Back to the topics list

umeme wa maji

Nishati ya maji, pia inajulikana kama nguvu ya umeme wa maji ni nguvu inayotokana na nishati ya maji yanayoanguka au yaendayo haraka, ambayo yanaweza kuunganishwa kwa madhumuni muhimu. Umeme wa maji kutoka kwa aina nyingi za vinu vya maji umetumika mara kadhaa kama chanzo cha nishati mbadala kwa umwagiliaji na uendeshaji wa vifaa tofauti vya mitambo, kama vile vinu.

Katika ^karne ya 19, umeme wa maji ukawa chanzo cha kuzalisha umeme. Cragside huko Northumberland, Uingereza ilikuwa nyumba ya kwanza inayoendeshwa na umeme wa maji mnamo 1878 na kiwanda cha kwanza cha umeme cha kibiashara kilijengwa katika Maporomoko ya Niagara mnamo 1879. Mnamo 1881, taa za barabarani katika jiji la Niagara Falls ziliendeshwa kwa nguvu ya maji.

  MALENGO YA KUJIFUNZA

• Fafanua umeme wa maji.
• Eleza mtiririko wa maji kupitia kituo cha nguvu.
• Eleza aina tofauti za nishati.
• Eleza miradi ya msingi ya nishati ya maji na jinsi inavyotumia nishati.
• Jadili athari za mazingira za uwekaji umeme wa maji.

KIZAZI CHA MAJI YA MAJI

Katika uzalishaji wa nguvu za umeme wa maji, maji hukusanywa au kuhifadhiwa kwenye mwinuko wa juu na kuongozwa chini kupitia mabomba makubwa au vichuguu hadi mwinuko wa chini. Tofauti katika miinuko hii miwili inajulikana kama kichwa . Mwishoni mwa kifungu chake chini ya mabomba, maji yanayoanguka husababisha turbines kuzunguka. Mitambo hiyo, kwa upande wake, huendesha jenereta, ambazo hubadilisha nishati ya mitambo ya mitambo kuwa umeme . Kisha transfoma hutumiwa kubadilisha voltage mbadala inayofaa kwa jenereta hadi voltage ya juu inayofaa kwa upitishaji wa umbali mrefu. Muundo unaoweka turbines na jenereta, na ambayo mabomba au penstocks hulisha, inaitwa powerhouse .

MAHALI

Mitambo ya kuzalisha umeme wa maji kwa kawaida huwekwa katika mabwawa ambayo huziba mito, na hivyo kuinua kiwango cha maji nyuma ya bwawa na kuunda kichwa kirefu kadri inavyowezekana. Nguvu inayowezekana ambayo inaweza kupatikana kutoka kwa kiasi cha maji ni sawa na kichwa cha kazi. Ili kuzalisha kiasi sawa cha nguvu, ufungaji wa kichwa cha chini cha kazi utahitaji kiasi kikubwa cha maji kuliko ufungaji wa kichwa cha juu cha kazi.

HIFADHI YA MAJI YA MAJI

Mahitaji ya nishati ya umeme hutofautiana sana kwa nyakati tofauti za siku. Ili hata mzigo kwenye jenereta, vituo vya umeme vya hifadhi ya pumped hujengwa mara kwa mara. Wakati wa vipindi visivyo na kilele, baadhi ya nguvu za ziada zinazopatikana hutolewa kwa jenereta inayofanya kazi kama injini, inayoendesha turbine kusukuma maji kwenye hifadhi iliyoinuliwa. Mifumo ya uhifadhi wa pampu ni mzuri na hutoa njia ya kiuchumi ya kukidhi mizigo ya kilele.

Katika baadhi ya maeneo ya pwani, mitambo ya kuzalisha umeme kwa maji imejengwa ili kuchukua fursa ya kupanda na kushuka kwa mawimbi. Mawimbi yanapoingia, maji huzuiliwa katika hifadhi moja au zaidi hutolewa ili kuendesha mitambo ya majimaji na jenereta zao za umeme zilizounganishwa.

Maji yanayoanguka ni mojawapo ya vyanzo vitatu vikuu vya nishati vinavyotumiwa kuzalisha nishati ya umeme, vingine viwili vikiwa ni nishati ya kisukuku na nishati ya nyuklia . Nishati ya maji ina faida fulani juu ya vyanzo vingine kwa kuwa inaweza kufanywa upya kila mara kutokana na hali ya kujirudia ya mzunguko wa maji na haitoi uchafuzi wa joto.

Nishati ya maji ni chanzo kinachopendekezwa cha nishati katika maeneo yenye mvua nyingi na maeneo yenye vilima au milima ambayo yako karibu sana na vituo vikuu vya mizigo.

Nyingi za athari mbaya za kimazingira za nishati ya umeme wa maji hutoka kwa mabwawa yanayohusiana, ambayo yanaweza kukatiza uhamaji wa samaki wanaotaga, kama vile samoni, na kuhamisha kabisa jumuiya za kiikolojia na za binadamu kadiri hifadhi zinavyojaa.

Kigeuzi cha nguvu cha thermionic pia huitwa jenereta ya thermionic ni kifaa ambacho hubadilisha joto moja kwa moja kuwa umeme kwa kutumia utoaji wa thermionic badala ya kuibadilisha kwanza hadi aina nyingine ya nishati.

Kigeuzi cha nguvu cha thermionic kina elektrodi mbili, moja kati ya hizi zilizoinuliwa hadi joto la juu vya kutosha kuwa emitter ya elektroni ya thermionic, na elektrodi nyingine inayoitwa mtoza, kwa sababu inapokea elektroni zinazotolewa, inaendeshwa kwa joto la chini sana. Nafasi kati ya elektrodi wakati mwingine ni utupu lakini kwa kawaida hujazwa na gesi au mvuke kwa shinikizo la chini. Vigeuzi vya halijoto ni vifaa vya hali dhabiti visivyo na sehemu zinazosonga na vinaonyesha uwiano mkubwa wa nguvu-kwa-uzito, vinafaa kwa baadhi ya programu kwenye vyombo vya angani.

Kigeuzi cha nguvu cha thermionic kinaweza kutazamwa kama diode ya kielektroniki ambayo hubadilisha joto hadi nishati ya umeme kupitia utoaji wa thermionic. Inaweza pia kuzingatiwa katika suala la thermodynamics kama injini ya joto ambayo hutumia gesi yenye utajiri wa elektroni kama giligili yake ya kufanya kazi.

AINA ZA VIGEUZI VYA THERMIONIC

Aina kuu za vibadilishaji vya thermionic ni:

• Vigeuzi vya utupu. Ufanisi na uwezo unaopatikana wa kibadilishaji cha thermionic ni mdogo sana na mkusanyiko wa malipo ya nafasi kati ya elektroni. Waongofu wa utupu hutumia pengo ndogo kati ya mtoza wake na emitter. Pengo ni 0.025 hadi 0.038mm au 0.001 hadi 0.0015 inch. Hii ni hivyo ili kupunguza athari zinazosababishwa na malipo ya nafasi ya kielektroniki. Kwa joto la Digrii 800 au 1500 Fahrenheit, nguvu ya umeme inabadilishwa kwa kiwango cha 0.1 hadi 1 watt kwa sentimita mraba ya uso wa emitter. Utengenezaji wa waongofu na nafasi ndogo kama hizo ni ngumu.
• Vibadilishaji vya gesi au plasma. Muundo wa waongofu hawa ni kwamba inasaidia kizazi cha kuendelea cha ions chaji chanya, na kuchanganya na elektroni zilizoshtakiwa vibaya, kati ya mtoza na emitter. Hii ni kutoa plasma na malipo ya nafasi ya upande wowote. Hii inapunguza nguvu ya upinzani ya kielektroniki ambayo elektroni iliyokombolewa hukutana nayo inapopita kwa mtozaji kutoka kwa emitter.
• Waongofu wa usaidizi wa kutokwa. Katika aina hii ya waongofu, gesi ya inert (kama vile: xenon, neon au argon), hutumiwa kati ya electrodes. Matumizi ya voltage kwa electrode ya tatu husababisha uzalishaji wa ions chanya. Faida kuu ya aina hii ya waongofu ni kwamba wanafanya kazi kwa joto la chini. Hii inaruhusu matumizi ya mafuta kadhaa ya mafuta.

FAIDA ZA MAJI YA MAJI

Faida za kutumia nguvu za umeme wa maji ni pamoja na;

• Uchafuzi mdogo kwani hakuna mafuta yanayochomwa.
• Ni chanzo cha bure cha nguvu, kwani maji ambayo huendesha turbines hayana asili.
• Umeme wa maji huzuia utoaji wa gesi chafu, kwa hiyo, kuhifadhi mazingira.
• Umeme wa maji una gharama ya chini ya matengenezo na uendeshaji.
• Ni chanzo cha nishati mbadala. Mvua ni bure na ina jukumu la kujaza tena hifadhi. Kwa hiyo, mafuta ni karibu daima huko.

HASARA ZA MAJI YA MAJI

Hasara za umeme wa maji ni pamoja na;

• Gharama kubwa ya uwekezaji.
• Inategemea mvua.
• Inaingilia utofauti wa maji, kwa mfano, samaki.

MUHTASARI

• Nishati ya maji ni nguvu inayotokana na nishati ya maji yanayoanguka au yanayokimbia haraka
• Uzalishaji wa umeme wa maji unafanywa kwa kuinua maji, na kisha kuyaacha chini kupitia vichuguu. Maji yanapopita katika shinikizo la juu, hugeuka turbines
• Nishati ya mitambo kutoka kwa turbines inabadilishwa kuwa nishati ya umeme na jenereta za gari
• Transfoma husaidia umeme kupitishwa kwa umbali mrefu
• Nishati ya maji ni chanzo cha nishati mbadala