Sa buong mundo, ang mga hydropower plant ay gumagawa ng humigit-kumulang 24 porsiyento ng kuryente sa mundo at nagbibigay ng higit sa 1 bilyong tao na may kapangyarihan.Ang mga hydropower plant sa mundo ay naglalabas ng pinagsamang kabuuang 675,000 megawatts, ang katumbas ng enerhiya ng 3.6 bilyong bariles ng langis, ayon sa National Renewable Energy Laboratory.Mayroong higit sa 2,000 hydropower plant na tumatakbo sa United States, na ginagawang hydropower ang pinakamalaking renewable energy source ng bansa.
Sa artikulong ito, titingnan natin kung paano lumilikha ng enerhiya ang bumabagsak na tubig at matutunan ang tungkol sa hydrologic cycle na lumilikha ng daloy ng tubig na mahalaga para sa hydropower.Makakakita ka rin ng isang sulyap sa isang natatanging aplikasyon ng hydropower na maaaring makaapekto sa iyong pang-araw-araw na buhay.
Kapag pinapanood ang isang ilog na dumadaloy, mahirap isipin ang lakas na dinadala nito.Kung nakaranas ka na ng white-water rafting, naramdaman mo ang maliit na bahagi ng kapangyarihan ng ilog.Ang white-water rapids ay nilikha bilang isang ilog, na nagdadala ng maraming tubig pababa, mga bottlenecks sa isang makitid na daanan.Habang ang ilog ay pinipilit sa bukana na ito, ang daloy nito ay bumilis.Ang mga pagbaha ay isa pang halimbawa ng kung gaano kalakas ang puwersa ng isang napakalaking dami ng tubig.
Ang mga hydropower plant ay gumagamit ng enerhiya ng tubig at gumagamit ng mga simpleng mekanika upang i-convert ang enerhiya na iyon sa kuryente.Ang mga hydropower plant ay talagang nakabatay sa isang medyo simpleng konsepto — ang tubig na dumadaloy sa isang dam ay nagiging turbine, na nagiging generator.
Narito ang mga pangunahing bahagi ng isang conventional hydropower plant:
Dam – Karamihan sa mga hydropower plant ay umaasa sa isang dam na pumipigil sa tubig, na lumilikha ng isang malaking reservoir.Kadalasan, ang reservoir na ito ay ginagamit bilang isang recreational lake, tulad ng Lake Roosevelt sa Grand Coulee Dam sa Washington State.
Intake – Bukas ang mga gate sa dam at hinihila ng gravity ang tubig sa pamamagitan ng penstock, isang pipeline na humahantong sa turbine.Ang tubig ay nagtatayo ng presyon habang ito ay dumadaloy sa tubo na ito.
Turbine – Ang tubig ay humahampas at pinaikot ang malalaking blades ng isang turbine, na nakakabit sa isang generator sa itaas nito sa pamamagitan ng isang baras.Ang pinakakaraniwang uri ng turbine para sa mga hydropower plant ay ang Francis Turbine, na mukhang isang malaking disc na may mga curved blades.Ang turbine ay maaaring tumimbang ng hanggang 172 tonelada at umikot sa bilis na 90 revolutions per minute (rpm), ayon sa Foundation for Water & Energy Education (FWEE).
Mga Generator – Habang umiikot ang mga blades ng turbine, lumiliko din ang isang serye ng mga magnet sa loob ng generator.Ang mga higanteng magnet ay umiikot sa mga copper coil, na gumagawa ng alternating current (AC) sa pamamagitan ng paggalaw ng mga electron.(Matututo ka pa tungkol sa kung paano gumagana ang generator sa ibang pagkakataon.)
Transformer – Kinukuha ng transpormer sa loob ng powerhouse ang AC at kino-convert ito sa mas mataas na boltahe na kasalukuyang.
Mga linya ng kuryente – Mula sa bawat planta ng kuryente ay may apat na wire: ang tatlong yugto ng kuryente ay ginagawa nang sabay-sabay kasama ang isang neutral o ground na karaniwan sa lahat ng tatlo.(Basahin Kung Paano Gumagana ang Power Distribution Grids para matuto pa tungkol sa power line transmission.)
Outflow – Ang mga ginamit na tubig ay dinadala sa pamamagitan ng mga pipeline, na tinatawag na tailraces, at muling pumapasok sa ilog sa ibaba ng agos.
Ang tubig sa reservoir ay itinuturing na nakaimbak na enerhiya.Kapag bumukas ang mga gate, ang tubig na dumadaloy sa penstock ay nagiging kinetic energy dahil ito ay gumagalaw.Ang dami ng kuryente na nalilikha ay natutukoy ng ilang mga kadahilanan.Dalawa sa mga salik na iyon ay ang dami ng daloy ng tubig at ang dami ng hydraulic head.Ang ulo ay tumutukoy sa distansya sa pagitan ng ibabaw ng tubig at ng mga turbine.Habang tumataas ang ulo at daloy, tumataas din ang nabuong kuryente.Ang ulo ay karaniwang nakadepende sa dami ng tubig sa reservoir.
May isa pang uri ng hydropower plant, na tinatawag na pumped-storage plant.Sa isang conventional hydropower plant, ang tubig mula sa reservoir ay dumadaloy sa planta, lumalabas at dinadala pababa.Ang isang pumped-storage plant ay may dalawang reservoir:
Upper reservoir – Tulad ng isang conventional hydropower plant, ang isang dam ay lumilikha ng isang reservoir.Ang tubig sa reservoir na ito ay dumadaloy sa hydropower plant upang lumikha ng kuryente.
Lower reservoir – Ang tubig na lumalabas sa hydropower plant ay dumadaloy sa mas mababang reservoir sa halip na muling pumasok sa ilog at umaagos pababa.
Gamit ang isang reversible turbine, ang halaman ay maaaring magbomba ng tubig pabalik sa itaas na reservoir.Ginagawa ito sa mga off-peak na oras.Mahalaga, ang pangalawang reservoir ay muling pinupuno ang itaas na reservoir.Sa pamamagitan ng pagbomba ng tubig pabalik sa itaas na reservoir, ang planta ay may mas maraming tubig upang makabuo ng kuryente sa mga panahon ng peak consumption.
Ang Generator
Ang puso ng hydroelectric power plant ay ang generator.Karamihan sa mga hydropower plant ay may ilan sa mga generator na ito.
Ang generator, tulad ng maaaring nahulaan mo, ay bumubuo ng kuryente.Ang pangunahing proseso ng pagbuo ng kuryente sa ganitong paraan ay ang pag-ikot ng serye ng mga magnet sa loob ng mga coil ng wire.Ang prosesong ito ay gumagalaw ng mga electron, na gumagawa ng de-koryenteng kasalukuyang.
Ang Hoover Dam ay may kabuuang 17 generator, bawat isa ay maaaring makabuo ng hanggang 133 megawatts.Ang kabuuang kapasidad ng Hoover Dam hydropower plant ay 2,074 megawatts.Ang bawat generator ay gawa sa ilang mga pangunahing bahagi:
baras
Excitor
rotor
Stator
Habang umiikot ang turbine, nagpapadala ang excitor ng electrical current sa rotor.Ang rotor ay isang serye ng malalaking electromagnet na umiikot sa loob ng isang mahigpit na sugat na coil ng copper wire, na tinatawag na stator.Ang magnetic field sa pagitan ng coil at ng mga magnet ay lumilikha ng electric current.
Sa Hoover Dam, ang kasalukuyang 16,500 amps ay gumagalaw mula sa generator patungo sa transformer, kung saan ang kasalukuyang rampa ay hanggang 230,000 amps bago mailipat.
Sinasamantala ng mga hydropower plant ang isang natural na nagaganap, tuluy-tuloy na proseso — ang proseso na nagiging sanhi ng pag-ulan at pagtaas ng mga ilog.Araw-araw, ang ating planeta ay nawawalan ng kaunting tubig sa atmospera habang ang mga sinag ng ultraviolet ay naghiwa-hiwalay ng mga molekula ng tubig.Ngunit sa parehong oras, ang bagong tubig ay ibinubuga mula sa panloob na bahagi ng Earth sa pamamagitan ng aktibidad ng bulkan.Ang dami ng tubig na nalikha at ang dami ng tubig na nawala ay halos pareho.
Sa anumang oras, ang kabuuang dami ng tubig sa mundo ay nasa maraming iba't ibang anyo.Maaari itong maging likido, tulad ng sa mga karagatan, ilog at ulan;solid, tulad ng sa mga glacier;o puno ng gas, tulad ng hindi nakikitang singaw ng tubig sa hangin.Ang tubig ay nagbabago ng estado habang ito ay inililibot sa planeta sa pamamagitan ng mga alon ng hangin.Ang mga alon ng hangin ay nabuo sa pamamagitan ng aktibidad ng pag-init ng araw.Ang mga air-current cycle ay nalilikha ng araw na mas sumisikat sa ekwador kaysa sa ibang mga lugar ng planeta.
Ang mga air-current cycle ay nagtutulak sa suplay ng tubig ng Earth sa pamamagitan ng sarili nitong cycle, na tinatawag na hydrologic cycle.Habang ang araw ay nagpapainit ng likidong tubig, ang tubig ay sumingaw sa singaw sa hangin.Pinapainit ng araw ang hangin, na nagiging sanhi ng pagtaas ng hangin sa atmospera.Mas malamig ang hangin sa itaas, kaya habang tumataas ang singaw ng tubig, lumalamig ito, namumuo sa mga patak.Kapag may sapat na mga droplet na naipon sa isang lugar, ang mga droplet ay maaaring maging sapat na mabigat upang mahulog pabalik sa Earth bilang precipitation.
Ang hydrologic cycle ay mahalaga sa hydropower plants dahil umaasa sila sa daloy ng tubig.Kung kulang ang ulan malapit sa planta, hindi maiipon ang tubig sa itaas ng agos.Nang walang tubig na kumukuha sa batis, mas kaunting tubig ang dumadaloy sa hydropower plant at mas kaunting kuryente ang nalilikha.
Oras ng post: Hul-07-2021
