Inazalishwa kwa kutumia nguvu ya maji ya kusonga, kawaida kutoka mito, mito, au maziwa, ili kuzunguka mitambo ambayo huamsha jenereta za umeme.
Nishati hii hutumiwa sana ulimwenguni kote kwa uzalishaji mkubwa wa umeme.

Hifadhi (au impoundment) mitambo ya umeme wa maji :
Mimea hii ina vifaa vya bwawa na bwawa la kuhifadhi maji. Maji hutolewa kutoka kwenye bwawa kupitia penstocks ili kugeuza mitambo na kuzalisha umeme. Mitambo ya umeme ya hifadhi inaweza kuwa kubwa kwa ukubwa na kwa kawaida ina uwezo mkubwa wa kuhifadhi maji, ambayo inaruhusu kudhibiti uzalishaji wa umeme kulingana na mahitaji.

Mitambo ya umeme ya maji ya kukimbia-ya-river :
Tofauti na mitambo ya umeme ya hifadhi, mimea ya umeme ya kukimbia haina mabwawa au mabwawa. Wanatumia tu mtiririko wa asili wa mito au mito kugeuza mitambo na kuzalisha umeme. Mimea hii kwa ujumla ni ndogo kwa ukubwa na inategemea hali ya hydrological kwa uzalishaji wao wa umeme.

Mitambo ya umeme ya kuhifadhi maji :
Mimea ya nguvu ya kuhifadhi pampu imeundwa kuhifadhi nishati kwa kutumia mizinga miwili, tank ya juu na tank ya chini. Wakati wa mahitaji ya chini ya umeme, maji husukumwa kutoka kwenye hifadhi ya chini hadi kwenye hifadhi ya juu ili kuhifadhi nishati inayowezekana. Wakati mahitaji ya umeme ni ya juu, maji hutolewa kutoka kwa tanki la juu ili kuzunguka mitambo na kuzalisha umeme.

Mimea ya umeme wa micro-hydropower :
Mimea midogo ya umeme ni mitambo midogo ya umeme kwa ujumla na uwezo wa chini ya 100 kW. Wanaweza kuwekwa kwenye mito midogo au mito, mara nyingi kwa madhumuni ya ndani, kama vile kusambaza umeme kwa jamii za mbali au maeneo ya viwanda.

Mimea ya mini-hydro :
Mimea ya Mini-hydro ina uwezo wa kizazi cha juu kidogo kuliko mimea ya nguvu ndogo, kwa kawaida hadi megawati chache. Mara nyingi hutumiwa kwa nguvu miji midogo, viwanda, au maeneo ya vijijini.

Mimea ya nguvu ya Gravity-fed inachukua faida ya mtiririko wa maji na tofauti katika kiwango. Wanaweza kuainishwa kulingana na mtiririko wa turbine na urefu wao wa kichwa. Kuna aina tatu za mimea ya nguvu ya mvuto (iliyoorodheshwa hapa kwa utaratibu wa umuhimu katika mchanganyiko wa umeme wa maji) :

- Mitambo ya umeme ya kukimbia-ya-river hutumia mtiririko wa mto na kutoa nishati ya msingi zinazozalishwa "kukimbia-ya-river" na kuingizwa mara moja kwenye gridi ya taifa. Zinahitaji maendeleo rahisi ambayo ni ghali sana kuliko mimea ya juu ya umeme : miundo midogo ya diversion, mabwawa madogo yanayotumiwa kugeuza mtiririko unaopatikana kutoka mto hadi kwenye mmea wa umeme, labda hifadhi ndogo wakati mtiririko wa mto ni mdogo sana (kuondoa mara kwa mara (2) chini ya masaa 2). Kawaida huwa na ulaji wa maji, handaki au mfereji, ikifuatiwa na penstock na mmea wa umeme wa maji ulio kwenye ukingo wa mto. Kushuka kwa shinikizo la chini (3) kwenye handaki au mfereji huruhusu maji kupata urefu kuhusiana na mto na kwa hivyo kupata nishati inayowezekana;
- kufunga mitambo ya umeme katika mito mikubwa na mteremko wa mwinuko kama vile Rhine au Rhone, mabwawa kwenye mto au kwenye mfereji sambamba na mto husababisha mfululizo wa maporomoko ya maji ya decametric ambayo hayasumbui bonde kwa ujumla shukrani kwa dikes sambamba na mto. Mimea ya umeme ya maji iliyowekwa chini ya mabwawa ya maji ya mto. Usimamizi makini wa maji yaliyohifadhiwa kati ya mabwawa mawili hufanya uwezekano wa kutoa nishati ya kilele pamoja na mzigo wa msingi;
- Mimea ya nguvu ya ziwa (au mimea ya nguvu ya juu) pia huhusishwa na bwawa la maji lililoundwa na bwawa. Hifadhi yao kubwa (kuondoa mara kwa mara ya zaidi ya masaa 200) inaruhusu uhifadhi wa maji ya msimu na modulation ya uzalishaji wa umeme : mimea ya nguvu ya ziwa huitwa wakati wa matumizi ya juu na kuwezesha kukabiliana na kilele. Wengi wao ni katika Ufaransa. Mmea unaweza kuwa chini ya bwawa au chini sana. Katika kesi hii, maji huhamishwa kupitia vichuguu vinavyosimamia ziwa hadi mlango wa mmea wa umeme.

Vituo vya uhamishaji wa nishati vilivyosukumwa vina mabonde mawili, bonde la juu (kwa mfano ziwa la urefu wa juu) na bonde la chini (kwa mfano hifadhi ya bandia) ambayo imewekwa kifaa kinachoweza kubadilishwa ambacho kinaweza kufanya kazi kama pampu au turbine kwa sehemu ya majimaji na kama motor au mbadala kwa sehemu ya umeme.

Maji katika bonde la juu yanawekwa wakati wa mahitaji makubwa ya kuzalisha umeme. Kisha, maji haya husukumwa kutoka bonde la chini hadi bonde la juu katika vipindi ambapo nishati ni nafuu, na kadhalika. Mimea hii haizingatiwi kuzalisha nishati kutoka kwa vyanzo vinavyoweza kutumika kwani hutumia umeme kuleta maji ya turbine.
Hizi ni vifaa vya kuhifadhi nishati.
Mara nyingi huingilia kati kwa hatua za muda mfupi kwa ombi la mtandao na kama mapumziko ya mwisho (baada ya mitambo mingine ya umeme wa maji) kwa hatua ndefu, haswa kwa sababu ya gharama ya maji kuondolewa. Ufanisi kati ya nishati zinazozalishwa na nishati inayotumiwa ni kwa utaratibu wa 70% hadi 80%.
Uendeshaji huo una faida wakati tofauti ya bei za umeme kati ya vipindi vya mbali vya umeme (kununua umeme wa gharama nafuu) na vipindi vya kilele (kuuza umeme wa bei ya juu) ni muhimu.

Mimea ya umeme wa maji imeundwa na vitengo vikuu vya 2 :

- bwawa au ulaji wa maji (katika kesi ya mitambo ya umeme ya kukimbia-ya-river) ambayo inafanya uwezekano wa kuunda maporomoko ya maji, kwa kawaida na tanki la kuhifadhi ili mmea wa umeme uendelee kufanya kazi, hata wakati wa maji ya chini.

- Njia ya kuchimba inaweza kutumika kugeuza maji ya ziada yanayowasili baadaye kwenye bwawa la bwawa. Njia ya kumwagika inaruhusu mafuriko ya mto kupita bila hatari kwa miundo;
Kiwanda cha umeme, pia huitwa kiwanda, ambacho kinaruhusu maporomoko ya maji kutumika kuendesha mitambo na kisha kuendesha mbadala.

Kwa mbali mara nyingi ni mabwawa yaliyotengenezwa kwa embankment ya ardhi au riprap iliyopatikana katika quarries kwa kulipua. Kuzuia maji ni kati (clay au saruji ya bituminous) au juu ya uso wa juu (saruji ya saruji au saruji ya bituminous). Aina hii ya bwawa inakabiliana na aina mbalimbali za jiolojia;
mabwawa ya mvuto yaliyojengwa kwanza katika uashi, kisha kwa saruji na hivi karibuni katika saruji iliyoshikamana na roller ya BCR) ambayo inaruhusu akiba kubwa kwa wakati na pesa. Mwamba wa msingi lazima uwe wa ubora mzuri;
mabwawa ya saruji yaliyobadilishwa kwa mabonde nyembamba na ambayo benki zake zimetengenezwa kwa mwamba mzuri. Ujanja wa maumbo yao unawezesha kupunguza wingi wa saruji na kujenga mabwawa ya kiuchumi;
Mabwawa ya aina mbalimbali na ya kitako hayajengwi tena. Mabwawa ya mvuto wa BCR yanachukua nafasi yao.

Mimea ina vifaa vya mitambo ambayo hubadilisha nishati ya mtiririko wa maji kuwa mzunguko wa mitambo ili kuendesha wabadilishaji.

Aina ya turbine inayotumiwa inategemea urefu wa maporomoko ya maji :
- Kwa urefu wa chini sana wa kichwa (mita 1 hadi 30), mitambo ya balbu inaweza kutumika;
- kwa vichwa vya chini (mita 5 hadi 50) na viwango vya juu vya mtiririko, turbine ya Kaplan inapendekezwa : blades zake zinaweza kuongozwa, ambayo inafanya uwezekano wa kurekebisha nguvu ya turbine kwa urefu wa kichwa wakati wa kudumisha ufanisi mzuri;
- turbine ya Francis hutumiwa kwa vichwa vya kati (mita 40 hadi 600) na mtiririko wa kati. Maji huingia kupitia pembezoni mwa blades na hutolewa katikati yao;
- turbine ya Pelton inafaa kwa maporomoko ya juu (mita 200 hadi 1,800) na mtiririko wa chini. Inapokea maji chini ya shinikizo kubwa sana kupitia sindano (athari ya nguvu ya maji kwenye ndoo).

Kwa mimea midogo ya umeme wa maji, mitambo ya gharama nafuu (na isiyo na ufanisi) na dhana rahisi huwezesha ufungaji wa vitengo vidogo.

Ufanisi wa gharama na utabiri wa uzalishaji

Ujenzi wa mabwawa una sifa ya uwekezaji ambao ni wa juu zaidi ya urefu wa kuanguka na bonde pana.
Matumizi haya ya mtaji hutofautiana sana kulingana na sifa za maendeleo na gharama za ziada zinazohusiana na vikwazo vya kijamii na mazingira, haswa gharama ya ardhi iliyoporwa.
Faida za kiuchumi zinazohusishwa na uwezo wa uzalishaji wa umeme hufanya uwezekano wa kufanya uwekezaji huu uwe na faida kwa sababu rasilimali ya maji haina malipo na gharama za matengenezo zimepunguzwa.

Umeme

Katika msitu Katika msitu, ni vigumu kuhakikisha kwamba radius inaonyeshwa vizuri na lengo linalohitajika. Mfumo wa kupambana na karatasi na reflector maalum hutumiwa. Boriti laser ni kutafakari tu juu ya reflector hii, ambayo inaruhusu vipimo sahihi hata katika undergrowth. Mfumo huu hutumiwa, kwa mfano, wakati wa hesabu za misitu.
Kasoro za kifidio za laser

wa maji unawezesha kukidhi mahitaji ya kurekebisha uzalishaji wa umeme, hasa kwa kuhifadhi maji katika mabwawa makubwa kwa njia ya mabwawa au dikes.
Hata hivyo, mabadiliko ya kila mwaka katika uzalishaji wa umeme wa maji ni muhimu. Kwa ujumla, wao ni kuhusiana na mvua. Uzalishaji unaweza kuongezeka kwa 15% katika miaka wakati rasilimali za maji ni kubwa na kupungua kwa 30% katika miaka ya ukame mkubwa.

Umeme

Katika msitu Katika msitu, ni vigumu kuhakikisha kwamba radius inaonyeshwa vizuri na lengo linalohitajika. Mfumo wa kupambana na karatasi na reflector maalum hutumiwa. Boriti laser ni kutafakari tu juu ya reflector hii, ambayo inaruhusu vipimo sahihi hata katika undergrowth. Mfumo huu hutumiwa, kwa mfano, wakati wa hesabu za misitu.
Kasoro za kifidio za laser

wa maji wakati mwingine hukosolewa kwa kusababisha watu kuhama makazi yao, huku mito na mito ikiwa ni sehemu za upendeleo kuanzisha makazi.
Kwa mfano, Bwawa la Gorges Tatu nchini China limewapoteza watu karibu milioni mbili. Kutokana na marekebisho ya kanuni za maji, mifumo ya ekolojia ya juu na chini ya mabwawa inaweza kusumbuliwa (ikiwa ni pamoja na uhamiaji wa aina za majini) ingawa vifaa kama vile njia za samaki vimewekwa.

Upimaji wa umeme wa maji

Nguvu ya mmea wa umeme inaweza kuhesabiwa kwa fomula ifuatayo :

P = Q.ρ.H.g.r

Na :

• P : nguvu (iliyoelezwa katika W)
  


• Swali : wastani wa mtiririko uliopimwa katika mita za ujazo kwa sekunde
  


• ρ : wiani wa maji, yaani 1 000 kg / m3
  


• H : Kuanguka urefu katika mita
  


• g : mvuto mara kwa mara, yaani karibu 9.8 (m / s2)
  


• A : Ufanisi wa mimea (kati ya 0.6 na 0.9)
  

Duniani kote :

Umeme

Katika msitu Katika msitu, ni vigumu kuhakikisha kwamba radius inaonyeshwa vizuri na lengo linalohitajika. Mfumo wa kupambana na karatasi na reflector maalum hutumiwa. Boriti laser ni kutafakari tu juu ya reflector hii, ambayo inaruhusu vipimo sahihi hata katika undergrowth. Mfumo huu hutumiwa, kwa mfano, wakati wa hesabu za misitu.
Kasoro za kifidio za laser

wa maji ulichangia karibu 15.8% ya uzalishaji wa umeme duniani katika 2018 (na uzalishaji wa kila mwaka wa karibu 4,193 TWh);
Nchi kadhaa, ikiwa ni pamoja na nne huko Ulaya, hutoa zaidi ya nusu ya umeme wao kutoka kwa umeme wa maji. Norway inaongoza kwa njia hiyo, ikifuatiwa na Brazil, Colombia, Iceland, Venezuela, Canada, Austria, New Zealand na Uswisi.