Reke tečejo tisoče kilometrov daleč in vsebujejo ogromno energije. Razvoj in izkoriščanje naravne vodne energije v električno energijo se imenuje hidroenergija. Dva osnovna elementa, ki sestavljata hidravlično energijo, sta pretok in padec. Pretok določa sama reka, stopnja izkoriščanja kinetične energije pri neposredni uporabi rečne vode pa bo zelo nizka, ker je nemogoče napolniti celoten odsek reke z vodnimi turbinami.
Hidravlična izraba v glavnem izkorišča potencialno energijo, zato mora priti do zmanjšanja izrabe potencialne energije. Vendar pa se naravni padec rek običajno postopoma oblikuje vzdolž rečnega toka in na relativno kratki razdalji je naravni padec vodnega toka relativno nizek. Za umetno povečanje padca je treba sprejeti ustrezne inženirske ukrepe, torej koncentrirati razpršeni naravni padec in oblikovati uporaben vodni stolpec.
Prednosti hidroelektrarn
1. Regeneracija vodne energije
Vodna energija izvira iz naravnega rečnega odtoka, ki ga v glavnem tvorita zemeljski plin in kroženje vode. Kroženje vode omogoča recikliranje in ponovno uporabo vodne energije, zato se vodna energija imenuje »obnovljiva energija«. »Obnovljiva energija« ima edinstveno mesto v energetski gradnji.
2. Vodne vire je mogoče celovito izkoristiti
Hidroelektrarne uporabljajo samo energijo vodnega toka in ne porabljajo vode. Zato je mogoče vodne vire celovito izkoriščati in poleg proizvodnje energije hkrati koristiti za preprečevanje poplav, namakanje, ladijski promet, oskrbo z vodo, ribogojstvo, turizem in druge vidike ter izvajati večciljni razvoj.
3. Regulacija vodne energije
Električne energije ni mogoče shraniti, proizvodnja in poraba pa potekata hkrati. Vodno energijo je mogoče shraniti v rezervoarjih, ki se proizvajajo glede na potrebe elektroenergetskega sistema. Rezervoarji delujejo kot skladišča energije za elektroenergetski sistem. Regulacija rezervoarjev izboljša sposobnost elektroenergetskega sistema za regulacijo obremenitev, kar poveča zanesljivost in prilagodljivost oskrbe z električno energijo.
4. Reverzibilnost proizvodnje hidroenergije
Vodna turbina, ki usmerja vodo z višjega na nižje mesto, lahko proizvaja električno energijo in pretvarja energijo vode v električno energijo; nato pa električne črpalke absorbirajo vodo iz vodnih teles na nižjih ravneh in jo pošljejo v rezervoarje na višjih ravneh za shranjevanje, kjer se električna energija pretvarja v energijo vode. Uporaba reverzibilnosti proizvodnje hidroelektrarne za izgradnjo črpalnih elektrarn ima edinstveno vlogo pri izboljšanju sposobnosti regulacije obremenitve elektroenergetskega sistema.
5. Prilagodljivost delovanja enote
Hidroelektrarne imajo preprosto opremo, prilagodljivo in zanesljivo delovanje ter so zelo priročne za povečanje ali zmanjšanje obremenitev. Glede na potrebe uporabnikov jih je mogoče hitro zagnati ali ustaviti, poleg tega pa jih je enostavno avtomatizirati. Najbolj primerne so za zmanjševanje konic in frekvenčno modulacijo elektroenergetskega sistema, poleg tega pa služijo tudi kot zasilna pripravljenost, prilagajanje obremenitve in druge funkcije. Povečajo lahko zanesljivost elektroenergetskega sistema z izjemnimi dinamičnimi prednostmi. Hidroelektrarne so glavni nosilci dinamičnih obremenitev v elektroenergetskem sistemu.
6. Nizki stroški in visoka učinkovitost proizvodnje hidroenergije
Hidroelektrarne ne porabljajo goriva in ne zahtevajo velikega števila delovne sile in objektov, vloženih v izkoriščanje in transport goriva. Oprema je preprosta, z manj operaterji, manj pomožne energije, dolgo življenjsko dobo opreme ter nizkimi stroški delovanja in vzdrževanja. Zato so proizvodni stroški električne energije hidroelektrarn nizki, le od 1/5 do 1/8 stroškov elektrarn na fosilna goriva. Poleg tega je stopnja izkoriščenosti energije hidroelektrarn visoka in dosega več kot 85 %, medtem ko pri elektrarnah na fosilna goriva znaša le približno 40 %.
7. Prispeva k izboljšanju ekološkega okolja
Proizvodnja hidroelektrarn ne onesnažuje okolja. Obsežna vodna površina akumulacijskega jezera uravnava mikroklimo regije ter časovno in prostorsko porazdelitev vodnega toka, kar prispeva k izboljšanju ekološkega okolja okoliških območij. Pri termoelektrarnah na premog mora vsaka tona surovega premoga izpustiti približno 30 kg SO2, izpuščenih pa je tudi več kot 30 kg prašnih delcev. Glede na statistiko 50 velikih in srednje velikih termoelektrarn na premog po vsej državi 90 % elektrarn izpušča SO2 s koncentracijo več kot 860 mg/m3, kar je zelo resno onesnaženje. V današnjem svetu, kjer se vse več pozornosti posveča okoljskim vprašanjem, sta pospešitev gradnje hidroelektrarn in povečanje deleža hidroelektrarn na Kitajskem zelo pomembna za zmanjšanje onesnaženosti okolja.
Slabosti hidroelektrarn
Velika enkratna naložba – ogromna zemeljska in betonska dela za gradnjo hidroelektrarn; Poleg tega bo povzročila precejšnje izgube zaradi poplav in zahtevala plačilo ogromnih stroškov preselitve; Obdobje gradnje je tudi daljše od gradnje termoelektrarn, kar vpliva na promet gradbenih sredstev. Tudi če si del naložb v projekte varstva vode delijo različni oddelki upravičenci, je naložba na kilovat hidroelektrarne veliko višja kot pri termoelektrarni. Vendar pa se bodo prihranki pri letnih obratovalnih stroških v prihodnjem obratovanju iz leta v leto izravnavali. Najvišje dovoljeno obdobje kompenzacije je povezano s stopnjo razvoja države in energetsko politiko. Če je obdobje kompenzacije krajše od dovoljene vrednosti, se šteje za smiselno povečati nameščeno moč hidroelektrarne.
Nevarnost okvare – Zaradi poplav jezovi blokirajo veliko količino vode, naravnih nesreč, škode, ki jo povzroči človek, in kakovosti gradnje, kar ima lahko katastrofalne posledice za območja in infrastrukturo dolvodno. Takšne okvare lahko vplivajo na oskrbo z električno energijo, živali in rastline ter povzročijo tudi znatne izgube in žrtve.
Škoda v ekosistemu – Veliki rezervoarji povzročajo obsežne poplave gorvodno od jezov, ki včasih uničujejo nižine, dolinske gozdove in travnike. Hkrati pa vplivajo tudi na vodni ekosistem okoli elektrarne. Imajo pomemben vpliv na ribe, vodne ptice in druge živali.
Čas objave: 3. april 2023
