Vodna energija

Na Zemlji je približno 1.4 billion km3 ovode. To je ogromna količina, ki predstavlja potencialni vir energije. Voda se imenuje »beli premog«, ker njena energija daje električno energijo in ne onesnažuje naravnega okolja.

Voda se konstantno premika v globalnem hidrološkem ciklu. V tem ciklu voda izhlapeva, tvori oblake in padavine. Vodo bodisi absorbirajo tla ali se prenese s površinskim odtekanjem. Voda od dežja in taljenja snega doseže reke, jezera, rezervarje, in končno morja ter oceane. Voda izhlapi nazaj v ozračje in cikel se ponavlja. Energija tega vodnega cikla se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije. Sila premikanja vode je lahko izjemno močna, medtem ko gravitacija poganja vodo in jo premika iz višin v nižine.

Vodna energija je energija, ki nastane pri premikanju vode. Vodna energija se proizvaja s pretvorbo kinetične energije gibanja vode v mehansko energijo v turbini. Turbine in generatorji pretvarjajo energijo v električno energijo. Električna energija se nato pošlje v električno omrežje in nato jo uporabljajo porabniki energije.

wodna si
Obrati hidroelektrarn se lahko nahajajo na rekah, kanalih ali potokih. Mnogo obratov hidroelektrarn uporablja naravni padec reke, kot so slapovi ali brzice. Vendar je pogosto za bolj zanesljive oskrbe z vodo, potrebno zgraditi jezove. Jezovi so zgrajeni po vsej reki, za dvig nivoja vode in zagotavljanje padca, ki je potreben za pridobitev gonilne sile. Ustvarjajo tudi rezervarje, kjer se akumulira voda, ki se sprosti kasneje. Proizvodnja električne energije jeza se primarno kontrolira s spreminjanjem pozicije vodnih kontrolnih vrat. Bolj kot so vrata odprta, več vode lahko vstopi v turbino za proizvodnjo energije.

 Kako turbina deluje?

Na splošno je turbina vrsta vodnega kolesa, ki je povezano z generatorjem. Voda teče skozi lopate turbine, ki so nameščene na gredo. Voda udari in obrne lopate turbine. Potiska lopate in te se vrtijo ter pretvarjajo kinetično energijo vode v mehansko energijo. Gred se vrti skupaj z lopatami in spreminja rotor v električni generator. Znotraj generatorja so veliki elektromagneti, pritrjeni na rotor, ki se nahaja v tuljavi bakrenih žic, imenovanih stator. Medtem ko generator rotorja vrti magnete, pride do pretoka elektronov v kolutah statorja. Proizvaja se izmenični tok. Električni tok se nato spusti skozi transformatorski sistem in pošlje po prenosnih linijah.

Obstaja več vrst turbin. Najbolj pogost tip turbine je Francis turbina.

Zakaj uporabljati vodo kot vir energije?

Vodna energija je stalni in zanesljiv vir energije z relativno nizkimi obratovalnimi stroški. Je neodvisna od cene urana, nafte ali drugega tipa goriva. No odvisna od nobenega uvoženega vira iz tujine.

Objekti hidroelektrarne imajo dolgo življenjsko dobo, mnogo daljšo kot drugi viri energije in lahko delujejo mnogo let. Kot primer, pričakovana življenjska doba jedrskih elektrarn je okrog 40 let. Trenutno je več hidroelektrarn na svetu, ki delujejo že več kot stoletje.

Zajezene hidroelektrarne ustvarjajo rezervarje, ki nudijo raznolike priložnosti za rekreacijo. Uporabljajo se lahko za vodne športe in prosti čas. Poleg tega se lahko taki tip vodne energije uporablja za namakanje. Mnogi jezovi se uporablajajo za nadzor poplav in urejajo oskrbo z vodo.

Hidroelektrarna ne onesnažuje zraka in ne ustvarja toplogrednih plinov. Je čista metoda za proizvodnjo energije.

Katere so potencialne ovire?

Na vodno energijo lahko vpliva suša. Ko je nivo vode prenizek, hidroelektrarne ne morejo ustrezno delovati in tako proizvedejo manj energije.

Kljub temu, da ima zajezena hidroelektrarna številne prednosti, lahko ima tudi negativen vpliv na naravno okolje. Včasih je potrebno preplaviti velike površine, to pa je povezano z morebitnimi selitvami in spremembami v naravnem okolju. Poleg tega lahko povzroči geološke spremembe.

Obrati hidroelektrarn lahko imajo negativen vpliv na biološko strukturo rek.