Energetyka wodna

Na świecie jest około 1,4 mld km3 wody. Ta ogromna ilość jest potencjalnym źródłem energii. Woda nazywana jest „białym węglem”, gdyż dostarcza energię elektryczną nie zanieczyszczając środowiska naturalnego.

Woda stale krąży w globalnym cyklu hydrologicznym. Paruje tworząc chmury, z których potem powstają opady. Następnie wsiąka w glebę lub tworzy powierzchniowe cieki. Woda deszczowa, a także ta pochodząca z roztopów, wpływa do rzek, jezior, zbiorników, a w końcu do mórz i oceanów. Ponownie paruje, a cykl rozpoczyna się od początku. W cyklu tym woda może być wykorzystywana do wytwarzania energii. Siła przepływającej wody może być ogromna, gdyż grawitacja powoduje jej ruch.

Hydroenergetyka to produkcja energii przy wykorzystaniu wody będącej w ruchu. Energia ta produkowana jest poprzez konwersję energii kinetycznej przepływającej wody w energię mechaniczną przy użyciu turbiny. Turbiny i generatory przetwarzają tę energię w energię elektryczną, która jest następnie przesyłana poprzez sieć elektroenergetyczną do użytkowników końcowych.

wodna pl
Instalacje hydroenergetyczne mogą być zlokalizowane na rzekach, kanałach czy strumieniach. Wiele z nich wykorzystuje naturalny spadek wody, np. wodospady, a także bystry nurt rzeki. Niemniej jednak dla zapewnienia odpowiedniej ilości wody bardzo często budowane są zapory. Konstruowane są one w poprzek rzek w celu podniesienia poziomu wody i zapewnienia spadku niezbędnego do uzyskania odpowiedniej siły płynącej wody. Dzięki zaporom tworzą się również zbiorniki, w których woda jest akumulowana, a później z nich wypuszczana. Zapory umożliwiają także kontrolę nad ilością produkowanej energii poprzez regulację wielkości przepływu. Im większy jest przepływ tym więcej wody przepływa przez turbinę i generowane jest więcej energii.

 Jak działa turbina?

Generalnie turbina jest pewnym rodzajem młyna wodnego połączonego z generatorem. Woda przepływa przez łopaty turbiny umiejscowione na wale. Uderza w łopaty obracając je, przez co energia kinetyczna wody przetwarzana jest w energię mechaniczną. Wał obraca się poruszając przy tym wirnik w generatorze. Wewnątrz generatora jest wielki elektromagnes połączony z wirnikiem, który znajduje się w miedzianym zwoju nazywanym twornikiem. Gdy wał generatora obraca magnesy, następuje ruch elektronów w zwojeniu twornika. Wytwarzany jest prąd przemienny. Następnie prąd przechodzi przez system transformatorów i przesyłany jest dalej za pomocą sieci przesyłowych.

Istnieje wiele rodzajów turbin. Najczęściej stosowaną jest turbina Francisa.

Dlaczego należy wykorzystywać wodę jako źródło energii?

Energetyka wodna jest stałym i wiarygodnym źródłem energii o stosunkowo niskich kosztach eksploatacyjnych. Niezależna jest od cen uranu, ropy czy innych rodzajów paliw. Nie jest też uzależniona od importu.

Instalacje hydroenergetyczne mają długą żywotność, dużo większą niż te wykorzystujące inne źródła energii. Po wybudowaniu funkcjonują wiele lat. Na przykład przewidywany okres eksploatacji elektrowni jądrowej wynosi około 40 lat. W chwili obecnej na całym świecie działają elektrownie wodne, które czynne są od przeszło wieku.

Zbiorniki retencyjne tworzą rezerwuary wód, które mogą stać się atrakcyjnym miejscem rekreacyjnym. Można tam uprawiać sporty wodne i spędzać czas wolny. Ponadto można je wykorzystywać do celów irygacyjnych. Zbiorniki wykorzystywane są także do kontrolowania zagrożeń powodziowych i regulacji dostaw wody.

Hydroenergetyka nie zanieczyszcza środowiska i nie przyczynia się do produkcji gazów cieplarnianych. Jest to czysta metoda wytwarzania energii.

Jakie są potencjalne przeszkody?

Wpływ na energetykę wodną może mieć susza. Gdy pozom wody jest zbyt niski, instalacje hydroenergetyczne nie mogą w pełni działać i generują mniej energii.

Pomimo, że hydroenergetyka, w której wykorzystywane są zbiorniki retencyjne, ma dużo zalet, może ona mieć również negatywny wpływ na środowisko naturalne. Czasami konieczne jest zalanie dużych obszarów, a to wiąże się ewentualnymi przesiedleniami miejscowej ludności i zmianami w środowisku naturalnym. Ponadto możliwe są zmiany lokalnych warunków geologicznych.

Instalacje hydroenergetyczne mogą mieć również negatywny wpływ na strukturę biologiczną rzek.

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem