Vesivoima on ollut olemassa jo satoja vuosia, joskin eri muodoissaan. Vesipyöristä ja puisista akseleista nykyiseen hämmästyttävään tekniikkaan, jossa hyödynnetään vesivoimaa patoamalla, ohjaamalla ja pumppaamalla.

Tänään se on uusiutuvista energialähteistä maailmanlaajuisesti eniten käytetty.

Mitä on vesivoima?

Vesivoima, HEP, on uusiutuvan energian muoto – energiaa, joka on peräisin lähteestä, joka ei tyhjene, kun sitä käytetään, kuten tuuli, aurinko ja vesi.

Vesivoima kaappaa liikkeessä olevan veden, kuten vesiputouksen yli virtaavan veden, voiman ja muuttaa sen sähköksi.

Ei se ole uusi käsite; muinaiset kreikkalaiset ja kiinalaiset rakensivat satoja vuosia sitten valtavia vesipyöriä ja asensivat niitä nopeasti virtaaviin jokiin. He tajusivat, että käyttökelpoista energiaa syntyi, kun vesi syöksyi korkealta tasolta alas matalammalle.

Miten liikkuvasta vedestä saadaan energiaa talteen?

Vesivoima syntyy voimalaitoksessa. Yksi suurimmista esimerkeistä on Hooverin pato.

Sen sijaan, että luottaisi pelkkään liike-energiaan – energia, joka hiukkasella on liikkeensä vuoksi – laitos luottaa veden voimaan turbiinin käyttämiseksi. Turbiini pyörittää generaattoria, joka muuntaa valjastetun energian sähköksi.

Tuotettu sähkö antaa voimalaitokselle virtaa, ja ylijäämä siirretään muille alueille.

Miten pato toimii sähkön tuottamiseksi

Pato on ihmisen tekemä este, joka rajoittaa tai pysäyttää veden virtauksen vesialtaan luomiseksi.

Vesivoimaa käytetään yhdessä patojen kanssa sähköntuotantoon.

Aluksi suuri pato rakennetaan järven poikki hyvin korkealla sijaitsevaan järveen muodostamaan tekojärvi.

Generattori sijaitsee matalammalla, ja veden hallittu alaspäin suuntautuva virtaus antaa voimaa turbiinille ja sitä kautta generaattorille. Generaattori muuntaa kaiken energian sähköksi.

Kun tarvitaan enemmän sähköä, veden virtausta voidaan manuaalisesti lisätä kysynnän tyydyttämiseksi.

Vastaavasti, kun kysyntä vähenee, veden virtausta voidaan vähentää.

Tämä menetelmä on poikkeuksellisen tehokas ja estää sähkön ylituotannon.

Ideaalisessa ilmapiirissä sadetta riittää aina täydentämään vesivarastoa altaassa. Kun kesä on ollut erityisen kuiva, on aina pankissa ylimääräistä sähköä, jolla voidaan pyörittää pumppua ja kuljettaa vettä takaisin ylämäkeen.

Vesivoima

Vedestä tuotettu sähkö on maailman laajimmin käytetty uusiutuva energialähde.

Maailman asennettu vesivoimakapasiteetti on yli 1295 GW.

Tämä on yli 18 % maailman koko asennetusta sähköntuotantokapasiteetista ja yli 54 % maailmanlaajuisesta uusiutuvasta sähköntuotantokapasiteetista.

Vesivoiman käyttö USA:ssa ei noudata näitä suuntauksia.

Yhdysvalloissa on yli 2 000 voimalaitosta, jotka vastaavat 6,4 prosentista sen koko sähköntuotantokapasiteetista.

Mutta vuonna 2019 tuulivoima ylitti vesivoiman tuotantokapasiteetissa ensimmäistä kertaa yli vuosikymmeneen.

Vesivoiman osuus on edelleen 25 % kaikesta Amerikassa käytetystä uusiutuvasta energiasta.

Vesivoiman hyvät puolet

Vesivoiman käyttämisellä sähköntuotantoon on monia etuja:

Se on uusiutuvaa energiaa

Vettä on ehtymätön määrä. Fossiiliset polttoaineet, kuten hiili, öljy ja maakaasu, jopa uraani, loppuvat aikanaan.

Vettä täydennetään jatkuvasti sateilla.

Se on puhdasta

Se ei pala kuten fossiiliset polttoaineet, joten se ei aiheuta päästöjä. Vesivoima ei vapauta lainkaan epäpuhtauksia, kuten nokea tai rikkidioksidia.

Vesivoima ei tuota kasvihuonekaasua, hiilidioksidia. Voimantuotannosta peräisin olevaa hiilidioksidia pidetään merkittävänä ilmastonmuutoksen aiheuttajana.

Se on turvallisempaa

Ydinvoima on ilmeisen vaarallista, ja sen sivutuotteet aiheuttavat suuria loppusijoitusongelmia. Vesivoima ei aiheuta tällaisia ongelmia.

Se on halpaa

Toimintakulut ovat mitättömät, vettä on jatkuvasti ilmaiseksi saatavilla, verrattuna polttoaineisiin, jotka on louhittava maasta.

Se on syklistä

Auringon lämpö, haihduttaa sateena pudonneen veden maasta. Vesihöyry tiivistyy ilmakehässä, kunnes vesipisarat ovat tarpeeksi painavia putoamaan.

Kierto on jatkuva, mikä varmistaa, että vesivarastojen tasot täyttyvät luonnollisesti.

Se on joustava

Sähkön tuoton sääteleminen on yksinkertaista säätelemällä veden virtausta.

Kun virrankulutus on vähäistä, virtausta vähennetään. Tämä säästää vesivarastojen tasoja suuren kulutuksen huippukautta tai kuivuutta varten.

Se on luotettava

Vesivoima tarjoaa tasaisen energialähteen, jossa on vain vähän vaihteluita.

Vesivoiman haitat

Vesivoiman käyttämisessä sähköntuotantoon on myös monia haittoja:

Seellä on ympäristöhaittoja

Vesivoima saattaa vaikuttaa ympäristöystävälliseltä energialta. Tämä ei välttämättä pidä paikkaansa, sillä merkittävä sähköntuotanto edellyttää suurten patojen ja voimalaitosten rakentamista jokiin ja järviin. Tämä johtaa usein tulvimiseen viereisellä maalla.

Veden alle jääneestä omaisuudesta ja maasta koituu maanomistajille suuria kustannuksia sekä henkisesti että taloudellisesti.

Haitat luonnonvaraisille eläimille

Kun veden luonnollinen virtaus katkeaa, vaikutus ekosysteemeihin, luonnonvaraisiin eläimiin ja elinympäristöihin voi olla valtava.

Veden liikkumisen hidastuminen nostaa luonnostaan lämpötilaa. Valitettavasti tämä on haitallista kaloille, mikä johtaa monien kuolemaan.

Padot estävät myös joidenkin kalojen vaellustottumuksia.

Luonnon häiriintyminen

Sopivimmat paikat patojen ja voimalaitosten rakentamiselle ovat poikkeuksellisen kauniilla alueilla. Rakennustöitä tehdään valtavia määriä, ei pelkästään padon pystyttämisessä, vaan myös sähköaseman ja pylväiden asentamisessa sähkönsiirtoa varten.

Myös tarvitaan vilkkaasti liikennöity tieverkosto.

Kaikki nämä rakennustyöt johtavat usein ympäröivän maan ja kiinteistöjen arvon menetykseen.

Ei ehkä olekaan niin päästötöntä kuin on joskus luultu

Kasvillisuuden hajotessa se vapauttaa hiilidioksidia. Tulvat ja veden samentuminen lisäävät nopeasti mätänemisnopeutta, jolloin haitallinen kaasu pääsee mahdollisesti ilmakehään HEP-paikkojen läheisyydessä/läheisyydessä.

Kallis rakentaminen

Minkä tahansa voimalaitoksen rakentaminen on kallista, myös vesivoimalaitoksen.

Tätäkin kompensoivat jonkin verran polttoainekustannusten nollaus, vähemmän työntekijöitä ja alhaiset ylläpitokustannukset.

Muutokset

Vesivoiman tuotanto ja energian hinta ovat suoraan sidoksissa veden saatavuuteen. Pitkittyneillä kuivuuskausilla voi olla mahdollisesti katastrofaalisia vaikutuksia tuotantokapasiteettiin.

Loppuajatuksia

Kaikilla energialähteillä, uusiutuvilla ja uusiutumattomilla, on hyvät ja huonot puolensa, vesivoiman hyvät ja huonot puolet eivät ole poikkeus.

Vaikka ehdotettuja sijoituspaikkoja on vaikea löytää käytettävissä olevien altaiden puutteen ja kohtuuttomien alkukustannusten vuoksi, vesivoima kasvattaa silti suosiotaan vuosi vuodelta.

Tämä johtuu todennäköisesti siitä, että se sopii hyvin yhteen muiden uusiutuvien energialähteiden kanssa, on puhdasta ja kykenee vastaamaan huippukysyntään.