Waterkracht is een wetenschappelijke technologie die zich bezighoudt met technische en economische vraagstukken zoals de constructie en het beheer van de productie. De waterenergie die wordt gebruikt bij de opwekking van waterkracht is voornamelijk de potentiële energie die in het water is opgeslagen. Om waterkracht om te zetten in elektriciteit, moeten verschillende soorten waterkrachtcentrales worden gebouwd.
1. Basisintroductie: Hydro-elektriciteit is het benutten van rivieren, meren, enz. Deze bevinden zich op grote hoogte en beschikken over potentiële energie. Het water stroomt naar lagere hoogten en zet deze potentiële energie om in kinetische energie van een waterturbine. Deze energie wordt vervolgens gebruikt om een generator aan te drijven en elektrische energie op te wekken. Door gebruik te maken van hydraulische energie (het waterpeil) wordt de rotatie van hydraulische machines (waterturbines) aangedreven, waardoor waterenergie wordt omgezet in mechanische energie. Als een ander type machine (een generator) is aangesloten op een waterturbine, kan deze elektriciteit opwekken terwijl de turbine draait, waardoor mechanische energie wordt omgezet in elektrische energie. In wezen is waterkracht het proces van het omzetten van de potentiële energie van water in mechanische energie en vervolgens in elektrische energie. Vanwege de lage voedingsspanning die door waterkrachtcentrales wordt opgewekt, moet deze, om naar afgelegen gebruikers te worden getransporteerd, worden verhoogd door transformatoren. Vervolgens wordt de spanning via bovengrondse leidingen naar onderstations in gebieden met een hoge gebruikersconcentratie getransporteerd, waar deze uiteindelijk wordt verlaagd tot een spanning die geschikt is voor huishoudens en elektrische apparatuur in fabrieken. Daarna wordt de elektriciteit via distributieleidingen naar diverse fabrieken en huishoudens getransporteerd. 2. Het basisprincipe van waterkrachtcentrales is het benutten van de dalende waterstand in combinatie met een waterkrachtgenerator voor de opwekking van elektriciteit. Dit houdt in dat de potentiële energie van het water wordt omgezet in mechanische energie van de hydraulische turbine, die vervolgens wordt gebruikt om de generator aan te drijven en elektrische energie te produceren. Wetenschappers hebben natuurlijke omstandigheden, zoals stromingsleer en mechanische fysica, effectief benut door de dalende waterstand te gebruiken. Deze factoren zijn zorgvuldig op elkaar afgestemd om een zo hoog mogelijke energieopwekking te realiseren, zodat mensen goedkope en milieuvriendelijke elektriciteit kunnen gebruiken. De lage waterstand absorbeert bovendien zonlicht en verspreidt dit via de aarde, waardoor de watervoorraden worden aangevuld.
Tot nu toe varieert de schaal van waterkrachtcentrales van enkele tientallen watts in landelijke gebieden van de Derde Wereld tot enkele miljoenen watts voor de energievoorziening van grote steden. 3. De belangrijkste typen worden geclassificeerd op basis van de concentratie van het hoogteverschil, waaronder damwaterkrachtcentrales, omleidingswaterkrachtcentrales, hybride waterkrachtcentrales, getijdenenergiecentrales en pompwaterkrachtcentrales. Afhankelijk van de mate van regulering van de waterafvoer, wordt er onderscheid gemaakt tussen regulerende waterkrachtcentrales en conventionele waterkrachtcentrales, die gebruikmaken van natuurlijke rivieren, meren en andere waterbronnen om elektriciteit op te wekken. Waterkrachtcentrales kunnen worden onderverdeeld in waterkrachtcentrales met een hoge valhoogte (meer dan 70 meter), een gemiddelde valhoogte (15-70 meter) en een lage valhoogte (minder dan 15 meter), afhankelijk van hun benuttingshoogte. Op basis van het geïnstalleerde vermogen kunnen waterkrachtcentrales worden onderverdeeld in grote, middelgrote en kleine waterkrachtcentrales. Over het algemeen worden kleine waterkrachtcentrales met een geïnstalleerd vermogen van minder dan 5000 kilowatt kleine waterkrachtcentrales genoemd, centrales met een geïnstalleerd vermogen tussen 5000 en 100.000 kilowatt middelgrote waterkrachtcentrales en centrales met een geïnstalleerd vermogen van meer dan 100.000 kilowatt grote waterkrachtcentrales of gigantische waterkrachtcentrales. 4. Voordeel: Waterkracht is een onuitputtelijke en hernieuwbare schone energiebron. Om de energie van natuurlijk water effectief te benutten, is het echter noodzakelijk om handmatig hydraulische constructies te bouwen die de waterstroom concentreren en reguleren, zoals dammen, omleidingsleidingen en duikers. Daarom zijn de projectinvesteringen groot en de bouwtijd lang. Waterkrachtcentrales hebben echter een hoog rendement, lage productiekosten, een snelle opstarttijd en zijn gemakkelijk aan te passen. Omdat ze gebruikmaken van natuurlijke waterstromen, zijn ze sterk afhankelijk van natuurlijke omstandigheden. Waterkracht is vaak een belangrijk onderdeel van een integraal watergebruikssysteem, dat scheepvaart, aquacultuur, irrigatie, overstromingsbeheer, toerisme, enzovoort omvat. Waterkracht is een hernieuwbare energiebron met een minimale impact op het milieu. Naast het leveren van goedkope elektriciteit, biedt het ook de volgende voordelen: het beheersen van overstromingen, het leveren van irrigatiewater, het verbeteren van de riviervaart en het stimuleren van transport, energievoorziening en de economie in de regio, met name de ontwikkeling van toerisme en aquacultuur.
Geplaatst op: 26 april 2023
