Хидроелектрана

Хидроелектрана или хидроелектрична централа е електрична централа за производство на електрична енергија со вода. Течната вода пак со својата кинетичка енергија со помош на хидраулична турбина, која е поврзана со електрична машина - генератор на електрична енергија.

Хидроелектрана-шема: А-резервоар, Б-зграда, Ц-турбина, Д-генератор, Е-влез на вода, Ф-цевка за вода, Г-високонапонска линија, Х-река

Овој вид на електрани се гради на местата каде постојат доволно течна вода во смисла на количината и висинската разлика. Силата на хидроелектраните е пропорционална количина на вода и висинската разлика. Затоа се бираат водотекови со голем проток на вода (рамничарски реки со мала висинска разлика не е поволна) или планинските реки со помал тек, но со голем пад од височина.

Еден kWh енергија произведен во хидроелектрана е значајно поевтин од онај во термоелектрани и има помало негативно влијание на животната околина. Од оваа причина хидроелектраните се попопуларни и пожелни како извор на енергија за една држава. Меѓутоа количината на произведена енергија зависи од количината на протокот на водата и варира во текот на годината. Ова се смета за најголем недостаток на овие електрани со фактот што акумулираните езера заземаат огромни простори на најверојатно плодно земјиште.

Околу 30% од електричната енергија во светот се произведува во хидроелектрани.

Видови

Хидроелектрана Ѓердап II

По количината на водата и начинот на конструкцијата се разликуваат следните видови:

• Акумулациона хидроелектрана, која се произведува со реконструкција на реката и запирање на протокот со (брана), што доведува до создавање на големо акумулационо езеро низводно од брана која содржи големи количини на вода што претставува резервоар на енергија, но може да се користи и во други цели (наводување, риболов итн). Кај ваквите врсти на електрани обично постојат големи годишни варијации во количината на проток на вода. Акумулационо езеро поседува потенцијална енергија која е резултат на висинската разлика на горните агли на езерото и монтажната точка на генераторот, која се претвора во кинетичка енергија на водата која започнува сечилаата на турбината. Водата од браната оди ниѕ тѕнели кои можат да бидат со километри долги до местото каде се е изградила електраната со турбина и генератори. За електраните на реките со голем пад и мал проток се користат Пелтоновите турбини, а во случаите кога количината на водата е доволна се користи Францисоновите турбини.
• Реверзибилна хидроелектрана е слична по конструкцијата на акумулационите хидроелектрани, но има големи пумпи кои во време на помалку потрошна струја ја враќаат водата во акумулационото езеро, додека во време на недостаток на енергија за ослободување на вода од акумулацијата и произведуваат струја во ситуација кога е попотребна и поскапа. Ваквите електрани служат за балансирање на производството и потрошувачката во електричната мрежа.
• Проточна хидроелектрана има мала висинска разлика пред и зад местото на фаќање на водата така да не се користи потенцијалната енергетска разлика на нивото веќе само кинетичка енергија која поседува воден тек. Затоа, моќта на таквата електрана зависи од моменталната количина на проток на вода. Кај овие електран за почеток на генератор се користат Каплановите турбини кои се погодни за големите протоци на вода и мали падови.

Турбините не користат кинетичка енергија (тоа зависи од видот на турбината), дури и тоа е најлош случај со (Пелтон турбина). Турбините на Каплан и Франц едноставно ја користат енергијата под притисок како примарни и кинетички како секундарни.

Хидраулична турбина и електричен генератор, пресечен преглед. A: Генератор; Б: Турбина; 1: Статор, 2: Ротор, 3: Капетана врата, 4: Турбина нож, 5: Проток на вода, 6: Вратило на турбина.

Влијание на животната средина

Со оглед на тоа дека не се користи гориво, поготово не фосилно, хидроелектраните имаат позитивно влијание врз природата. Следно што е битно да не постои зависност на цената на произведена енергија од раст на цената за нафта, гас или други горива. Хидроелектраните се потребни за подолго време на оперативен животен век од термоелектрана, на пример. Постојат електрани кои се во функција и повеќе од 50 години. Најмногу погодени се акумулационите езера кои се појавуваат пред браната. Се мисли дека тие позитивно влијаат на можност за контрола на поплави, наводнување, водоснабдување, риболов, развој на туризмот и спортови на вода.

Во прилог на овие, постојат и негативни влијанија на животната средина. Во ситуација кога акумулационото езеро на рамничарска река, тогаш доаѓа до успорување на текот на низводно и зголемено ниво на подземните води (ситуација со хидроелектраната Бердап). Големо езеро прави промена на микроклимата на едно помало подрачје на зголемување на влага, па се случува да бранителите за заштита на културните вредности не дозволуваат создавање на резервоари во близина на предмети со чувствително фреско сликарство. Исто така, браните прекинуваат миграциски правци од рибниот вид кој се мрести поводно, доколку на браните нема специјално предвидени премини за риби. Планинските реки кои прават кањони и клисури се погодни за правење акумулација со голем пад и потенцијална хидроенергије, но со цена потполни потопување и промена на екосистемот. Покрај тоа, во акумулациите се акумулираат многу речните депозити во кои постои органски материјал кој почнува да се распаѓа, што доведува до појава на метан, гас што е многу поопасен од јаглерод диоксид во смисла ефекти на стаклена градина.

Поврзано

• Хидроенергија
• Електрани
• Електрана на бранови
• Електрана на плима
• Воденица