Vodná energia - Všetko, čo potrebujete vedieť !

Vodná energia premieňa potenciálnu energiu vody na elektrickú energiu.
Vodná energia premieňa potenciálnu energiu vody na elektrickú energiu.

Vodná energia

Vodná energia je forma obnoviteľnej energie, ktorá sa vyrába premenou potenciálnej energie z vody na elektrickú energiu.

Vytvára sa pomocou sily pohybujúcej sa vody, zvyčajne z potokov, riek alebo jazier, na roztočenie turbín, ktoré aktivujú elektrické generátory.
Táto energia je široko používaná na celom svete na výrobu energie vo veľkom meradle.

Vodné elektrárne so zásobníkmi (alebo vzdúvaním) :
Tieto zariadenia sú vybavené priehradou a nádržou na akumuláciu vody. Voda sa uvoľňuje zo zásobníka cez prípojky na otáčanie turbín a výrobu elektriny. Nádržné elektrárne môžu byť veľké a zvyčajne majú veľkú kapacitu akumulácie vody, čo im umožňuje regulovať výrobu elektriny podľa dopytu.

Prietokové vodné elektrárne :
Na rozdiel od nádržných elektrární nemajú prietokové elektrárne priehrady ani nádrže. Jednoducho využívajú prirodzený tok potokov alebo riek na otáčanie turbín a výrobu elektriny. Tieto zariadenia sú vo všeobecnosti menšie a ich výroba elektriny závisí od hydrologických podmienok.

Prečerpávacie vodné elektrárne :
Prečerpávacie vodné elektrárne sú určené na skladovanie energie pomocou dvoch nádrží, hornej nádrže a dolnej nádrže. Počas období nízkeho dopytu po elektrickej energii sa voda čerpá z dolnej nádrže do hornej nádrže, aby sa uložila potenciálna energia. Keď je dopyt po elektrickej energii vysoký, voda sa uvoľňuje z hornej nádrže, aby roztočila turbíny a vyrábala elektrickú energiu.

Mikrovodné elektrárne :
Mikrovodné elektrárne sú malé vodné elektrárne vo všeobecnosti s výkonom menším ako 100 kW. Môžu byť inštalované na malých potokoch alebo riekach, často na miestne účely, ako je dodávka elektrickej energie do vzdialených komunít alebo priemyselných areálov.

Mini-vodné elektrárne :
Mini-vodné elektrárne majú o niečo vyššiu výrobnú kapacitu ako mikroelektrárne, zvyčajne do niekoľkých megawattov. Často sa používajú na napájanie malých miest, priemyslu alebo vzdialených vidieckych oblastí.
Gravitačné elektrárne využívajú prietok vody a rozdiel v hladine.
Gravitačné elektrárne využívajú prietok vody a rozdiel v hladine.

Gravitačné elektrárne

Gravitačné elektrárne využívajú prietok vody a rozdiel v hladine. Môžu byť klasifikované podľa prietoku turbíny a výšky hlavy. Existujú tri typy gravitačných elektrární (tu uvedené v poradí dôležitosti v zmesi vodných elektrární) :

- Prietokové elektrárne využívajú prietok rieky a poskytujú energiu vyrobenú pri základnom zaťažení "run-of-river" a okamžite vstrekovanú do siete. Vyžadujú si jednoduchý vývoj, ktorý je oveľa lacnejší ako vyššie elektrárne : malé odvádzacie štruktúry, malé priehrady používané na odklonenie dostupného toku z rieky do elektrárne, prípadne malá nádrž, keď je prietok rieky príliš nízky (vyprázdňovanie konštanty(2) menej ako 2 hodiny). Zvyčajne pozostávajú z prívodu vody, tunela alebo kanála, po ktorom nasleduje penstock a vodná elektráreň umiestnená na brehu rieky. Pokles nízkeho tlaku(3) v tuneli alebo kanáli umožňuje, aby voda nadobudla výšku vo vzťahu k rieke, a tým získala potenciálnu energiu;
- plavebné komory vo veľkých riekach s pomerne strmým svahom, ako je Rýn alebo Rhôna, priehrady na rieke alebo na kanáli rovnobežnom s riekou spôsobujú sériu dekametrických vodopádov, ktoré vďaka hrádzam rovnobežným s riekou nenarúšajú údolie ako celok. Vodné elektrárne umiestnené na úpätí priehrad turbínujú vodu rieky. Starostlivé hospodárenie s vodou uskladnenou medzi dvoma priehradami umožňuje okrem základného zaťaženia poskytovať aj špičkovú energiu;
- Jazerné elektrárne (alebo vysokohlavé elektrárne) sú tiež spojené s vodnou nádržou vytvorenou priehradou. Ich veľká nádrž (vyprázdňovacia konštanta viac ako 200 hodín) umožňuje sezónne skladovanie vody a moduláciu výroby elektrickej energie : jazerné elektrárne sa volajú počas hodín najvyššej spotreby a umožňujú reagovať na špičky. Vo Francúzsku je ich veľa. Rastlina môže byť umiestnená na úpätí priehrady alebo oveľa nižšie. V tomto prípade sa voda prenáša tunelmi zodpovednými za jazero k vchodu do elektrárne.
Majú dve nádrže a reverzibilné zariadenie, ktoré funguje ako čerpadlo alebo turbína.
Majú dve nádrže a reverzibilné zariadenie, ktoré funguje ako čerpadlo alebo turbína.

Prečerpávacie čerpacie stanice na prenos energie

Prečerpávacie stanice na prenos energie majú dve nádrže, hornú nádrž (napr. vysokohorské jazero) a dolnú nádrž (napr. umelú nádrž), medzi ktorými je umiestnené reverzibilné zariadenie, ktoré môže fungovať ako čerpadlo alebo turbína pre hydraulickú časť a ako motor alebo alternátor pre elektrickú časť.

Voda v hornom povodí je turbínovaná počas období vysokého dopytu po výrobe elektriny. Potom sa táto voda čerpá z dolného povodia do horného povodia v obdobiach, keď je energia lacná a tak ďalej. Tieto zariadenia sa nepovažujú za zariadenia vyrábajúce energiu z obnoviteľných zdrojov, pretože spotrebúvajú elektrickú energiu na privádzanie turbínovej vody.
Ide o zariadenia na skladovanie energie.
Často zasahujú v prípade krátkodobých zásahov na žiadosť siete a ako poslednú možnosť (po iných vodných elektrárňach) v prípade dlhších zásahov, najmä z dôvodu nákladov na vodu, ktorá sa má zdvi
DVI
Digitálne vizuálne rozhranie (DVI) vynašla pracovná skupina pre digitálne zobrazenie (DDWG). Ide o digitálne pripojenie, ktoré sa používa na pripojenie grafickej karty k obrazovke.
Je výhodný (v porovnaní s VGA) len na obrazovkách, kde sú pixely fyzicky oddelené. Dvi spojenie preto výrazne zlepšuje kvalitu displeja v porovnaní s VGA pripojením s :
hnúť. Účinnosť medzi vyrobenou a spotrebovanou energiou je rádovo 70 % až 80 %.
Prevádzka je zisková, keď je rozdiel v cenách elektrickej energie mimo špičky (nákup lacnej elektrickej energie) a období špičky (predaj drahej elektrickej energie) významný.

Technická prevádzka

Vodné elektrárne sa skladajú z 2 hlavných jednotiek :

- nádrž alebo prívod vody (v prípade prietokových elektrární), ktorý umožňuje vytvoriť vodopád, zvyčajne so zásobníkom tak, aby elektráreň pokračovala v prevádzke aj v obdobiach nízkej hladiny vody.

- Vykopaný odvádzací kanál môže byť použitý na odvádzanie prebytočnej vody prichádzajúcej bočne do priehradného rybníka. Preliatie umožňuje, aby povodne rieky prešli bez nebezpečenstva pre stavby;
Elektráreň, tiež nazývaná továreň, ktorá umožňuje, aby sa vodopád použil na pohon turbín a potom na pohon alternátora.

Priehrady


Zďaleka najčastejšie sú hrádze zo zemného násypu alebo riprapu získané v lomoch odstrelom. Hydroizolácia je centrálna (íl alebo bitúmenový betón) alebo na hornom povrchu (cementbetón alebo bitúmenový betón). Tento typ priehrady sa prispôsobuje širokej škále geológií;
gravitačné priehrady postavené najprv v murive, potom v betóne a nedávno v betóne zhutnené valcom BCR), čo umožňuje výraznú úsporu času a peňazí. Základová hornina musí byť dobrej kvality;
Betónové oblúkové hrádze sa prispôsobili pomerne úzkym údoliam a ktorých brehy sú vyrobené z kvalitnej skaly. Jemnosť ich tvarov umožňuje znížiť množstvo betónu a vybudovať ekonomické priehrady;
Viacoblúkové a oporné priehrady sa už nestavajú. Nahrádzajú ich gravitačné priehrady BCR.
Turbíny premieňajú energiu prúdenia vody na mechanickú rotáciu
Turbíny premieňajú energiu prúdenia vody na mechanickú rotáciu

Turbíny

Zariadenia sú vybavené turbínami, ktoré premieňajú energiu prietoku vody na mechanickú rotáciu s cieľom poháňať alternátory.

Typ použitej turbíny závisí od výšky vodopádu :
- pre veľmi nízke výšky hlavy (1 až 30 metrov) je možné použiť žiarovkové turbíny;
- pri nízkych tlakoch (5 až 50 metrov) a vysokých prietokoch sa uprednostňuje Kaplanova turbína : jej lopatky sú riaditeľné, čo umožňuje nastaviť výkon turbíny podľa výšky hlavy pri zachovaní dobrej účinnosti;
- Františkova turbína sa používa pre stredné výšky (40 až 600 metrov) a stredné prúdenie. Voda vstupuje cez obvod lopatiek a je vypúšťaná v ich strede;
- Peltonova turbína je vhodná pre vysoké pády (200 až 1 800 metrov) a nízky prietok. Prijíma vodu pod veľmi vysokým tlakom cez injektor (dynamický vplyv vody na vedro).

V prípade malých vodných elektrární uľahčujú inštaláciu malých jednotiek nízkonákladové (a menej účinné) turbíny a jednoduché koncepci
Displej lcd
Farebné bunky sú naplnené osúchateľnými tyčami, tekutými kryštálmi, ktoré určujú množstvo svetla, ktoré prechádza. LED televízory sú LCD televízory, ktorých podsvietenie bolo práve zmenené
e.

Energetické otázky

Nákladová efektívnosť a predvídateľnosť výroby

Výstavba priehrad sa vyznačuje investíciami, ktoré sú o to vyššie, výška pádu a širšie údolie.
Tieto kapitálové výdavky sa značne líšia v závislosti od charakteristík rozvoja a vedľajších výdavkov súvisiacich so sociálnymi a environmentálnymi obmedzeniami, najmä od nákladov na vyvlastnenú pôdu.
Hospodárske výhody spojené s modulačnou kapacitou výroby elektrickej energie umožňujú, aby boli tieto investície ziskové, pretože vodný zdroj je bezplatný a náklady na údržbu sú znížené.

Vodná energia umožňuje uspokojiť potreby úpravy výroby elektrickej energie, najmä akumuláciou vody vo veľkých nádržiach prostredníctvom priehrad alebo hrádzí.
Ročné výkyvy vo výrobe vodnej energie sú však značné. Súvisia hlavne so zrážkami. Produkcia sa môže zvýšiť o 15 % v rokoch, keď sú vodné zdroje vysoké, a znížiť o 30 % v rokoch veľkého sucha.

Sociálny a environmentálny vplyv

Vodná energia je niekedy kritizovaná za to, že spôsobuje presídľovanie obyvateľstva, pričom rieky a potoky sú privilegovanými miestami na zriadenie bývania.
Napríklad priehrada Three Gorges Dam v Číne vysídlila takmer dva milióny ľudí. V dôsledku modifikovanej regulácie vody môžu byť ekosystémy proti prúdu a po prúde priehrad narušené (vrátane migrácie vodných druhov), hoci sú nainštalované zariadenia, ako sú rybné cesty.

Merné jednotky a kľúčové údaje

Meranie vodnej energie

Výkon vodnej elektrárne možno vypočítať podľa tohto vzorca
RCA
Zásuvka RCA, tiež známa ako fonograf alebo cinch zásuvka, je veľmi bežným typom elektrického pripojenia. Bol vytvorený v roku 1940 a dodnes sa nachádza vo väčšine domov. Prenáša audio a video signály. Skratka RCA znamená Radio Corporation of America. Pôvodne bola zástrčka RCA navrhnutá tak, aby nahradila staré telefónne zátky manuálnych telefónnych ústrední.
:

P = Q.ρ.H.g.r

S :

  • P : výkon (vyjadrený vo W)

  • Q : priemerný prietok meraný v metroch kubických za sekundu

  • ρ : hustota vody, t. j. 1 000 kg/m3

  • H : výška pádu v metroch

  • G : gravitačná konštanta, t.j. takmer 9,8 (m/s2)

  • A : Účinnosť zariadenia (medzi 0,6 a 0,9)


Kľúčové údaje

Celosvetový :

vodná energia predstavovala v roku 2018 takmer 15,8 % celosvetovej výroby elektrickej energie (s ročnou produkciou približne 4 193 TWh);
tucet krajín, vrátane štyroch v Európe, vyrába viac ako polovicu svojej elektrickej energie z vodnej energie. Nórsko vedie cestu, nasleduje Brazília, Kolumbia, Island, Venezuela, Kanada, Rakúsko, Nový Zéland a Švajčiarsko.

Copyright © 2020-2024 instrumentic.info
contact@instrumentic.info
Sme hrdí na to, že vám môžeme ponúknuť stránku bez súborov cookie bez akýchkoľvek reklám.

Je to vaša finančná podpora, ktorá nás udržuje v.

Kliknúť !