Thủy điện là quá trình chuyển đổi năng lượng nước tự nhiên thành năng lượng điện bằng các biện pháp kỹ thuật. Đây là phương pháp cơ bản để sử dụng năng lượng nước. Ưu điểm là không tiêu thụ nhiên liệu, không gây ô nhiễm môi trường, năng lượng nước có thể được bổ sung liên tục bằng lượng mưa, thiết bị cơ khí và điện đơn giản, vận hành linh hoạt và thuận tiện. Tuy nhiên, nhìn chung chi phí đầu tư lớn, thời gian thi công dài và đôi khi gây ra thiệt hại do lũ lụt. Thủy điện thường được kết hợp với việc kiểm soát lũ lụt, thủy lợi, vận tải đường thủy, v.v. để sử dụng tổng hợp.
Có ba loại hình phát điện thủy điện:
1. Thủy điện truyền thống
Đó chính là thủy điện đập, hay còn gọi là thủy điện hồ chứa. Hồ chứa được hình thành bằng cách tích trữ nước trong đập, và công suất đầu ra tối đa của nó được xác định bởi sự chênh lệch giữa thể tích của hồ chứa và vị trí của cửa xả nước cũng như chiều cao của mặt nước. Sự chênh lệch chiều cao này được gọi là cột nước, hay còn gọi là độ chênh lệch áp suất hoặc cột nước, và thế năng của nước tỷ lệ thuận với cột nước.
2. Thủy điện dòng chảy tự nhiên (Run-of-the-river hydroelectricity - ROR)
Tức là, thủy điện dòng chảy tự nhiên, còn được gọi là thủy điện dòng chảy tự nhiên, là một hình thức thủy điện sử dụng sức nước nhưng chỉ cần một lượng nước nhỏ hoặc không cần trữ lượng nước lớn để phát điện. Thủy điện dòng chảy tự nhiên hầu như không cần trữ nước, hoặc chỉ cần một công trình trữ nước rất nhỏ, được gọi là bể điều tiết hoặc hồ chứa sơ bộ khi xây dựng công trình trữ nước nhỏ. Do không có các công trình trữ nước quy mô lớn, việc phát điện thủy điện dòng chảy tự nhiên rất nhạy cảm với sự thay đổi theo mùa về lượng nước sử dụng trong các nguồn nước, vì vậy các nhà máy thủy điện dòng chảy tự nhiên thường được định nghĩa là nguồn năng lượng gián đoạn. Và nếu một bể điều tiết được xây dựng tại nhà máy thủy điện Chuanliu có thể điều chỉnh lưu lượng nước bất cứ lúc nào, nó sẽ được sử dụng như một nhà máy điện giảm tải đỉnh hoặc nhà máy điện tải nền.
3. Năng lượng thủy triều
Điện năng thủy triều dựa trên sự lên xuống của mực nước biển do thủy triều gây ra. Thông thường, các hồ chứa được xây dựng để tích trữ điện, nhưng cũng có phương pháp sử dụng trực tiếp dòng chảy của nước do thủy triều tạo ra để sản xuất điện. Trên thế giới không có nhiều nơi phù hợp để sản xuất điện năng thủy triều, nhưng ước tính có tám địa điểm ở Anh có tiềm năng đáp ứng 20% nhu cầu điện của cả nước.
Tất nhiên, ba loại hình phát điện thủy điện là các nhà máy thủy điện thông thường, và còn có một loại nhà máy điện khác là nhà máy thủy điện tích năng (Pumped Storage Power Station - PSP), thường sử dụng lượng điện dư thừa trong hệ thống điện (mùa lũ, ngày lễ, hoặc lượng điện tiêu thụ thấp vào nửa đêm). Nước ở hồ chứa phía dưới được bơm lên hồ chứa phía trên để tích trữ; khi phụ tải hệ thống đạt đỉnh, nước ở hồ chứa phía trên được xả xuống, và tuabin được dẫn động để phát điện. Nó có chức năng kép là giảm tải đỉnh và bù tải đáy, và là nguồn cung cấp điện giảm tải đỉnh lý tưởng nhất cho hệ thống điện. Ngoài ra, nó cũng có thể điều chỉnh tần số, pha, điện áp và đóng vai trò dự phòng, góp phần quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động an toàn và chất lượng cao của lưới điện và nâng cao hiệu quả kinh tế của hệ thống.
Bản thân nhà máy thủy điện tích năng không tự sản xuất điện, mà đóng vai trò điều phối sự mâu thuẫn giữa sản xuất điện và cung cấp điện trong lưới điện; nó có vai trò rất lớn trong việc điều tiết đỉnh tải trong thời gian ngắn hạn; quá trình khởi động và sản lượng thay đổi nhanh chóng, giúp đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện và nâng cao chất lượng điện năng. Hiện nay, nó không được phân loại là thủy điện mà là hệ thống lưu trữ điện.
Tính đến thời điểm hiện tại, trên toàn thế giới có 193 nhà máy thủy điện đang hoạt động với công suất lắp đặt trên 1.000 MW, và 21 nhà máy đang được xây dựng. Trong số đó, Trung Quốc có 55 nhà máy thủy điện với công suất lắp đặt trên 1.000 MW đang hoạt động và 5 nhà máy đang được xây dựng, đứng đầu thế giới.
Thời gian đăng bài: 14/09/2022
