Hydroelectric power has been around for hundreds of years, albeit in different guises. Od kół wodnych i drewnianych wałów do niesamowitej technologii, którą mamy dzisiaj, wykorzystującej akumulację, przekierowanie i elektrownie wodne szczytowo-pompowe.

Co to jest energia wodna?

Energia wodna, HEP, jest formą energii odnawialnej – energii ze źródła, które nie jest wyczerpane, gdy jest używane, takie jak wiatr, słońce i woda.

Hydroelektryczność wychwytuje moc wody w ruchu, takiej jak ta płynąca nad wodospadem, i przekształca ją w energię elektryczną.

Nie jest to nowa koncepcja; starożytni Grecy i Chińczycy zbudowali ogromne koła wodne setki lat temu i zainstalowali je w szybko płynących rzekach. Zdali sobie sprawę, że energia użytkowa jest wytwarzana, gdy woda spływa z wysokiego poziomu na niższy.

Jak zbiera się energię z poruszającej się wody?

Energia hydroelektryczna jest tworzona w elektrowni. Jednym z największych przykładów jest Zapora Hoovera.

Zamiast polegać na samej energii kinetycznej – energii, którą cząsteczka posiada z powodu swojego ruchu – elektrownia polega na sile wody napędzającej turbinę. Turbina zasila generator, który następnie przekształca pozyskaną energię w energię elektryczną.

Wytworzona energia elektryczna zasila elektrownię, a jej nadmiar jest transportowany do innych obszarów.

Jak zapora działa w celu wytworzenia energii elektrycznej

Zapora wodna to stworzona przez człowieka bariera, która ogranicza lub zatrzymuje przepływ wody w celu utworzenia zbiornika.

Hydropower jest używany w połączeniu z zapór do generowania energii elektrycznej.

Początkowo, duża zapora jest zbudowany w poprzek jeziora na bardzo wysokim wzniesieniu, aby utworzyć reservoir.

Generator znajduje się na niższym wzniesieniu, a kontrolowany przepływ wody w dół zasila turbinę, a z kolei, generator. Generator przetwarza całą energię na energię elektryczną.

Gdy potrzeba więcej energii elektrycznej, przepływ wody można ręcznie zwiększyć, aby zaspokoić zapotrzebowanie.

Podobnie, gdy zapotrzebowanie maleje, przepływ wody można zmniejszyć.

Ta metoda jest wyjątkowo wydajna i zapobiega nadprodukcji energii.

W idealnym klimacie zawsze jest wystarczająco dużo opadów, aby uzupełnić zapas wody w zbiorniku. Gdy lato było szczególnie suche, zawsze istnieje bank nadmiaru energii elektrycznej, aby zasilić pompę i przenieść wodę z powrotem pod górę.

Hydroelektryczność

Elektryczność wytwarzana z wody jest najszerzej stosowanym źródłem energii odnawialnej na świecie.

Światowa moc zainstalowana w hydroenergetyce przekracza 1 295 GW.

Jest to ponad 18% całkowitej mocy zainstalowanej na świecie i ponad 54% globalnej mocy wytwarzania energii odnawialnej.

Zastosowanie hydroenergetyki w USA nie podąża za tymi trendami.

Jest tam ponad 2000 elektrowni, które stanowią 6,4% jego całkowitej produkcji elektrycznej.

Jednakże w 2019 roku, po raz pierwszy od ponad dekady, energia wiatrowa prześcignęła hydroenergię w mocy wyjściowej.

Energetyka wodna nadal stanowi 25% całej energii odnawialnej wykorzystywanej w Ameryce.

Wady energii wodnej

Używanie energii wodnej do generowania energii elektrycznej ma wiele zalet:

Jest to energia odnawialna

Woda jest niewyczerpana. Paliwa kopalne, takie jak węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny, a nawet uran, w końcu się wyczerpią.

Woda jest stale uzupełniana przez opady deszczu.

Jest czysta

Nie spala się jak paliwa kopalne i dlatego nie powoduje żadnych emisji. Energia wodna nie uwalnia żadnych zanieczyszczeń, takich jak sadza czy dwutlenek siarki.

Energia wodna nie wytwarza dwutlenku węgla, gazu cieplarnianego. CO2 z produkcji energii jest uważany za główny czynnik zmian klimatycznych.

Jest bezpieczniejsza

Energetyka jądrowa jest oczywiście niebezpieczna, a jej produkty uboczne powodują poważne problemy z utylizacją. Energia wodna nie stwarza takich problemów.

Jest Tania

Koszty eksploatacyjne są znikome, woda jest w ciągłej darmowej dostawie, w porównaniu z paliwami, które muszą być wydobywane z ziemi.

Jest Cykliczna

Ciepło słoneczne odparowuje wodę z ziemi, która spadła jako deszcz. Para wodna skrapla się w atmosferze do momentu, gdy kropelki wody są wystarczająco ciężkie, aby spaść.

Cykl ten jest stały, zapewniając naturalne uzupełnianie poziomu rezerwuaru.

Jest elastyczny

Kontrola produkcji energii elektrycznej jest prosta poprzez regulację przepływu wody.

Gdy zużycie energii jest niskie, przepływ jest zmniejszany. Pozwala to zachować poziom rezerwuaru na szczytowy okres wysokiego zużycia lub suszy.

Jest niezawodna

Hydroelektryczność dostarcza stałego źródła energii z niewielkimi wahaniami.

Konsekwencje energii wodnej

Używanie energii wodnej do generowania energii elektrycznej ma również wiele wad:

Ma konsekwencje środowiskowe

Energia wodna może wydawać się energią przyjazną dla środowiska. Niekoniecznie jest to prawda, ponieważ znaczna produkcja energii elektrycznej wymaga zbudowania zapory na dużą skalę i elektrowni na rzekach i jeziorach. Często prowadzi to do zalania przyległych terenów.

Własności i tereny, które są zalane wodą, wiążą się z wysokimi kosztami dla ich właścicieli, zarówno emocjonalnymi, jak i finansowymi.

Przeszkoda dla dzikiej przyrody

Gdy naturalny przepływ wody zostaje przerwany, wpływ na ekosystemy, dziką przyrodę i siedliska może być ogromny.

Spowolnienie ruchu wody naturalnie podnosi jej temperaturę. Niestety, jest to szkodliwe dla ryb, powodując śmierć wielu z nich.

Tamy utrudniają również migrację niektórych ryb.

Zakłócenia w przyrodzie

Najbardziej odpowiednie miejsca do budowy tam i elektrowni znajdują się na obszarach o wyjątkowym pięknie. Podejmowane są ogromne ilości prac budowlanych, nie tylko przy wznoszeniu tamy, ale także przy instalacji podstacji i pylonów do przesyłu energii elektrycznej.

Musi także istnieć ruchliwa sieć dróg.

Wszystkie te prace budowlane często powodują utratę wartości okolicznych gruntów i nieruchomości.

To może nie być tak bezemisyjne, jak kiedyś sądzono

Jak roślinność się rozkłada, uwalnia dwutlenek węgla. Powodzie i zalewanie wodą gwałtownie zwiększają tempo gnicia roślinności, co może prowadzić do przedostawania się szkodliwego gazu do atmosfery w pobliżu/do miejsc, w których znajdują się elektrownie szczytowo-pompowe.

Kosztowna budowa

Budowa każdego rodzaju elektrowni jest kosztowna, w tym elektrowni wodnej.

Jest to w pewnym stopniu równoważone przez zerowe wydatki na paliwo, mniejszą liczbę pracowników i niskie koszty utrzymania.

Susze

Produkcja hydroenergii i ceny energii są bezpośrednio związane z dostępnością wody. Przedłużające się susze mogą mieć potencjalnie katastrofalne skutki dla zdolności produkcyjnej.

Mysły końcowe

Każda energia, odnawialna i nieodnawialna, ma swoje pozytywne i negatywne strony, zalety i wady energii wodnej nie są wyjątkiem.

Although proposed sites are hard to come by due to lack of available reservoirs, and the exorbitant initial costs, water power is still growing in popularity year upon year.

This is likely due to the fact that it pairs well with other renewable energies, it is clean, and is capable of meeting peak demand.

.