Hidroenergija je znanstvena tehnologija, ki preučuje tehnična in ekonomska vprašanja, kot sta inženirska gradnja in upravljanje proizvodnje. Vodna energija, ki se uporablja pri proizvodnji hidroelektrarne, je predvsem potencialna energija, shranjena v vodi. Za pretvorbo hidroenergije v električno energijo je treba zgraditi različne vrste hidroelektrarn.
1. Osnovni uvod: Izkoriščanje hidroelektrarne v rekah, jezerih itd. Nahajajo se na visokih nadmorskih višinah in imajo potencialno energijo, ki teče proti nizkim nadmorskim višinam in pretvarja potencialno energijo v kinetično energijo vodne turbine, ki se nato uporablja kot energija za pogon generatorja za proizvodnjo električne energije. Z uporabo hidravlične energije (z vodnim tlakom) se za pogon vrtenja hidravličnih strojev (vodnih turbin) pretvori energija vode v mehansko energijo. Če je na vodno turbino priključen drug tip stroja (generator), lahko ta med vrtenjem turbine proizvaja električno energijo in nato pretvori mehansko energijo v električno energijo. V nekem smislu je hidroenergija proces pretvorbe potencialne energije vode v mehansko energijo in nato v električno energijo. Zaradi nizke napajalne napetosti, ki jo proizvajajo hidroelektrarne, jo je treba, če jo želimo prenesti do oddaljenih uporabnikov, najprej povečati prek transformatorjev, nato pa jo preko zračnih daljnovodov prenesti do razdelilnih postaj na območjih z veliko uporabniki, končno znižati na napetost, primerno za gospodinjske uporabnike in tovarniško električno opremo, nato pa jo preko distribucijskih vodov prenesti do različnih tovarn in gospodinjstev. 2. Osnovno načelo proizvodnje hidroelektrične energije je uporaba padca gladine vode za sodelovanje s hidroelektričnim generatorjem za proizvodnjo energije, torej pretvorba potencialne energije vode v mehansko energijo hidravlične turbine in nato uporaba mehanske energije za pogon generatorja za pridobivanje električne energije. Znanstveniki so učinkovito izkoristili naravne pogoje, kot sta inženirstvo pretoka in mehanska fizika, z izkoriščanjem padajoče gladine vode. In te so skrbno usklajene, da bi dosegli najvišjo proizvodnjo energije za ljudi, ki uporabljajo poceni in onesnaževalsko elektriko. Nizka gladina vode pa absorbira sončno svetlobo in kroži po Zemlji, s čimer obnavlja visoke vodne vire.
Do sedaj se obseg hidroelektrarn giblje od nekaj deset vatov, ki se uporabljajo na podeželju tretjega sveta, do nekaj milijonov vatov, ki se uporabljajo za oskrbo z električno energijo v velikih mestih. 3. Glavne vrste so razvrščene glede na koncentriran padec, vključno s hidroelektrarnami jezovnega tipa, hidroelektrarnami preusmeritvenega tipa, hibridnimi hidroelektrarnami, elektrarnami na plimovanje in črpalnimi elektrarnami. Glede na stopnjo regulacije odtoka se ugotovi, ali obstajajo regulacijske hidroelektrarne ali ne. Glede na naravo vodnega vira se običajno imenuje konvencionalna hidroelektrarna, ki za proizvodnjo električne energije uporablja naravne reke, jezera in druge vodne vire. Hidroelektrarne lahko glede na njihovo izkoriščenost razdelimo na hidroelektrarne z visokim padcem (nad 70 metrov), srednjim padcem (15–70 metrov) in nizkim padcem (pod 15 metrov). Glede na nameščeno moč hidroelektrarn jih lahko razdelimo na velike, srednje in male hidroelektrarne. Na splošno se male hidroelektrarne z nameščeno močjo manj kot 5000 kilovatov imenujejo male hidroelektrarne, tiste z nameščeno močjo med 5000 in 100.000 kilovatov srednje hidroelektrarne, tiste z nameščeno močjo nad 100.000 kilovatov pa velike hidroelektrarne ali orjaške hidroelektrarne. 4. Prednostna hidroelektrarna je neizčrpen in obnovljiv vir čiste energije. Vendar pa je za učinkovito izkoriščanje naravne vodne energije potrebno ročno zgraditi hidravlične objekte, ki lahko koncentrirajo padec pretoka vode in regulirajo pretok, kot so jezovi, preusmeritveni cevovodi in prepusti. Zato je naložba v projekt velika in gradbeni cikel dolg. Vendar pa ima proizvodnja hidroelektrarne visoko učinkovitost, nizke stroške proizvodnje energije, hiter zagon enote in enostavno prilagajanje. Zaradi uporabe naravnega vodnega toka nanjo močno vplivajo naravne razmere. Hidroenergija je pogosto pomemben sestavni del celovitega izkoriščanja vodnih virov in tvori celovit sistem izkoriščanja vodnih virov z ladijskim prometom, ribogojstvom, namakanjem, nadzorom poplav, turizmom itd. Hidroenergija je obnovljiv vir energije z minimalnim vplivom na okolje. Poleg zagotavljanja poceni električne energije ima tudi naslednje prednosti: nadzor poplav, zagotavljanje namakalne vode, izboljšanje rečne plovbe ter izboljšanje prometa, oskrbe z električno energijo in gospodarstva v regiji, zlasti razvoj turizma in ribogojstva.
Čas objave: 26. april 2023
