Rieky tečú tisíce kilometrov a obsahujú obrovské množstvo energie. Rozvoj a využitie prírodnej vodnej energie na elektrinu sa nazýva vodná energia. Dva základné prvky, ktoré tvoria hydraulickú energiu, sú prietok a spád. Prietok je určený samotnou riekou a miera využitia kinetickej energie pri priamom využití riečnej vody bude veľmi nízka, pretože nie je možné naplniť celú časť rieky vodnými turbínami.
Hydraulické využitie využíva prevažne potenciálnu energiu a musí dôjsť k poklesu využitia potenciálnej energie. Prirodzený spád riek sa však vo všeobecnosti postupne vytvára pozdĺž toku rieky a v relatívne krátkej vzdialenosti je prirodzený spád prietoku vody relatívne nízky. Na umelé zvýšenie spádu je potrebné prijať vhodné technické opatrenia, ktorými sa rozptýlený prirodzený spád sústredí a vytvorí sa využiteľný spád.
Výhody vodnej energie
1. Regenerácia vodnej energie
Vodná energia pochádza z prirodzeného riečneho odtoku, ktorý vzniká prevažne zemným plynom a cirkuláciou vody. Cirkulácia vody umožňuje recykláciu a opätovné využitie vodnej energie, preto sa vodná energia nazýva „obnoviteľná energia“. „Obnoviteľná energia“ má v energetickom staviteľstve jedinečné postavenie.
2. Vodné zdroje je možné komplexne využívať
Vodná energia využíva iba energiu vodného toku a nespotrebúva vodu. Vodné zdroje sa preto dajú komplexne využívať a okrem výroby energie sa môžu súčasne využívať na protipovodňovú ochranu, zavlažovanie, lodnú dopravu, zásobovanie vodou, akvakultúru, cestovný ruch a ďalšie aspekty a realizovať viacúčelový rozvoj.
3. Regulácia vodnej energie
Elektrickú energiu nemožno skladovať a výroba a spotreba prebiehajú súčasne. Vodnú energiu možno skladovať v zásobníkoch, ktoré sa vyrábajú podľa požiadaviek energetickej sústavy. Zásobníky slúžia ako sklady energie pre energetickú sústavu. Regulácia zásobníkov zlepšuje schopnosť energetickej sústavy regulovať zaťaženie, čím sa zvyšuje spoľahlivosť a flexibilita dodávok energie.
4. Reverzibilita výroby vodnej energie
Vodná turbína, ktorá smeruje vodu z vyššie položeného miesta na nižšie položené, môže vyrábať elektrinu a premieňať energiu vody na elektrickú energiu. Vodné útvary nachádzajúce sa na nižších úrovniach sú následne absorbované elektrickými čerpadlami a posielané do nádrží na vyšších úrovniach na uskladnenie, čím sa elektrická energia premieňa na energiu vody. Využitie reverzibility výroby vodnej energie na výstavbu prečerpávacích elektrární má jedinečnú úlohu pri zlepšovaní schopnosti regulácie zaťaženia energetického systému.
5. Flexibilita prevádzky jednotky
Vodné elektrárne majú jednoduché vybavenie, flexibilnú a spoľahlivú prevádzku a sú veľmi pohodlné na zvyšovanie alebo znižovanie zaťaženia. Dajú sa rýchlo spustiť alebo zastaviť podľa potrieb používateľov a ľahko sa automatizujú. Sú najvhodnejšie na vykonávanie úloh odstraňovania špičiek a modulácie frekvencie v energetickej sústave, ako aj na núdzové pohotovostné režimy, úpravu zaťaženia a ďalšie funkcie. Môžu zvýšiť spoľahlivosť energetickej sústavy s vynikajúcimi dynamickými výhodami. Vodné elektrárne sú hlavnými nositeľmi dynamického zaťaženia v energetickej sústave.
6. Nízke náklady a vysoká účinnosť výroby vodnej energie
Vodná energia nespotrebúva palivo a nevyžaduje si veľké množstvo pracovnej sily a zariadení investovaných do ťažby a prepravy paliva. Zariadenie je jednoduché, s menším počtom operátorov, menej pomocnej energie, dlhou životnosťou zariadení a nízkymi prevádzkovými a údržbovými nákladmi. Preto sú výrobné náklady elektrickej energie vo vodných elektrárňach nízke, len 1/5 až 1/8 nákladov na výrobu energie v elektrárňach na fosílne palivá. Okrem toho je miera využitia energie vodných elektrární vysoká a dosahuje viac ako 85 %, zatiaľ čo v elektrárňach na fosílne palivá je to len okolo 40 %.
7. Prispieva to k zlepšeniu ekologického prostredia
Výroba vodnej energie neznečisťuje životné prostredie. Rozsiahla vodná plocha nádrže reguluje mikroklímu regiónu a časové a priestorové rozloženie prietoku vody, čo prispieva k zlepšeniu ekologického prostredia okolitých oblastí. V prípade uhoľných elektrární musí každá tona surového uhlia emitovať približne 30 kg SO2 a viac ako 30 kg prachových častíc. Podľa štatistík 50 veľkých a stredných uhoľných elektrární v celej krajine 90 % elektrární emituje SO2 s koncentráciou viac ako 860 mg/m3, čo je veľmi vážne znečistenie. V dnešnom svete, kde sa venuje čoraz väčšia pozornosť environmentálnym otázkam, má urýchlenie výstavby vodných elektrární a zvyšovanie podielu vodnej energie v Číne veľký význam pre zníženie znečistenia životného prostredia.
Nevýhody vodnej energie
Veľká jednorazová investícia – obrovské zemné a betónové práce na výstavbe vodných elektrární; Okrem toho to spôsobí značné straty spôsobené záplavami a bude si vyžadovať obrovské náklady na presídlenie; Doba výstavby je tiež dlhšia ako výstavba tepelných elektrární, čo ovplyvňuje obrat stavebných prostriedkov. Aj keď časť investícií do projektov na ochranu vodných zdrojov rozdelia rôzne prijímajúce oddelenia, investícia na kilowatt vodnej energie je oveľa vyššia ako investícia do tepelnej energie. V budúcej prevádzke sa však úspory na ročných prevádzkových nákladoch budú rok čo rok vyrovnávať. Maximálna povolená doba kompenzácie súvisí s úrovňou rozvoja krajiny a energetickou politikou. Ak je doba kompenzácie kratšia ako povolená hodnota, považuje sa za rozumné zvýšiť inštalovaný výkon vodnej elektrárne.
Riziko zlyhania – V dôsledku záplav priehrady blokujú veľké množstvo vody, prírodných katastrof, škôd spôsobených človekom a kvality výstavby, čo môže mať katastrofálne následky pre oblasti a infraštruktúru po prúde. Takéto poruchy môžu ovplyvniť dodávku energie, zvieratá a rastliny a môžu tiež spôsobiť značné straty a obete.
Poškodenie ekosystému – Veľké nádrže spôsobujú rozsiahle záplavy proti prúdu od priehrad, niekedy ničia nížiny, údolné lesy a trávnaté porasty. Zároveň ovplyvňujú aj vodný ekosystém v okolí elektrárne. Má to významný vplyv na ryby, vodné vtáctvo a iné živočíchy.
Čas uverejnenia: 3. apríla 2023
