Υδροηλεκτρισμός

Hydroelectric dam in cross section
Υδροηλεκτρικό φράγμα στο διαγώνιο τμήμα
The upper reservoir and dam of the Ffestiniog Pumped-Storage Scheme in north Wales.The power station at the lower reservoir has four water turbines which can generate 360 megawatts of electricity within 60 seconds of the need arising. The water of the upper reservoir (Llyn Stylan) can just be glimpsed on the right.
Η ανώτερα δεξαμενή και το φράγμα του pumped-Storage σχεδίου Ffestiniog στο Βορρά Ουαλία.Ο σταθμός παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος στη χαμηλότερη δεξαμενή έχει τέσσερις στροβίλους ύδατος που μπορούν να παραγάγουν 360 μεγαβάτ της ηλεκτρικής ενέργειας μέσα σε 60 δευτερόλεπτα από να προκύψουν ανάγκης. Το ύδωρ της ανώτερης δεξαμενής (Llyn Stylan) μπορεί ακριβώς να είναι στο δικαίωμα.

Υδροηλεκτρισμός είναι μια μορφή υδρενέργεια χρησιμοποιημένος στα προϊόντα ηλεκτρική ενέργεια. Η περισσότερη υδροηλεκτρική δύναμη προέρχεται από πιθανή ενέργεια φραγμένος ύδωρ που οδηγεί το α στρόβιλος ύδατος και γεννήτρια. Οι λιγότερο κοινές παραλλαγές χρησιμοποιούν του ύδατος κινητική ενέργεια ή οι πηγές όπως παλιρροιακή δύναμη. Ο υδροηλεκτρισμός είναι α ανανεώσιμη ενέργεια πηγή.

Η ενέργεια που εξάγεται από το ύδωρ εξαρτάται όχι μόνο από τον όγκο αλλά από τη διαφορά στο ύψος μεταξύ της πηγής και της εκροής του ύδατος. Αυτή η διαφορά ύψους καλείται κεφάλι. Το ποσό πιθανή ενέργεια στο ύδωρ είναι άμεσα ανάλογος στο κεφάλι. Για αυτόν τον λόγο, είναι συμφέρον να χτιστούν τα φράγματα όσο το δυνατόν υψηλότερα να παραχθεί η μέγιστη ηλεκτρική ενέργεια.

Ενώ πολλά υδροηλεκτρικά σχέδια παρέχουν τα δημόσια δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, μερικά προγράμματα δημιουργήθηκαν για ιδιωτικούς εμπορικούς λόγους. Παραδείγματος χάριν, αλουμίνιο η επεξεργασία απαιτεί τα ουσιαστικά ποσά ηλεκτρικής ενέργειας, και μέσα Μεγάλη Βρετανία"s Σκωτσέζικες ορεινές περιοχές υπάρχουν παραδείγματα Kinlochleven και Lochaber, σχεδιασμένος και κατασκευασμένος κατά τη διάρκεια των πρώτων ετών του 20ού αιώνα. Ομοίως, "βαν Blommestein" λίμνη, φράγμα και σταθμός παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος κατασκευάστηκε μέσα Σουριναμέζος για να παρέχει την ηλεκτρική ενέργεια για Alcoa βιομηχανία αλουμινίου.

Σμεγαλύτερα μέρη Καναδάς (οι επαρχίες Βρετανική Κολούμπια, Θ*Μανητοψα, Οντάριο, Κεμπέκ και Νέα γη και Λαμπραντόρ) ο υδροηλεκτρισμός χρησιμοποιείται τόσο εκτενώς ότι η λέξη "υδροθεραπευτήριο" χρησιμοποιείται για να αναφερθεί σε οποιοιδήποτε ηλεκτρική ενέργεια παραδοθείς από μια χρησιμότητα δύναμης. Οι χρησιμότητες δύναμης κυβέρνηση-τρεξίματος σε αυτές τις επαρχίες καλούνται Π.Χ. υδροθεραπευτήριο, Υδροθεραπευτήριο του Manitoba, Υδρο (στο παρελθόν "υδροθεραπευτήριο του Οντάριο"), Υδρο- Quιbec και Υδροθεραπευτήριο της νέας γης και του Λαμπραντόρ αντίστοιχα. Υδρο- Quιbec είναι η παγκόσμια μεγαλύτερη υδροηλεκτρική παραγωγική επιχείρηση, με μια συνολική εγκατεστημένη ικανότητα (2005) 31.512 MW

Περιεχόμενο

Σημασία

Υδροηλεκτρική δύναμη, χρησιμοποίηση της πιθανής ενέργειας των ποταμών, τώρα παρέχει 20% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας. Νορβηγία παράγει την ουσιαστικά όλη ηλεκτρική ενέργειά του από το υδροθεραπευτήριο, ενώ Ισλανδία παράγει 83% των απαιτήσεών του (2004), Αυστρία παράγει 67% όλης της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στη χώρα από το υδροθεραπευτήριο (πάνω από 70% των απαιτήσεών του). Καναδάς είναι ο παγκόσμιος μεγαλύτερος παραγωγός της υδρο δύναμης και παράγει πάνω από 70% της ηλεκτρικής ενέργειάς του από τις υδροηλεκτρικές πηγές.

Εκτός από μερικές χώρες με μια αφθονία από το, η υδρο ικανότητα εφαρμόζεται κανονικά peak-load στην απαίτηση, επειδή μπορεί να αποθηκευτεί εύκολα κατά τη διάρκεια των εκτός των ωρών αιχμής ωρών (στην πραγματικότητα, pumped-storage υδροηλεκτρικές δεξαμενές χρησιμοποιείται μερικές φορές για να αποθηκεύσει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τις θερμικές εγκαταστάσεις για τη χρήση κατά τη διάρκεια των ωρών αιχμής). Δεν είναι μια σημαντική επιλογή για το μέλλον στις αναπτυγμένες χώρες επειδή οι περισσότερες σημαντικές περιοχές σε αυτές τις χώρες που έχουν τη δυνατότητα για την εκμετάλλευση της βαρύτητας κατ' αυτό τον τρόπο είτε χρησιμοποιούνται ήδη είτε είναι μη διαθέσιμες για άλλους λόγους όπως οι περιβαλλοντικές εκτιμήσεις.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Σπίτι που πλημμυρίζουν από το 1955, αποκαλυφθείς μετά από τον παρατεταμένο ξηρό καιρό

Το προϊστάμενος πλεονέκτημα των υδρο συστημάτων είναι αποβολή του κόστους των καυσίμων. Οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις είναι άνοσες στις αυξήσεις τιμών για τα απολιθωμένα καύσιμα όπως πετρέλαιο, φυσικός αέριο ή άνθρακας, και μην απαιτήστε τα εισαγόμενα καύσιμα. Οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις τείνουν να έχουν τις μακρύτερες ζωές από την καύσιμο-βαλμένη φωτιά παραγωγή, με μερικές εγκαταστάσεις τώρα στην υπηρεσία που έχει χτιστεί 50 έως 100 έτη πριν. Το κόστος εργασίας τείνει επίσης να είναι χαμηλό δεδομένου ότι οι εγκαταστάσεις είναι γενικά βαριά αυτοματοποιημένες και έχουν λίγο προσωπικό στην περιοχή κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας.

Οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις έχουν γενικά μικρό στις αμελητέες εκπομπές διοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο λόγω στις εκπομπές δεξαμενών, και εκπέμψτε το αριθ. διοξείδιο θείου, οξείδια αζώτου, σκόνη, ή ρύποι που συνδέονται άλλοι με την καύση. Από τις παραγωγικές μονάδες μπορεί να αρχίσει και να σταματηθεί γρήγορα, μπορούν να ακολουθήσουν τα φορτία συστημάτων αποτελεσματικά, και μπορεί να είναι σε θέση να αναδιαμορφώσει τις ροές του νερού για περισσότερο να ταιριάξει με τις καθημερινές και εποχιακές ενεργειακές απαιτήσεις συστημάτων. Οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις με τις αξιόπιστες υδρολογικές ιστορίες είναι dispatchable και μπορούν να θεωρηθούν σταθερή ικανότητα. Συνεπώς, στα κανονικά έτη ύδατος οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις που σχεδιάζονται για ένα σταθερό φορτίο θα έχουν ένα χρήσιμο ποσό ενέργειας πλεονάσματος που μπορεί να είναι εξαγώγιμο εάν η μετάδοση είναι διαθέσιμη.

Αντλημένες εγκαταστάσεις αποθήκευσης αυτήν την περίοδο παρέχετε τα σημαντικότερα μέσα της αποθήκευσης της ενέργειας σε μια κλίμακα χρήσιμη για μια χρησιμότητα, επιτρέποντας στη χαμηλής αξίας παραγωγή στους εκτός των ωρών αιχμής χρόνους (που εμφανίζεται επειδή fossil-fuel οι εγκαταστάσεις δεν μπορούν να κλείσουν εξ ολοκλήρου σε καθημερινή βάση) για να χρησιμοποιηθεί για να αποθηκεύσει το ύδωρ που μπορεί να απελευθερωθεί κατά τη διάρκεια των υψηλών αιχμών φορτίων καθημερινά. Η λειτουργία των pumped-storage εγκαταστάσεων βελτιώνει τον καθημερινό παράγοντας φορτίων από το σύστημα παραγωγής.

Οι δεξαμενές που δημιουργούνται από τα υδροηλεκτρικά σχέδια παρέχουν συχνά τις άριστες εγκαταστάσεις ελεύθερου χρόνου για αθλητισμός ύδατος, και γίνοντα τουριστικά αξιοθέατα σε τους. Φράγματα πολυ-χρήσης που εγκαθίστανται για την άρδευση, έλεγχος πλημμυρών, ή αναψυχή, μπορέστε να προσθέσετε υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις με το σχετικά χαμηλό κόστος κατασκευής, παροχή ενός χρήσιμου ρεύματος εισοδήματος για να αντισταθμίσει το κόστος της λειτουργίας φραγμάτων.

Στην πράξη, η χρησιμοποίηση του αποθηκευμένου ύδατος περιπλέκεται μερικές φορές από την απαίτηση για άρδευση όποιος μπορεί να εμφανιστεί από τη φάση με τη μέγιστη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας. Οι χρόνοι της ξηρασίας μπορούν να προκαλέσουν τα σοβαρά προβλήματα, από το ξαναγέμισμα ύδατος τα ποσοστά μπορούν να μην συμβαδίσουν με τα επιθυμητά ποσοστά χρήσης. Οι ελάχιστες προδιαγραφές απαλλαγής αντιπροσωπεύουν μια απώλεια αποδοτικότητας για το σταθμό εάν είναι αντιοικονομικό να εγκατασταθεί μια μικρή μονάδα στροβίλων για εκείνη την ροή.

Οι ανησυχίες έχουν προκληθεί κοντά οικολόγοι εκείνα τα τα μεγάλα υδροηλεκτρικά προγράμματα να είναι αποδιοργανωτικά να περιβάλουν υδρόβια οικοσυστήματα. Παραδείγματος χάριν, οι μελέτες έχουν δείξει ότι φράγματα κατά μήκος Ατλαντικός και Ειρηνικός ακτές Βόρεια Αμερική έχει μειώσει σολομός πληθυσμοί με την παρεμπόδιση της πρόσβασης ωοτοκία λόγοι προς τα πάνω, ακόμα κι αν τα περισσότερα φράγματα στο βιότοπο σολομών έχουν σκάλες ψαριών εγκατεστημένος. Σολομός smolt βλάπτεται επίσης στη μετανάστευσή τους στη θάλασσα όταν πρέπει να περάσουν μέσω στρόβιλοι. Αυτό έχει οδηγήσει σε μερικές περιοχές smolt προς τα κάτω κατά τη διάρκεια των μερών του έτους. Τα σχέδια στροβίλων και σταθμών ηλεκτροπαραγωγής που είναι ευκολότερα στην υδρόβια ζωή είναι ένας ενεργός τομέας της έρευνας.

Η παραγωγή της υδροηλεκτρικής δύναμης μπορεί επίσης να ασκήσει επίδραση στο προς τα κάτω περιβάλλον ποταμών. Κατ' αρχάς, το ύδωρ που βγαίνει έναν στρόβιλο περιέχει συνήθως πολύ λίγο ανασταλμένο ίζημα, όποιος μπορεί να οδηγήσει στον καθαρισμό των κοιτών του ποταμού και την απώλεια riverbanks. Δεύτερον, δεδομένου ότι τους στροβίλους ανοίγουν συχνά περιοδικά, γρήγορος ή ακόμα και ημερήσιος οι διακυμάνσεις στη ροή ποταμών παρατηρούνται. Μεγάλο φαράγγι, η καθημερινή κυκλική παραλλαγή ροής προκαλούμενη κοντά Φράγμα φαραγγιών Glen βρέθηκε στη διάβρωση των φραγμών άμμου. Διαλυμένος οξυγόνο το περιεχόμενο του ύδατος μπορεί να αλλάξει από τους προηγούμενους όρους. Τέλος, το ύδωρ που βγαίνει από τους στροβίλους είναι χαρακτηριστικά πολύ πιό κρύο από το ύδωρ προ-φραγμάτων, όποιος μπορεί να αλλάξει τους υδρόβιους faunal πληθυσμούς, συμπερίληψη απειλούμενα υπό εξαφάνιση είδη.

Οι δεξαμενές των εγκαταστάσεων υδροηλεκτρικής παραγωγής ενέργειας μπορούν να παραγάγουν τα ουσιαστικά ποσά μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα. Αυτό οφείλεται στο φυτικό ιστό στις πρόσφατα πλημμυρισμένες και επαν-πλημμυρισμένες περιοχές που πλημμυρίζουν με το ύδωρ, αποσυντιθειμένος σε ένα αναερόβιο περιβάλλον, και διαμορφώνοντας το μεθάνιο, πολύ ένας ισχυρός θερμοκήπιο αέριο. Το μεθάνιο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα μόλις απαλλαχθεί το ύδωρ από το φράγμα και γυρίσει τους στροβίλους. Σύμφωνα με την παγκόσμια Επιτροπή στην έκθεση φραγμάτων, όπου η δεξαμενή είναι μεγάλη έναντι στην ικανότητα φραγμάτων (λιγότερο από 100 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο της περιοχής επιφάνειας) και κανένα καθάρισμα της αύξησης δεξαμενών έχει εμφανιστεί, αποτελεσματικά τόσο θερμοκήπιο μπορεί αέριο να απελευθερωθεί από ένα φράγμα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όσο και για την παραγωγή του ισοδύναμου ποσού ενέργειας από την κεροζίνη [ 1 ].

Ένα άλλο μειονέκτημα των υδροηλεκτρικών φραγμάτων είναι η ανάγκη να επανεντοπιστούν οι άνθρωποι που ζουν όπου οι δεξαμενές προγραμματίζονται. Σε πολλές περιπτώσεις, κανένα ποσό αποζημίωσης δεν μπορεί να αντικαταστήσει τις προγονικές και πολιτιστικές συνδέσεις στις θέσεις που έχουν την πνευματική αξία στο μετατοπισμένο πληθυσμό. Επιπλέον, οι ιστορικά και πολιτιστικά σημαντικές περιοχές μπορούν να χαθούν, όπως Φράγμα τριών φαραγγιών πρόγραμμα στην Κίνα, Φράγμα Clyde στη Νέα Ζηλανδία και Φράγμα Ilisu στη νοτιοανατολική Τουρκία.

Μερικά υδροηλεκτρικά προγράμματα χρησιμοποιούν επίσης κανάλια, χαρακτηριστικά για να εκτρέψει έναν ποταμό σε μια πιό ρηχή κλίση για να αυξήσει το κεφάλι του σχεδίου. Σε μερικές περιπτώσεις, ο ολόκληρος ποταμός μπορεί να εκτραπεί αφήνοντας μια ξηρά κοίτη ποταμού. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν Tekapo και Ποταμοί Pukaki.

Υδροηλεκτρικά γεγονότα

Ο παλαιότερος

  • Cragside, Rothbury, Αγγλία ολοκληρωμένος 1870, Το ύδωρ από μια από τις λίμνες του κτήματος χρησιμοποιήθηκε για να οδηγήσει το α Θ*Σηεμενς δυναμό, τροφοδότηση ενός λαμπτήρα τόξων στη στοά του σπιτιού, και αργότερα (1880) Θ*Ιοσεπχ Swan"s πυρακτωμένοι λαμπτήρες σε ποιο κύκνο που θεωρείται "πρώτη κατάλληλη εγκατάσταση" του ηλεκτρικού φωτισμού.
  • Appleton, Θ*Ωησθονσην, ΗΠΑ ολοκληρωμένος 1882, Ένα waterwheel Ποταμός αλεπούδων παρείχε την πρώτη εμπορική υδροηλεκτρική δύναμη για το φωτισμό σε δύο μύλους εγγράφου και ένα σπίτι, δύο έτη κατόπιν Θ*Τχομας Edison καταδειγμένος πυρακτωμένος φωτισμός στο κοινό. Μέσα σε ένα θέμα εβδομάδων αυτής της εγκατάστασης, εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας τέθηκαν επίσης στην εμπορική υπηρεσία Μινεάπολη.
  • Προσιτότητα παπιών, Launceston, Τασμανία. Ολοκληρωμένα 1895. Οι πρώτες δημόσιες υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις στο νότιο ημισφαίριο. Παρεχόμενη δύναμη στην πόλη Launceston για το φωτισμό οδών.
  • Το Decew πέφτει 1, ST. Catharines, Οντάριο, Καναδάς ολοκληρωμένου 25 Αυγούστου 1898. Κύριος κοντά Ηλεκτρική παραγωγή του Οντάριο. Τέσσερις μονάδες είναι ακόμα λειτουργικές. Αναγνωρισμένος ως ieee κύριο σημείο στην ηλεκτρική εφαρμοσμένη μηχανική & τον υπολογισμό από Ieee Εκτελεστική Επιτροπή το 2002.

Μεγαλύτεροι σταθμοί υδροηλεκτρικής παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος

Λα Grande Riviθre παραγωγή σύνθετη μέσα Κεμπέκ, Καναδάς είναι το παγκόσμιο μεγαλύτερο υδροηλεκτρικό παραγωγικό σύστημα. Ολοκληρωμένος μέσα 1985, τα οκτώ που παράγουν τους σταθμούς παράγουν 16.021 MW.

Itaipu Dam
Φράγμα Itaipu

Πλήρως λειτουργικός

ΌνομαΧώραΟλοκληρωμένοςΑνώτατη παραγωγήΕτήσια παραγωγή
ItaipϊΒραζιλία/Παραγουάη198312,600 MW93.4 TW-W'RES
GuriΒενεζουέλα198610,200 MW46 TW-W'RES
Μεγάλο CouleeΗνωμένες Πολιτείες1942/19806,809 MW22.6 TW-W'RES
Sayano ShushenskayaΡωσία19836,400 MW
Θ*Ροψερτ- BourassaΚαναδάς19815,616 MW
Πτώσεις ChurchillΚαναδάς19715,429 MW35 TW-W'RES

Αυτοί ταξινομούνται από τη μέγιστη δύναμη.

Υπό εξέλιξη

  • Φράγμα τριών φαραγγιών, Κίνα, Πρώτη δύναμη Ιούλιος 2003,Σχέδισσα ολοκλήρωση, 2009, 18,200 MW

Χώρες με την πιό υδροηλεκτρική ικανότητα

  • Καναδάς, 341,312 GWh (66.954 MW εγκατεστημένο)
  • ΗΠΑ, 319,484 GWh (79.511 MW εγκατεστημένο)
  • Βραζιλία, 285,603 GWh (57.517 MW εγκατεστημένο)
  • Κίνα, 204,300 GWh (65.000 MW εγκατεστημένο)
  • Ρωσία, 160,500 GWh (44.000 MW εγκατεστημένο)
  • Νορβηγία, 121,824 GWh (27.528 MW εγκατεστημένο)
  • Ιαπωνία, 84,500 GWh (27.229 MW εγκατεστημένο)
  • Ινδία, 82,237 GWh (22.083 MW εγκατεστημένο)
  • Γαλλία, 77,500 GWh (25.335 MW εγκατεστημένο)

Αυτοί είναι αριθμοί του 1999 και περιλαμβάνουν pumped-storage υδροηλεκτρισμός σχέδια.

Αναφορές

  1. Νέος επιστήμονας έκθεση σχετικά με την παραγωγή θερμοκηπίων αέριο από τα υδροηλεκτρικά φράγματα.
  2. Διεθνής κατασκευή υδραυλικής ισχύος και φραγμάτων Σχεδιάγραμμα χωρών της Βενεζουέλας
  3. Διεθνής κατασκευή υδραυλικής ισχύος και φραγμάτων Σχεδιάγραμμα χωρών του Καναδά

Δείτε επίσης

Εξωτερικές συνδέσεις

 

  > Ελληνικά > en.wikipedia.org (Μηχανή που μεταφράζεται στα ελληνικά)