Rzeki płyną przez tysiące mil, zawierając ogromną energię. Rozwój i wykorzystanie naturalnej energii wodnej w celu uzyskania energii elektrycznej nazywa się energią wodną. Dwa podstawowe elementy, które stanowią energię hydrauliczną, to przepływ i spad. Przepływ jest określany przez samą rzekę, a współczynnik wykorzystania energii kinetycznej przy bezpośrednim wykorzystaniu wody rzecznej będzie bardzo niski, ponieważ nie jest możliwe wypełnienie całego odcinka rzeki turbinami wodnymi.
Wykorzystanie hydrauliczne wykorzystuje głównie energię potencjalną, a wykorzystanie energii potencjalnej musi spaść. Jednak naturalny spadek rzek na ogół stopniowo kształtuje się wzdłuż przepływu rzeki, a w stosunkowo niewielkiej odległości naturalny spadek przepływu wody jest stosunkowo niski. Należy podjąć odpowiednie środki inżynieryjne, aby sztucznie zwiększyć spadek, co ma na celu skoncentrowanie rozproszonego naturalnego spadku w celu utworzenia użytecznej wysokości wody.
Zalety energii wodnej
1. Regeneracja energii wodnej
Energia wodna pochodzi z naturalnego odpływu rzecznego, który powstaje głównie z gazu ziemnego i cyrkulacji wody. Cyrkulacja wody umożliwia recykling i ponowne wykorzystanie energii wodnej, dlatego energia wodna jest nazywana „energią odnawialną”. „Energia odnawialna” zajmuje wyjątkową pozycję w budownictwie energetycznym.
2. Zasoby wodne można wykorzystywać kompleksowo
Energia wodna wykorzystuje tylko energię w przepływie wody i nie zużywa wody. Dlatego zasoby wodne mogą być wszechstronnie wykorzystywane, a oprócz wytwarzania energii mogą jednocześnie korzystać z kontroli powodzi, nawadniania, transportu morskiego, zaopatrzenia w wodę, akwakultury, turystyki i innych aspektów oraz prowadzić wielocelowy rozwój.
3. Regulacja energii wodnej
Energii elektrycznej nie można magazynować, a produkcja i zużycie są realizowane jednocześnie. Energia wodna może być magazynowana w zbiornikach, które są produkowane zgodnie z wymaganiami systemu energetycznego. Zbiorniki działają jako magazyny energii dla systemu energetycznego. Regulacja zbiorników poprawia zdolność systemu energetycznego do regulowania obciążeń, zwiększając niezawodność i elastyczność zasilania.
4. Odwracalność wytwarzania energii wodnej
Turbina wodna, która kieruje wodę z miejsca wysokiego do niskiego, może generować energię elektryczną i przekształcać energię wody w energię elektryczną; Z kolei zbiorniki wodne znajdujące się na niższych poziomach są pochłaniane przez pompy elektryczne i przesyłane do zbiorników na wyższych poziomach w celu magazynowania, przekształcając energię elektryczną w energię wody. Wykorzystanie odwracalności wytwarzania energii wodnej do budowy elektrowni szczytowo-pompowych odgrywa wyjątkową rolę w poprawie zdolności regulacji obciążenia systemu energetycznego.
5. Elastyczność działania jednostki
Jednostki generujące energię hydroelektryczną mają prosty sprzęt, elastyczną i niezawodną pracę oraz są bardzo wygodne w zwiększaniu lub zmniejszaniu obciążeń. Mogą być szybko uruchamiane lub zatrzymywane zgodnie z potrzebami użytkowników i są łatwe do osiągnięcia w automatyzacji. Są najbardziej odpowiednie do podejmowania zadań związanych z ograniczaniem szczytów i modulacją częstotliwości systemu energetycznego, a także służą jako awaryjne czuwanie, regulacja obciążenia i inne funkcje. Mogą zwiększać niezawodność systemu energetycznego, zapewniając wyjątkowe korzyści dynamiczne. Elektrownie wodne są głównymi nośnikami obciążeń dynamicznych w systemie energetycznym.
6. Niskie koszty i wysoka wydajność produkcji energii wodnej
Energia wodna nie zużywa paliwa i nie wymaga dużej liczby pracowników ani obiektów inwestowanych w eksploatację i transport paliwa. Sprzęt jest prosty, z mniejszą liczbą operatorów, mniejszą mocą pomocniczą, długim okresem eksploatacji sprzętu oraz niskimi kosztami eksploatacji i konserwacji. Dlatego koszt produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wodnych jest niski, zaledwie 1/5 do 1/8 kosztu elektrowni opalanych paliwami kopalnymi. Ponadto wskaźnik wykorzystania energii w elektrowniach wodnych jest wysoki i wynosi ponad 85%, podczas gdy w elektrowniach opalanych paliwami kopalnymi wynosi on tylko około 40%.
7. Sprzyja poprawie środowiska ekologicznego
Produkcja energii wodnej nie zanieczyszcza środowiska. Ogromna powierzchnia wody zbiornika reguluje mikroklimat regionu oraz czasowy i przestrzenny rozkład przepływu wody, co sprzyja poprawie środowiska ekologicznego okolicznych terenów. W przypadku elektrowni węglowych każda tona surowego węgla musi emitować około 30 kg SO2, a ponad 30 kg pyłu cząsteczkowego jest emitowane. Według statystyk 50 dużych i średnich elektrowni węglowych w całym kraju, 90% elektrowni emituje SO2 o stężeniu powyżej 860 mg/m3, co stanowi bardzo poważne zanieczyszczenie. W dzisiejszym świecie, w którym coraz większą uwagę zwraca się na kwestie środowiskowe, przyspieszenie budowy elektrowni wodnych i zwiększenie udziału elektrowni wodnych w Chinach mają ogromne znaczenie dla zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska.
Wady energii wodnej
Duża jednorazowa inwestycja – ogromne prace ziemne i betonowe na potrzeby budowy elektrowni wodnych; Ponadto spowoduje to znaczne straty spowodowane powodzią i będzie wymagało ogromnych kosztów przesiedlenia; Okres budowy jest również dłuższy niż w przypadku budowy elektrowni cieplnych, co wpływa na obrót funduszy budowlanych. Nawet jeśli część inwestycji w projekty ochrony zasobów wodnych jest dzielona między różne departamenty beneficjentów, inwestycja na kilowat energii wodnej jest znacznie wyższa niż w przypadku energii cieplnej. Jednak w przyszłych operacjach oszczędności w rocznych wydatkach operacyjnych będą co roku równoważone. Maksymalny dopuszczalny okres rekompensaty jest związany z poziomem rozwoju kraju i polityką energetyczną. Jeśli okres rekompensaty jest krótszy od dopuszczalnej wartości, uważa się za rozsądne zwiększenie zainstalowanej mocy elektrowni wodnej.
Ryzyko awarii – Z powodu powodzi zapory blokują dużą ilość wody, klęsk żywiołowych, szkód spowodowanych przez człowieka i jakości konstrukcji, co może mieć katastrofalne skutki dla obszarów położonych niżej i infrastruktury. Takie awarie mogą mieć wpływ na zasilanie, zwierzęta i rośliny, a także mogą powodować znaczne straty i ofiary śmiertelne.
Uszkodzenie ekosystemu – Duże zbiorniki wodne powodują rozległe powodzie powyżej tam, czasami niszcząc niziny, lasy dolinowe i łąki. Jednocześnie wpłynie to również na ekosystem wodny wokół rośliny. Ma to znaczący wpływ na ryby, ptactwo wodne i inne zwierzęta.
Czas publikacji: 03-kwi-2023
