Гидроэнергетика — как она работает и для чего используется

Отчасти красота гидроэнергетики заключается в ее простоте. Движущаяся вода (кинетическая энергия) вращает турбину или колесо (механическая энергия), которое приводит в движение генератор (электрическая энергия). Археологи обнаружили свидетельства существования водохранилищ в Иордании, Египте и других странах Ближнего Востока, которые датируются 5 000 лет до 3000 года до нашей эры. Современные гидроэлекростанции https://pneumax.ru/ выглядят намного лучше.

История

1 из самых ранних проектировщиков, задокументировавших свои планы, был Витрувий (ок. 70 г. до н. э. — ок. 25 г. до н. э.), римский архитектор и инженер, который описал водяное колесо с нижним ходом, способное вырабатывать энергию. Римляне построили множество водяных колес, самым грандиозным из которых было то, которое находится в Барбегале, Франция, в 4 веке нашей эры.

Барбегаль, соединенный с большой системой акведуков, подававших воду в город Арль, представлял собой огромную мукомольную мельницу с шестнадцатью водяными колесами, расположенными в два параллельных ряда. Вода вращала первую пару колес, затем текла вниз по склону ко второй паре, затем снова вниз и так далее, пока не проходила через все восемь колес и не вращала их, после чего стекала в сточный бассейн у подножия холма.

Ситуация сегодня

Сегодня гидроэнергетика вырабатывает около 15 процентов электроэнергии в мире (около 6 процентов от общего объема энергоснабжения). Вместо того чтобы использовать водяные колеса на движущейся реке или в канале, большинство гидроэлектростанций извлекают энергию из потенциальной энергии, возникающей при вертикальном падении воды («напор»). Вода пропускается через шлюз или ворота, или через закрытые трубы, которые направляют воду вниз к турбинам; эти каналы называются пенштоками.

Гидроэлектростанции

Для выработки электроэнергии типичной гидроэлектростанции необходимы четыре вещи:

Плотина — плотина сдерживает реку, поднимая ее уровень, и контролирует поток через пеншток(ы). Плотины создают водохранилища, которые можно использовать для отдыха, но именно разница высот между водой, хранящейся наверху, и турбинами внизу представляет собой потенциальную энергию.

Турбины — вода за плотиной направляется по пенштокам мимо лопастей турбин, которые вращаются. Это преобразует кинетическую энергию в механическую. 2. Турбина. Сила падающей воды, давящая на лопасти турбины, заставляет турбину вращаться. Водяная турбина во многом похожа на ветряную мельницу, только энергию дает не ветер, а падающая вода. Турбина преобразует кинетическую энергию падающей воды в механическую энергию.

Генератор — валы турбин вращают генератор, преобразуя механическую энергию в электрическую.

Линии электропередач — электроэнергия передается на подстанции и по линиям электропередач транспортируется к потребителям.

Микрогидроэлектростанции

Гидроэлектростанции большие и мощные, но знаете ли вы, что у вас может быть своя собственная микрогидроэлектростанция? Все, что вам нужно — это ручей или река с достаточным количеством воды, протекающей через них под нужным давлением, и вы можете создать систему, которая будет питать турбины и генераторы, а также ваш дом или предприятие. Как и в случае с солнечными и/или ветровыми системами, вы можете создать систему, подключенную к сети с резервным питанием от батарей, подключенную к сети или автономную.