15.000 de semne

Facultatea de învățământ profesional suplimentar

Pomparea hidroelectrică de stocare produce energie electrică pentru a furniza o cerere ridicată. În momente de cerere redusă de energie electrică, capacitatea de generare excesivă este utilizată pentru pomparea apei în rezervorul superior. Atunci când există o cerere mai mare, apa este eliberată înapoi în rezervorul inferior printr-o turbină. Schemele de depozitare cu pompare sunt în prezent singurele mijloace importante de depozitare la scară largă a rețelei. Instalațiile hidroelectrice fără capacitate de rezervor se numesc plante fluviale. O centrală electrică de maree face uz de creșterea și căderea zilnică a apei din cauza mareelor; astfel de surse sunt extrem de previzibile, iar dacă condițiile permit construirea rezervoarelor, pot fi de asemenea expediate.







Tipurile mai puțin obișnuite de sisteme hidraulice sunt energia cinetică a apei sau surse nedeteriorate, cum ar fi roțile de apă subterane.

O formulă simplă de aproximare de producere a energiei electrice la o centrală hidroelectrică este: P = hrgk, unde P este Putere în kilowați, h este înălțimea în metri, r este rata de curgere în metri cubi pe secundă, g este accelerația gravitațională de 9,8 m / s2 și k este un coeficient de eficiență cuprins între 0 și 1. Eficiența este adesea mai mare și mai modernă.

Producția anuală de energie electrică depinde de alimentarea cu apă disponibilă. În unele instalații debitul de apă poate varia cu un factor de 10: 1 pe parcursul unui an.

Instalații hidroelectrice industriale

Deși multe proiecte hidroelectrice furnizează rețele electrice publice, unele sunt create pentru a servi întreprinderilor industriale specifice. Proiectele hidroelectrice dedicate sunt adesea construite pentru a asigura cantitățile substanțiale de energie electrică necesare pentru instalațiile electrolitice din aluminiu. În Highlands Scoția există exemple la Kinlochleven și Lochaber, construite în primii ani ai secolului XX. Grand Coulee Dam, mult timp este vorba despre lumea cea mai mare, a trecut pentru a sprijini Alcoa din aluminiu în Bellingham, Washington, pentru avioanele din America Al doilea război mondial înainte de a fi fost lăsat să se asigure irigarea și puterea cetățenilor (în plus față de putere din aluminiu) după război. În Surinam, rezervorul din Brokopondo a fost construit pentru a furniza energie electrică pentru industria de aluminiu Alcoa. Centrala din Manapouri din Noua Zeelandă a fost construită pentru a furniza energie electrică la topitoria de aluminiu de la Tiwai Point.

Instalații hidroelectrice de mici dimensiuni

Sistemele mici de hidroenergie sunt deosebit de populare în China, care deține peste 50% din capacitatea hidrotermică mică din lume.

Micile unități hidraulice în domeniul 1 MW până la aproximativ 30 MW sunt adesea disponibile de la mai mulți producători care utilizează pachete standardizate de tip "apă până la sârmă"; un singur antreprenor poate furniza toate echipamentele mecanice și electrice majore (turbină, generator, comenzi, comutatoare), selectând din mai multe modele standard pentru a se potrivi condițiilor amplasamentului. Proiectele microhidro, o varietate de echipamente; în dimensiunile mai mici pompele centrifuge industriale pot fi utilizate ca turbine, cu costuri relativ scăzute de cumpărare comparativ cu turbinele construite.

Avantajul major al hidroenergiei este eliminarea costului combustibilului. Costul exploatării unei centrale hidroelectrice este pe cale să crească costul combustibililor fosili, cum ar fi petrolul, gazele naturale sau cărbunele, și nu sunt necesare importuri.

Plantele hidroelectrice au fost construite cu 50 până la 100 de ani în urmă. Costul operațional al forței de muncă este, de asemenea, de obicei scăzut, deoarece instalațiile sunt automatizate și au un număr redus de personal în timpul funcționării normale.

Recipientele create de sistemele hidroelectrice oferă deseori facilități pentru sporturile nautice și devin atracții turistice în sine. Baraje multifuncționale instalate pentru agricultura de sprijin pentru irigații cu o alimentare relativ constantă cu apă. Mijloacele hidroelectrice mari pot controla inundațiile, care altfel ar afecta oamenii.

Proiectele hidroelectrice pot fi perturbatoare atât pentru ecosistemele acvatice, cât și în amonte și în aval de amplasamentul instalației. De exemplu, studiile au arătat că digurile de-a lungul Atlanticului

^ Afectat de lipsa fluxului

Schimbările în cantitatea de râu vor fi corelate cu cantitatea de energie produsă de un baraj. Din cauza încălzirii globale, volumul ghețarilor a scăzut, cum ar fi ghețarii de Nord Cascades, care și-au pierdut o treime din volumul lor din anul 1950, având ca rezultat fluxuri de flux care au scazut cu pana la 34%. Rezultatul diminuării fluxului de râu.

Comparație cu alte metode de generare a energiei

Hydroelectricity elimină emisiile de gaze de ardere provenite de la arderea combustibililor fosili, inclusiv poluanți, cum ar fi dioxidul de sulf, oxid de azot, monoxid de carbon, praf și mercur în cărbune. Hidroelectricitatea evită, de asemenea, pericolele legate de extracția cărbunelui. În comparație cu energia nucleară, hidroelectricitatea nu generează deșeuri nucleare, nu are niciun pericol asociat exploatării uraniului și nici scurgeri nucleare. Spre deosebire de uraniu, hidroelectricitatea este, de asemenea, o sursă de energie regenerabilă.

Comparativ cu parcurile eoliene, centralele hidroelectrice au un factor de încărcare mai previzibil. Dacă proiectul are un rezervor de stocare, acesta poate fi expediat pentru a genera energie atunci când este necesar. Plantele hidroelectrice pot fi ușor reglate pentru a urmări variațiile cererii de energie.

Cea mai mare parte a energiei hidroelectrice este generată de energia potențială a apei împiedicate, care conduce turbina cu apă și generator. În acest caz, energia extrasă din apă depinde de volumul și diferența de înălțime dintre sursă și scurgere. Această diferență de înălțime se numește cap. Suma energiei potențiale a apei este proporțională cu capul. Pentru a obține un cap foarte mare, apa pentru turbina hidraulică poate fi rulată printr-o conductă mare numită un șlep.

Centrele electrice de stocare cu pompare generează electricitate în timpul încărcărilor de vârf, deplasând apă între rezervoarele cu înălțimi diferite. În timpul consumului redus de energie, excesul de energie este utilizat pentru a pompa apa într-un rezervor superior. Când există un consum maxim, apa coboară din nou în rezervorul inferior prin turbină. Schemele de stocare cu pompare furnizează în prezent numai rețele comerciale importante de mari dimensiuni, menținând în același timp sarcina zilnică a sistemului de generare. Instalațiile hidroelectrice fără capacitatea de conservare a apei se numesc centrale hidroelectrice. Centrala electrică de maree utilizează creșterea zilnică și căderea apei din cauza mareelor; astfel de surse sunt foarte previzibile și, dacă condițiile permit proiectarea rezervoarelor, ele pot fi, de asemenea, folosite pentru a genera energie în timpul consumului maxim.







Tipurile mai puțin obișnuite de sisteme hidraulice utilizează energia cinetică a apei sau a surselor fără spațiu, cum ar fi o roată de frezat.

Există o formulă simplă pentru a determina cantitatea de energie electrică produsă la hidrocentrale: P = hrgk, unde P - puterea în kilowați, h - capul în metri, r - debitul de apă în metri cubi pe secundă, g - accelerația gravitațională de 9,8 m / s 2. și k este o eficiență variind de la 0 la 1. Eficiența este adesea mai mare cu turbine mai mari și mai moderne.

Producția anuală de energie electrică depinde de cantitatea de apă care intră. În unele sisteme, debitul de apă poate varia cu un factor de 10: 1 pe tot parcursul anului.

În timp ce multe centrale hidroelectrice furnizează rețele electrice publice, unele sunt create pentru a servi întreprinderilor industriale specifice. Centralele hidroelectrice specializate sunt adesea construite pentru a asigura alimentarea cu energie electrică fiabilă a centralelor electrolitice din aluminiu. În munții scoțieni există exemple în Kinlochleven și Lochaber, create la începutul secolului al XX-lea. Barajul Grand Coulee este cel mai lung din lume, în timpul celui de-al doilea război mondial a furnizat Alcoa

în Bellingham aluminiu, Washington, care a produs avioane americane, după război, cu ajutorul ei se realizează irigare și furnizarea de energie a cetățenilor (în plus față de sarcina din aluminiu). În Surinam, rezervorul Brokopondo a fost creat pentru a furniza electricitate Alcoa aluminiu. Uzina de producție din Noua Zeelandă Manapouri a fost creată pentru a furniza energie electrică cuptorului de topire a aluminiului de la Tiwai Point.

Deși hidrocentralele mari generează cea mai mare parte a energiei hidroelectrice mondiale, în unele situații sunt necesare centrale hidroelectrice mici. Aceste stații operează în America de Nord și produc până la 10 sau 30 de megawați. O mică hidrocentrală poate fi conectată la o rețea de distribuție sau poate furniza energie consumatorilor izolați. Stațiile hidroelectrice mici, de obicei, nu necesită studii economice, de inginerie și de mediu cu proiecte mari și pot fi adesea construite mai repede. O mică hidrocentrală poate fi utilizată împreună cu un proiect de control al inundațiilor, pentru irigații sau în alte scopuri care asigură venituri suplimentare la costul proiectului. În locurile în care au fost folosite anterior roți de apă pentru mori și alte scopuri, acestea pot fi adesea reconstruite pentru a produce energie electrică, excluzând astfel un nou impact negativ asupra mediului. HPP mici pot fi împărțite în continuare în mini-centrale electrice de încălzire, dispozitive cu dimensiuni de aproximativ 1 MW și micro-centrale termice. dispozitive de la 100 kW până la mai multe kW.

Instalațiile hidroelectrice mici sunt deosebit de populare în China, care deține mai mult de 50% din numărul total de centrale hidroelectrice mici din lume.

Instalațiile hidroelectrice mici, cuprinse între 1 MW și 30 MW, sunt adesea disponibile de la numeroși producători care folosesc echipamente standard; un antreprenor poate furniza toate echipamentele mecanice și electrice de bază (turbină, generator, elemente de comandă, echipamente de comutare) selectate din mai multe modele standard pentru site. Microscoapele HPP sunt utilizate pentru o gamă largă de echipamente; în fabricile mici, pompele centrifuge industriale pot fi utilizate ca turbine, cu un cost relativ scăzut în comparație cu turbinele special concepute.

Principalul avantaj al hidrocentralelor este lipsa costurilor cu combustibilul. Costul de funcționare a centralelor hidroelectrice nu este aproape afectat de creșterea costului combustibililor fosili, cum ar fi petrolul, gazele naturale sau cărbunele, și nu este nevoie de importuri.

Centralele hidroelectrice au, de asemenea, o durată mai lungă de viață decât generatoarele care ard combustibil, unele stații care sunt în funcțiune în prezent au fost construite cu 50 până la 100 de ani în urmă. Costul serviciilor este, de asemenea, de obicei scăzut, deoarece stațiile sunt automatizate și au un număr redus de personal de lucru în timpul funcționării normale.

În locurile în care barajul servește mai multor scopuri, o centrală hidroelectrică poate fi construită cu un cost relativ scăzut, cu condiția ca venitul să ramburseze costul lucrărilor de baraj. Sa estimat că vânzarea energiei electrice cu barajul Three Gorges va acoperi costurile de construcție după 5 până la 8 ani de funcționare.

Rezervoarele create de stațiile hidroelectrice oferă adesea condiții favorabile pentru sporturile nautice și atragerea turiștilor. Barajele multifuncționale sunt utilizate pentru irigații, ajutând agricultura cu o alimentare relativ constantă cu apă. Barajele mari de apă pot controla inundațiile care ar putea afecta persoanele care trăiesc în aval.

Deteriorarea mediului

Producția de energie hidroelectrică modifică mediul în aval. Apa care iese din turbină conține, de obicei, o cantitate foarte mică de precipitații, ca urmare, fundul și malurile râului pot fi spălate. Din moment ce poarta turbinei se deschide adesea neregulat, fluctuațiile zilnice în viteza debitului râului. De exemplu, în Grand Canyon, schimbarea zilnică a fluxului ciclic cauzată de Glen Canyon Dam estompează bancurile de nisip. Oxigenul dizolvat în apă poate afecta starea inițială. În funcție de locație, apa care iese din turbină este de obicei mai caldă decât înainte, poate afecta locuitorii faunei de apă și chiar le poate expune la pericol și, de asemenea, împiedică formarea naturală a gheții. Unele stații hidroelectrice utilizează canale pentru a ghida fluviul spre apă puțin adâncă, mărind astfel diferența. În unele cazuri, un râu întreg poate fi îndreptat spre un alt stan, lăsând în urmă un pat uscat. De exemplu râurile Tekapo și Pukaki.

Distrugerea digurilor mari, în timp ce rar, dar potențial periculoasă - distrugerea barajului Banqiao din sudul Chinei a dus la moartea a 171.000 de oameni și apariția a milioane de oameni fără adăpost. Barajele pot fi bombardate în timp de război, sabotaj sau un act terorist. Barajele mici și microhidrocentralele sunt mai puțin vulnerabile la astfel de pericole

Influența deficitului de curent

Schimbarea în magnitudinea debitului râului schimbă energia totală produsă de baraj. Datorită încălzirii globale, volumul de ghețari scade, cum ar fi ghețarii din nordul cascadelor, care au pierdut o treime din volumul lor din 1950, rezultând o scădere cu 34% a fluxului. Rezultatul acestei reduceri a fost un deficit de energie într-o regiune puternic dependentă de energia hidroelectrică.

Comparație cu alte metode de producere a energiei

Energia hidroelectrică exclude emisiile gazoase provenite de la arderea combustibililor combustibili, inclusiv substanțe precum dioxidul de sulf, oxidul de azot, monoxidul de carbon, praful și mercurul din cărbune. Energia hidroelectrică elimină riscurile asociate exploatării cărbunelui și efectele indirecte asupra sănătății emisiilor de cărbune. Comparativ cu energia nucleară, energia hidroelectrică nu este conștientă de deșeurile radioactive, nu este asociată cu exploatarea uraniului periculoasă și scurgerile nucleare. Spre deosebire de uraniu, hidroenergia este, de asemenea, o sursă regenerabilă de energie.

În comparație cu fermele de aer, HPP are o forță motrice mai previzibilă. Dacă este construit un rezervor, atunci este posibil să se producă energie când este necesar. Centralele hidraulice pot fi ușor reglementate, ca urmare a modificărilor în capacitatea necesară.

Spre deosebire de turbinele care ard combustibili fosili, construcția unei stații hidroelectrice necesită mult timp pentru a studia situl, cercetarea hidrologică și pentru a evalua impactul asupra mediului. Datele hidrologice pentru stațiile hidroelectrice mari determină locul și modul de funcționare de până la 50 de ani sau mai mult. Spre deosebire de stațiile de distribuție a combustibililor, cum ar fi cărbunele sau combustibilul nuclear, numărul locurilor unde pot fi construite HPP este limitat; în locurile unde costul cel mai eficient este deja utilizat. Site-urile noi pentru centralele termice sunt situate la distanță de așezări și necesită linii de alimentare extinse. Primirea energiei hidroelectrice depinde de cantitatea de precipitații din bazinul hidrografic și poate fi redusă în mod semnificativ în cursul anului datorită cantității reduse de precipitații sau zăpadă topită. Producția pe termen lung a energiei poate fi influențată de schimbările climatice. Profitul inițial din utilizarea energiei hidroelectrice poate fi utilizat pentru a construi o capacitate suplimentară, care să garanteze o cantitate suficientă de energie în anii cu niveluri scăzute de apă.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: