Wprowadzenie
Ludzie od tysięcy lat wykorzystują energię wody. Energia potencjalna wody była używana do napędzania młynów, pomp i wielu innych zastosowań. Jednak przekształcanie energii potencjalnej wody w energię elektryczną to stosunkowo nowa koncepcja.
Aby wytworzyć elektryczność za pomocą zapory wodnej, potrzebujesz dwóch rzeczy:
- Obfitości wody.
- Różnicy wysokości między stroną wlotową a wylotową zapory; ta różnica wysokości nazywana jest 'spadem'.
Woda górna znajduje się przed zaporą, a woda dolna za nią; zapora fizycznie oddziela wodę górną od dolnej. Woda górna składa się z dużego zbiornika wody, co zapewnia stały dopływ wody do produkcji energii. Przewód wodny - znany jako rura ciśnieniowa - łączy wodę górną z elektrownią u podstawy zapory. Elektrownia zawiera cały sprzęt potrzebny do przekształcenia energii potencjalnej wody w energię elektryczną.
Jak działają zapory wodne
Poniższy film jest fragmentem naszego kursu Wprowadzenie do Elektrowni Wodnych.
Woda wpływa do rur ciśnieniowych przez jeden z głównych wlotów. Następnie woda przepływa przez rury ciśnieniowe, aż dotrze do turbin wodnych znajdujących się w elektrowni. Gdy woda przepływa przez każdy bieg wirnika turbiny, wirniki obracają się, a my uzyskujemy energię mechaniczną. Energia mechaniczna z wirników turbin jest przekazywana do generatora elektrycznego, który jest połączony na wspólnym wale. W ten sposób przekształciliśmy energię potencjalną wody w energię elektryczną i możemy ją rozprowadzać przez transformator i krajową sieć wysokiego napięcia. Na zakończenie procesu woda wypływa z elektrowni przez rury wydechowe, aż dotrze do wody dolnej. Cały proces jest ciągły, co prowadzi do stałej i niezawodnej formy produkcji energii.
Podoba Ci się ten artykuł? Koniecznie sprawdź nasz Kurs Wideo o Elektrowniach Wodnych! Kurs zawiera quiz, podręcznik, a po jego ukończeniu otrzymasz certyfikat. Miłej nauki!
Zalety i wady
Zalety zapory wodnej
- Zapewniają stałą i niezawodną formę produkcji energii, pod warunkiem, że jest wystarczająca ilość wody górnej.
- Reprezentują odnawialną (zieloną) formę energii i nie produkują odpadów.
- Są bardzo wydajne w porównaniu do innych metod produkcji energii.
- Tanie w eksploatacji.
- Mają długą żywotność (niektóre elektrownie wodne mają ponad 100 lat!).
Wady zapory wodnej
- Mogą znacznie zakłócać lokalne siedliska z powodu dużych zmian topologicznych potrzebnych do stworzenia warunków operacyjnych wymaganych przez zaporę. Te negatywne skutki odczuwają zarówno rośliny, jak i zwierzęta; to zdecydowanie największa wada związana z zapory wodne.
- Drogie w budowie (wysokie koszty początkowe).
- Katastrofalne skutki w przypadku awarii zapory (z potencjalną utratą życia).
Dodatkowe zasoby
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Hydroelectric_dam
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydroelectricity
https://www.usgs.gov/special-topic/water-science-school/science/hydroelectric-power-how-it-works