народен конгрес), дефиницијата за енергијата на водата е: топлината на ветерот и сонцето предизвикува испарување на водата, водената пареа формира дожд и снег, паѓањето на дожд и снег формира реки и потоци, а протокот на вода произведува енергија, која се нарекува енергија на водата.
Главната содржина на современиот развој и користење на хидроенергетските ресурси е развојот и користењето на хидроенергетските ресурси, па затоа луѓето обично ги користат водните ресурси, хидрауличните ресурси и хидроенергетските ресурси како синоними. Меѓутоа, во реалноста, хидроенергетските ресурси вклучуваат широк спектар на содржини, како што се хидротермални енергетски ресурси, хидроенергетски ресурси, хидроенергетски ресурси и енергетски ресурси на морската вода.

(1) Водни и топлински енергетски ресурси
Водните и топлинските енергетски ресурси се општо познати како природни топли извори. Во античко време, луѓето почнале директно да ги користат водните и топлинските ресурси на природните топли извори за изградба на бањи, капење, лекување на болести и вежбање. Современите луѓе исто така користат водни и топлински енергетски ресурси за производство на електрична енергија и греење. На пример, Исланд имал хидроелектрично производство од 7,08 милијарди киловат часови во 2003 година, од кои 1,41 милијарди киловат часови биле генерирани со користење на геотермална енергија (т.е. ресурси на термална енергија на вода). 86% од жителите на земјата користеле геотермална енергија (ресурси на термална енергија на вода) за греење. Електраната Јангбаџинг со инсталиран капацитет од 25000 киловати е изградена во Сизанг, која исто така користи геотермална енергија (ресурси на водена и топлинска енергија) за производство на електрична енергија. Според предвидувањата на експертите, нискотемпературната енергија (користење на подземните води како медиум) што може да се собере од почвата во рамките на речиси 100 метри во Кина секоја година може да достигне 150 милијарди киловати. Во моментов, инсталираниот капацитет на производство на геотермална енергија во Кина е 35300 киловати.
(2) Хидраулични енергетски ресурси
Хидрауличната енергија ја вклучува кинетичката и потенцијалната енергија на водата. Во древна Кина, хидрауличните енергетски ресурси на турбулентните реки, водопади и водопади биле широко користени за изградба на машини како што се водни тркала, воденици и воденици за наводнување на вода, преработка на жито и лупење ориз. Во 1830-тите, во Европа биле развиени и користени хидраулични станици за да обезбедат енергија за големи индустрии како што се мелници за брашно, мелници за памук и рударство. Современите водни турбини кои директно ги движат центрифугалните пумпи за вода за да генерираат центрифугална сила за подигање на вода и наводнување, како и пумпните станици со ударни удари кои го користат протокот на вода за да генерираат притисок на ударни удари и да формираат висок притисок на водата за подигање на вода и наводнување, се директен развој и искористување на ресурсите на водната енергија.
(3) Хидроелектрични извори на енергија
Во 1880-тите, кога била откриена електричната енергија, биле произведени електрични мотори врз основа на електромагнетната теорија, а биле изградени и хидроелектрани за да ја претворат хидрауличната енергија на хидроелектраните во електрична енергија и да ја достават до корисниците, со што започнал период на енергичен развој и искористување на хидроелектричните енергетски ресурси.
Хидроенергетските ресурси на кои сега се осврнуваме обично се нарекуваат хидроелектрични ресурси. Покрај речните водни ресурси, океанот содржи и огромна енергија од плима и осека, бранови, сол и температура. Се проценува дека глобалните океански хидроенергетски ресурси се 76 милијарди киловати, што е повеќе од 15 пати повеќе од теоретските резерви на копнената речна хидроенергија. Меѓу нив, плимата и осеката е 3 милијарди киловати, енергијата на брановите е 3 милијарди киловати, енергијата на температурната разлика е 40 милијарди киловати, а енергијата на солта е 30 милијарди киловати. Во моментов, само технологијата за развој и користење на плимата и осеката достигна практична фаза што може да се развие во голем обем во користењето на морските хидроенергетски ресурси од страна на луѓето. Развојот и користењето на други извори на енергија сè уште бараат понатамошни истражувања за да се постигнат револуционерни резултати во техничката и економската изводливост и да се постигне практичен развој и користење. Развојот и користењето на океанската енергија на која обично се осврнуваме е главно развој и користење на плимата и осеката. Привлечноста на Месечината и Сонцето кон површината на морето на Земјата предизвикува периодични флуктуации на нивото на водата, познати како океански плими и осеки. Флуктуацијата на морската вода формира плима и осека. Во принцип, плимната енергија е механичка енергија генерирана од флуктуацијата на плимните нивоа.
Плимните мелници се појавиле во 11 век, а на почетокот на 20 век, Германија и Франција започнале да градат мали плимни електрани.
Се проценува дека светската искористлива енергија од плима и осека е помеѓу 1 и 1,1 милијарда киловати, со годишно производство на енергија од приближно 1240 милијарди киловат часови. Искористливите ресурси на енергија од плима и осека во Кина имаат инсталиран капацитет од 21,58 милиони киловати и годишно производство на енергија од 30 милијарди киловат часови.
Најголемата плимна електрана во светот во моментов е плимната електрана во Рен во Франција, со инсталиран капацитет од 240.000 киловати. Првата плимна електрана во Кина, плимната електрана Џиџоу во Гуангдонг, е изградена во 1958 година со инсталиран капацитет од 40 киловати. Плимната електрана Жеџијанг Џангсија, изградена во 1985 година, има вкупен инсталиран капацитет од 3200 киловати, рангирајќи се на третото место во светот.
Покрај тоа, во океаните на Кина, резервите на енергија од бранови се околу 12,85 милиони киловати, енергијата на плимата и осеката е околу 13,94 милиони киловати, енергијата на разликата во солта е околу 125 милиони киловати, а енергијата на разликата во температурата е околу 1,321 милијарди киловати. Накратко, вкупната океанска енергија во Кина е околу 1,5 милијарди киловати, што е повеќе од двојно поголема од теоретската резерва од 694 милиони киловати хидроенергија на копнени реки, и има широки перспективи за развој и искористување. Денес, земјите ширум светот инвестираат многу во истражување на технолошки пристапи за развој и искористување на огромните енергетски ресурси скриени во океанот.
2, Хидроелектрични енергетски ресурси
Хидроелектричните енергетски ресурси генерално се однесуваат на користењето на потенцијалната и кинетичката енергија на протокот на речната вода за извршување на работа и поттикнување на ротацијата на хидроелектричните генератори за производство на електрична енергија. Производството на јаглен, нафта, природен гас и нуклеарна енергија бара потрошувачка на необновливи горивни ресурси, додека производството на хидроелектрична енергија не троши водни ресурси, туку ја користи енергијата на протокот на реките.
(1) Глобални хидроелектрични енергетски ресурси
Вкупните резерви на хидроенергетски ресурси во реките ширум светот се 5,05 милијарди киловати, со годишно производство на енергија до 44,28 трилиони киловат часови; технички искористливите хидроенергетски ресурси се 2,26 милијарди киловати, а годишното производство на енергија може да достигне 9,8 трилиони киловат часови.
Во 1878 година, Франција ја изгради првата хидроелектрана во светот со инсталиран капацитет од 25 киловати. Досега, инсталираниот хидроенергетски капацитет во светот надмина 760 милиони киловати, со годишно производство на енергија од 3 трилиони киловат часови.
(2) Хидроенергетски ресурси на Кина
Кина е една од земјите со најбогати хидроенергетски ресурси во светот. Според најновото истражување на хидроенергетските ресурси, теоретските резерви на енергија од речната вода во Кина се 694 милиони киловати, а годишното теоретско производство на енергија е 6,08 трилиони киловат часови, што е прво место во светот по теоретски резерви на хидроенергија; технички искористливиот капацитет на хидроенергетските ресурси на Кина е 542 милиони киловати, со годишно производство на енергија од 2,47 трилиони киловат часови, а економски искористливиот капацитет е 402 милиони киловати, со годишно производство на енергија од 1,75 трилиони киловат часови, што е прво место во светот.
Во јули 1905 година, првата хидроелектрана во Кина, хидроелектраната Гуишан во покраината Тајван, беше изградена со инсталиран капацитет од 500 kVA. Во 1912 година, првата хидроелектрана во копното на Кина, хидроелектраната Шилонгба во Кунминг, покраината Јунан, беше завршена за производство на електрична енергија, со инсталиран капацитет од 480 киловати. Во 1949 година, инсталираниот капацитет на хидроенергијата во земјата изнесуваше 163000 киловати; До крајот на 1999 година, тој се разви на 72,97 милиони киловати, втор по големина веднаш зад САД и втор во светот; До 2005 година, вкупниот инсталиран капацитет на хидроенергијата во Кина достигна 115 милиони киловати, рангирајќи се на прво место во светот, сочинувајќи 14,4% од искористливиот хидроенергетски капацитет и 20% од вкупниот инсталиран капацитет на националната енергетска индустрија.
(3) Карактеристики на хидроелектричната енергија
Хидроелектричната енергија се регенерира постојано со хидролошкиот циклус на природата и може континуирано да се користи од страна на луѓето. Луѓето често ја користат фразата „неисцрпна“ за да ја опишат обновливоста на хидроелектричната енергија.
Хидроелектричната енергија не троши гориво ниту испушта штетни супстанции за време на производството и работењето. Трошоците за управување и работење, трошоците за производство на енергија и влијанието врз животната средина се многу пониски од оние на производството на термоенергија, што ја прави евтин зелен извор на енергија.
Хидроенергијата има добри регулаторни перформанси, брзо стартување и игра клучна улога во работењето на електричната мрежа. Таа е брза и ефикасна, ги намалува загубите на електрична енергија во итни и несреќни ситуации и обезбедува безбедност во снабдувањето со електрична енергија.
Хидроелектричната енергија и минералната енергија припаѓаат на примарна енергија базирана на ресурси, која се претвора во електрична енергија и се нарекува секундарна енергија. Развојот на хидроелектричната енергија е извор на енергија што истовремено ги завршува и развојот на примарна енергија и производството на секундарна енергија, со двојна функција на изградба на примарна енергија и изградба на секундарна енергија; Нема потреба од единствен процес на екстракција, транспорт и складирање на енергетски минерали, со што значително се намалуваат трошоците за гориво.
Изградбата на акумулации за развој на хидроенергија ќе ја промени еколошката средина на локалните области. Од една страна, тоа бара потопување на дел од земјиштето, што резултира со преселување на имигранти; Од друга страна, може да ја обнови микроклимата на регионот, да создаде нова водна еколошка средина, да го промовира опстанокот на организмите и да го олесни човечкиот развој на поплавите, наводнувањето, туризмот и бродарството. Затоа, при планирањето на хидроенергетските проекти, треба да се обрне внимание на минимизирање на негативното влијание врз еколошката средина, а развојот на хидроенергијата има повеќе предности отколку недостатоци.
Поради предностите на хидроенергијата, земјите ширум светот сега усвојуваат политики што го даваат приоритет на развојот на хидроенергијата. Во 1990-тите, хидроенергијата сочинуваше 93,2% од вкупниот инсталиран капацитет на Бразил, додека земји како Норвешка, Швајцарија, Нов Зеланд и Канада имаа коефициенти на хидроенергија од над 50%.
Во 1990 година, процентот на производство на хидроелектрична енергија во однос на експлоатираната електрична енергија во некои земји во светот изнесуваше 74% во Франција, 72% во Швајцарија, 66% во Јапонија, 61% во Парагвај, 55% во САД, 54% во Египет, 50% во Канада, 17,3% во Бразил, 11% во Индија и 6,6% во Кина во истиот период.