Back to the topics list

hidroenergija

Hidroenergija, također poznata kao hidroelektrična energija , je snaga koja proizlazi iz energije padajuće ili brzo tekuće vode, koja se može iskoristiti u korisne svrhe. Hidroenergija iz mnogih vrsta vodenica više je puta korištena kao obnovljivi izvor energije za navodnjavanje i rad različitih mehaničkih uređaja, poput pilana.

U ^19. stoljeću hidroelektrane su postale izvor proizvodnje električne energije. Cragside u Northumberlandu u Engleskoj bila je prva kuća pokretana hidroelektričnom energijom 1878. godine, a prva komercijalna hidroelektrana izgrađena je na slapovima Niagare 1879. godine. Godine 1881. ulične svjetiljke u gradu Niagara Falls pokretale su hidroenergiju.

  CILJEVI UČENJA

• Definirajte hidroenergiju.
• Opišite protok vode kroz elektranu.
• Opišite različite oblike energije.
• Objasnite osnovne hidroenergetske sheme i kako one koriste energiju.
• Raspravljajte o učincima hidroelektrana na okoliš.

PROIZVODNJA HIDROENERGIJE

U proizvodnji hidroelektrične energije, voda se skuplja ili skladišti na višoj nadmorskoj visini i vodi prema dolje kroz veće cijevi ili tunele na nižu nadmorsku visinu. Razlika u ove dvije visine poznata je kao glava . Na kraju svog prolaska niz cijevi, voda koja pada uzrokuje rotaciju turbina . Turbine, pak, pokreću generatore, koji pretvaraju mehaničku energiju turbina u električnu energiju . Transformatori se zatim koriste za pretvaranje izmjeničnog napona prikladnog za generatore u viši napon prikladan za prijenos na velike udaljenosti. Struktura u kojoj se nalaze turbine i generatori, au koju se dovode cijevi ili dovodni dovod, naziva se strojarnica .

MJESTO

Hidroelektrane se obično nalaze u branama koje zatvaraju rijeke, podižući tako razinu vode iza brane i stvarajući što je moguće veći pad. Potencijalna snaga koja se može dobiti iz volumena vode izravno je proporcionalna radnoj visini. Za proizvodnju jednake količine energije, instalacija s niskim radnim naporom zahtijevat će više vode od instalacije s visokim radnim naporom.

SKLADIŠTENJE HIDROENERGIJE

Potražnja za električnom energijom znatno varira u različito doba dana. Kako bi se izjednačilo opterećenje generatora, povremeno se grade crpne hidroelektrane. Tijekom razdoblja izvan vršnog opterećenja, dio dodatne dostupne energije dovodi se u generator koji radi kao motor, tjerajući turbinu da pumpa vodu u povišeni rezervoar. Pumpno-akumulacijski sustavi su učinkoviti i pružaju ekonomičan način za zadovoljenje vršnih opterećenja.

U određenim obalnim područjima izgrađene su hidroelektrane kako bi se iskoristile dizanje i opadanje plime i oseke. Kada naiđu plime i oseke, voda se nakuplja u jednom ili više rezervoara i ispušta se za pogon hidrauličkih turbina i njihovih povezanih električnih generatora.

Padajuća voda je jedan od tri glavna izvora energije koji se koriste za proizvodnju električne energije, a druga dva su fosilna goriva i nuklearna goriva . Hidroelektrična energija ima određene prednosti u odnosu na druge izvore budući da je kontinuirano obnovljiva zbog ponavljajuće prirode hidrološkog ciklusa i ne proizvodi toplinsko onečišćenje.

Hidroelektrična energija je preferirani izvor energije u područjima s obilnim oborinama iu brdovitim ili planinskim područjima koja su u relativnoj blizini glavnih centara opterećenja.

Mnogi od negativnih utjecaja hidroelektrane na okoliš dolaze od povezanih brana, koje mogu prekinuti migraciju riba koje se mrijeste, poput lososa, i trajno istisnuti ekološke i ljudske zajednice kako se akumulacije pune.

Termionski pretvarač snage koji se naziva i termoenički generator uređaj je koji pretvara toplinu izravno u električnu energiju pomoću termioničke emisije umjesto da je prvo mijenja u neki drugi oblik energije.

Termionski pretvarač snage ima dvije elektrode, od kojih je jedna podignuta na dovoljno visoku temperaturu da postane termionički emiter elektrona, a druga elektroda koja se naziva kolektor, jer prima emitirane elektrone, radi na znatno nižoj temperaturi. Prostor između elektroda ponekad je vakuum, ali je normalno ispunjen plinom ili parom pod niskim tlakom. Termonički pretvarači su uređaji u čvrstom stanju bez pokretnih dijelova i pokazuju relativno veliki omjer snage i težine, te su vrlo prikladni za neke primjene u svemirskim letjelicama.

Termionski pretvarač energije može se promatrati kao elektronička dioda koja pretvara toplinu u električnu energiju putem termoemisije. Također se može smatrati u smislu termodinamike toplinskim motorom koji koristi plin bogat elektronima kao svoj radni fluid.

VRSTE TERMONIČKIH PRETVARAČA

Glavne vrste termionskih pretvarača su:

• Vakuumski pretvarači. Učinkovitost i raspoloživa snaga termionskog pretvarača uvelike je ograničena nakupljanjem prostornog naboja između elektroda. Vakuumski pretvarači koriste mali razmak između kolektora i emitera. Razmak je 0,025 do 0,038 mm ili 0,001 do 0,0015 inča. To je u svrhu smanjenja učinaka uzrokovanih elektroničkim prostornim nabojem. Na temperaturi od oko 800 stupnjeva ili 1500 Fahrenheita, električna energija se pretvara brzinom od 0,1 do 1 vat po centimetru kvadratnom površine emitera. Proizvodnja pretvarača s tako malim razmacima je teška.
• Konvertori punjeni plinom ili plazma. Dizajn ovih pretvarača je takav da podržava kontinuirano stvaranje pozitivno nabijenih iona i miješanje s negativno nabijenim elektronima između kolektora i emitera. Ovo je da plazma dobije neutralni prostorni naboj. Ovo smanjuje elektrostatičku otpornu silu na koju oslobođeni elektron nailazi kada prelazi u kolektor od emitera.
• Pomoćni pretvarači pražnjenja. U ovoj vrsti pretvarača, između elektroda se koristi inertni plin (kao što su: ksenon, neon ili argon). Primjena napona na treću elektrodu dovodi do stvaranja pozitivnih iona. Glavna prednost ove vrste pretvarača je da rade na niskim temperaturama. To omogućuje korištenje nekoliko fosilnih goriva.

PREDNOSTI HIDROENERGIJE

Prednosti korištenja hidroelektrične energije uključuju;

• Minimalno onečišćenje jer nema izgaranja goriva.
• To je besplatan izvor energije, jer je voda koja pokreće turbine oslobođena prirode.
• Hidroenergija sprječava emisiju stakleničkih plinova, čime se čuva okoliš.
• Hidroenergija ima niske troškove održavanja i rada.
• To je obnovljivi izvor energije. Kiša je besplatna i odgovorna je za ponovno punjenje rezervoara. Stoga je gorivo gotovo uvijek tu.

NEDOSTACI HIDROENERGIJE

Nedostaci hidroenergije uključuju;

• Visoki troškovi investicije.
• Ovisi o padalinama.
• Ometa raznolikost u vodi, na primjer, ribe.

SAŽETAK

• Hidroenergija je snaga koja se dobiva iz energije padajuće ili brzo tekuće vode
• Proizvodnja hidroenergije vrši se podizanjem vode, a potom ispuštanjem kroz tunele. Kako voda teče pod visokim pritiskom, ona pokreće turbine
• Mehanička energija iz turbina pretvara se u električnu pomoću pogonskih generatora
• Transformatori pomažu u prijenosu električne energije na velike udaljenosti
• Hidroenergija je obnovljivi izvor energije