Waterkracht is een hernieuwbare energietechnologie die de kinetische energie van water gebruikt om elektriciteit op te wekken. Het is een veelgebruikte, schone energiebron met vele voordelen, zoals hernieuwbaarheid, lage emissies, stabiliteit en beheersbaarheid. Het werkingsprincipe van waterkracht is gebaseerd op een eenvoudig concept: het gebruiken van de kinetische energie van de waterstroom om de turbine aan te drijven, die op zijn beurt de generator aandrijft om elektriciteit op te wekken. De stappen van waterkrachtopwekking zijn: waterafleiding uit een reservoir of rivier, waarvoor een waterbron nodig is, meestal een reservoir (kunstmatig reservoir) of een natuurlijke rivier, die energie levert; waterstroomgeleiding, waarbij de waterstroom via een omleidingskanaal naar de turbinebladen wordt geleid. Het omleidingskanaal kan de waterstroom regelen om de energieopwekkingscapaciteit aan te passen; de turbine draait en de waterstroom raakt de turbinebladen, waardoor deze gaat draaien. De turbine is vergelijkbaar met het windwiel bij windenergieopwekking; de generator wekt elektriciteit op en de werking van de turbine laat de generator draaien, die elektriciteit opwekt door middel van elektromagnetische inductie; De opgewekte energie wordt via de krachtoverbrenging naar het elektriciteitsnet getransporteerd en geleverd aan steden, industrieën en huishoudens. Er zijn veel soorten waterkracht. Afhankelijk van de werkingsprincipes en toepassingsscenario's kan waterkracht worden onderverdeeld in rivierenergie, stuwmeerenergie, getijden- en oceaanenergie en kleine waterkracht. Waterkracht heeft meerdere voordelen, maar ook enkele nadelen. De voordelen zijn voornamelijk: waterkracht is een hernieuwbare energiebron. Waterkracht is afhankelijk van watercirculatie, dus het is hernieuwbaar en zal niet uitgeput raken; het is een schone energiebron. Waterkracht produceert geen broeikasgassen en luchtverontreinigende stoffen en heeft weinig impact op het milieu; het is regelbaar. Waterkrachtcentrales kunnen worden aangepast aan de vraag om betrouwbare basisstroom te leveren. De belangrijkste nadelen zijn: grootschalige waterkrachtprojecten kunnen schade aan het ecosysteem veroorzaken, evenals sociale problemen zoals migratie van bewoners en landonteigening; waterkracht wordt beperkt door de beschikbaarheid van waterbronnen, en droogte of een afname van de waterstroom kan de energieopwekkingscapaciteit beïnvloeden.
Waterkracht, als hernieuwbare energiebron, kent een lange geschiedenis. Vroege waterturbines en waterraderen: Al in de 2e eeuw voor Christus begonnen mensen waterturbines en waterraderen te gebruiken om machines zoals molens en zagerijen aan te drijven. Deze machines gebruiken de kinetische energie van de waterstroom om te werken. De opkomst van energieopwekking: Aan het einde van de 19e eeuw begonnen mensen waterkrachtcentrales te gebruiken om waterenergie om te zetten in elektriciteit. 's Werelds eerste commerciële waterkrachtcentrale werd in 1882 gebouwd in Wisconsin, VS. Bouw van dammen en reservoirs: Aan het begin van de 20e eeuw breidde de schaal van waterkracht zich enorm uit met de bouw van dammen en reservoirs. Bekende damprojecten zijn onder andere de Hooverdam in de Verenigde Staten en de Drieklovendam in China. Technologische vooruitgang: In de loop der tijd is de waterkrachttechnologie voortdurend verbeterd, waaronder de introductie van turbines, hydrogeneratoren en intelligente besturingssystemen, die de efficiëntie en betrouwbaarheid van waterkracht hebben verbeterd.
Waterkracht is een schone, hernieuwbare energiebron en de industriële keten omvat verschillende belangrijke schakels, van waterbeheer tot energietransmissie. De eerste schakel in de keten van de waterkrachtsector is waterbeheer. Dit omvat de planning, opslag en distributie van waterstromen om ervoor te zorgen dat water stabiel kan worden geleverd aan turbines voor energieopwekking. Waterbeheer vereist doorgaans het monitoren van parameters zoals regenval, waterstroomsnelheid en waterpeil om de juiste beslissingen te kunnen nemen. Modern waterbeheer richt zich ook op duurzaamheid om ervoor te zorgen dat de energieproductiecapaciteit zelfs onder extreme omstandigheden zoals droogte behouden kan blijven. Dammen en reservoirs zijn belangrijke faciliteiten in de keten van de waterkrachtsector. Dammen worden meestal gebruikt om het waterpeil te verhogen en waterdruk te creëren, waardoor de kinetische energie van de waterstroom toeneemt. Reservoirs worden gebruikt om water op te slaan, zodat er voldoende water kan worden geleverd tijdens piekvraag. Bij het ontwerp en de bouw van dammen moet rekening worden gehouden met geologische omstandigheden, waterstroomkenmerken en ecologische effecten om veiligheid en duurzaamheid te garanderen. Turbines vormen de kerncomponenten in de keten van de waterkrachtsector. Wanneer water door de turbinebladen stroomt, wordt de kinetische energie omgezet in mechanische energie, waardoor de turbine gaat draaien. Het ontwerp en type turbine kunnen worden gekozen op basis van de stroomsnelheid, het debiet en de hoogte van het water om de hoogste energie-efficiëntie te bereiken. Wanneer de turbine draait, drijft deze de aangesloten generator aan om elektriciteit op te wekken. De generator is een belangrijk apparaat dat mechanische energie omzet in elektrische energie. Over het algemeen bestaat het werkingsprincipe van de generator uit het induceren van stroom door een roterend magnetisch veld om wisselstroom te genereren. Het ontwerp en de capaciteit van de generator moeten worden bepaald op basis van de energiebehoefte en de kenmerken van de waterstroom. De door de generator opgewekte energie is wisselstroom, die meestal via een onderstation moet worden verwerkt. De belangrijkste functies van een onderstation zijn het verhogen van de spanning (het verhogen van de spanning om energieverlies tijdens de stroomoverdracht te verminderen) en het omzetten van het type stroom (wisselstroom naar gelijkstroom of omgekeerd) om te voldoen aan de eisen van het elektriciteitsnet. De laatste schakel is de elektriciteitstransmissie. De door de elektriciteitscentrale opgewekte energie wordt via hoogspanningsleidingen naar stroomgebruikers in stedelijke, industriële of landelijke gebieden getransporteerd. Transmissielijnen moeten worden gepland, ontworpen en onderhouden om ervoor te zorgen dat de stroom veilig en efficiënt naar de bestemming wordt getransporteerd. In sommige gebieden moet de stroom mogelijk ook via een verdeelstation worden verwerkt om te voldoen aan de eisen van verschillende spanningen en frequenties.
Plaatsingstijd: 12-11-2024
