Hidroelektrane su objekti koji koriste prednost protoka vode za proizvodnju električne energije. Ova postrojenja su ograničena posebnostima i karakteristikama svojih regiona, jer topografija zemljišta uslovljava i građevinske radove i izbor mehanizacije. Postoje različiti vrste hidroelektrana zavisno od lokacije, kapaciteta i načina proizvodnje energije. U ovom članku ćemo detaljno istražiti vrste hidroelektrana, kako rade i koje su njihove prednosti.
Šta je hidroelektrana?
Hidroelektrana je objekat dizajniran za proizvodnju električne energije iz vode uskladištene u rezervoaru. Proces proizvodnje počinje kada voda, oslobođena sa znatne visine, prođe kroz turbinu koja pretvara potencijalnu energiju vode u mehaničku energiju. Ova mehanička energija se kasnije pretvara u električnu pomoću alternatora.
Svrha sabirnog sistema je stvaranje nagiba koji omogućava da se iskoristi akumulirana potencijalna energija vode. Kada voda prođe kroz turbinu, stvara se rotacijski pokret koji uključuje alternator, čime se proizvodi električna energija.
Hidroelektrane se sastoje od nekoliko bitnih komponenti:
- Majka: Njegova funkcija je zadržavanje vode u rezervoaru. Uključuje preljev za ispuštanje viška vode bez oštećenja.
- turbina: Oni pretvaraju energiju vode u kinetičku energiju.
- Alternator: Pretvara kinetičku energiju u električnu.
- Cjevovodi: Oni usmjeravaju tok vode prema biljci.
- ventili: Oni kontroliraju prolaz vode kako bi izbjegli prelijevanje.
Nadalje, u velikim elektranama postoje mehanizmi poznati kao razarači energije, koji su odgovorni za raspršivanje viška sile vode kako bi se spriječilo oštećenje konstrukcije i okolnog terena.
Vrste hidroelektrana
Hidroelektrane se mogu klasificirati prema snazi i lokaciji objekata. U zavisnosti od količine energije koju mogu proizvesti i kapaciteta skladištenja, možemo govoriti o sljedećim vrstama biljaka:
- Hidroelektrane velike snage: Sa kapacitetom većim od 10 MW.
- Mini hidroelektrane: Oni proizvode između 1 MW i 10 MW.
- Mikro hidroelektrane: Elektrane snage manje od 1 MW, koje se koriste u malim sredinama ili za vlastitu potrošnju.
Postoje i druge klasifikacije hidroelektrana, uglavnom na osnovu njihove lokacije i načina na koji upravljaju protokom vode. To uključuje:
- Kontinuirani tok: Ove biljke nemaju kapacitet za skladištenje vode. Oni teku direktno iz toka rijeke, što znači da su manje efikasni tokom suše.
- Rezervoar ili skladište: Koriste brane za skladištenje velikih količina vode, omogućavajući kontrolu protoka vode i reguliranje proizvodnje električne energije.
- U podnožju brane: Izgrađene su direktno na rijeci ili jezeru, gdje brana djeluje kao prirodni rezervoar.
- Pumpna ili reverzibilna postrojenja: Ove biljke skladište vodu u rezervoarima koji se nalaze na različitim nivoima. U trenucima male potražnje, voda se pumpa u gornji rezervoar, a tokom vršne potražnje, ispušta se kako bi se proizvela dodatna energija.
Rad različitih tipova hidroelektrana
Rad hidroelektrane varira ovisno o vrsti, iako sve slijede princip iskorištavanja energije sadržane u vodi za proizvodnju električne energije.
- Kontinuirani tok: U ovom tipu postrojenja dio riječne vode se preusmjerava kroz dovod u kanal ili cijev koja je usmjerava do turbina. Kada se proizvede električna energija, voda se vraća u korito rijeke.
- Centralno u podnožju brane: Ovaj tip koristi prednosti rezervoara u rijeci ili jezeru. Voda se reguliše kroz kapije za okretanje turbina i proizvodnju električne energije.
Pumpane hidroelektrane
Crpne elektrane su posebna vrsta hidroelektrana. Oni rade kao ogromna baterija, pohranjujući energiju pumpanjem vode iz donjeg rezervoara u gornji tokom nevršnih sati, a zatim puštajući tu vodu da bi proizvela električnu energiju tokom najveće potražnje.
Ovaj sistem poboljšava proizvodnju električne energije i čini korištenje drugih izvora energije fleksibilnijim. Dodatno, ciklusi pumpanja i otpuštanja su kritična pomoć u balansiranju električne energetske mreže.
Prednosti hidroelektrane
Hidroelektrična energija je obnovljiv, čist i efikasan izvor energije, sa nekoliko prednosti na energetskom, ekološkom i ekonomskom nivou:
- Obnovljivi i nezagađivači: Budući da koristi vodu, prirodni i obnovljiv izvor, ne emituje stakleničke plinove niti druge zagađivače.
- Niski operativni troškovi: Iako je početna investicija visoka, troškovi rada i održavanja su niski, budući da turbine i oprema imaju dug vijek trajanja i zahtijevaju malo nadzora.
- Kontrola vodnih resursa: Brane mogu regulisati tok rijeka, doprinoseći zaštiti od poplava, snabdijevanju pitkom vodom i poljoprivrednom navodnjavanju.
- Visoka energetska efikasnost: U poređenju sa drugim tehnologijama, konverzija vodene energije je veoma efikasna, omogućavajući generisanje velikih količina električne energije sa malo resursa.
Osim ovih prednosti, hidroelektrane pružaju i druge pogodnosti na lokalnom nivou, kao što je stvaranje puteva i rekreacijskih područja koja promoviraju turizam, au nekim slučajevima i poboljšanje riječne plovidbe.
Ukratko, hidroelektrane su vrlo konkurentna opcija u sektoru obnovljivih izvora energije zbog svoje sposobnosti da generišu energiju po niskoj cijeni, fleksibilnosti da zadovolje potražnju i relativno malog utjecaja na okoliš ako se njima pravilno upravlja.