Энергия воды

База знаний

Энергия воды, как и другие силы природного происхождения — ветер и солнечное излучение — относится к возобновляемым источникам энергии. Она стала одним из первых видов энергии, которую человечество научилось использовать в хозяйственных целях. Первоначально это были речные мельницы, в которых поток воды через несколько передач приводил в действие жернов. Со временем конструкции водяного привода усложнялись, он начал активно использоваться в промышленности, к примеру, приводя в действие многотонные молоты для ковки стали. Но со временем от использования водяного привода отказались – его заменил более экономичный и технологически совершенный паровой механизм.

Энергия воды

Каховская ГЭС

В настоящее время энергия воды активно используется для производства электричества, почти 25% всего электричества в мире генерируется с её использованием.

Энергия воды: основные способы генерации электричества:

Гидроэнергетику можно разделить на три основных вида.

Волновые электростанции

Одно из наиболее перспективных направлений развития мировой электроэнергетики. Даже при небольшом волнении можно получить до 15 кВт/ч электроэнергии с одного погонного метра. Сложность заключается в преобразовании кинетической энергии движущейся воды, конструкция лопастей генератора (за счет вращения которого вырабатывается электроэнергия) пока остается несовершенной, поэтому в промышленных масштабах энергия воды в виде волн пока не используется.

Приливные электростанции

За счет вращения Земли и сил гравитации, вызванных Луной и Солнцем, происходит регулярное движение огромных масс морской воды к берегу и в обратном направлении. Это явление известно как прилив и отлив. Во время прилива происходит заполнение специальных резервуаров, расположенных на береговой линии. Чаще всего такие резервуару создают путем строительства дамб. С началом отлива, когда вода устремляется назад, её движение используется для вращения турбин. Чем больше разница уровня воды во время прилива и отлива – тем выше эффект. Недостаток такой станции – сложность и высокая стоимость возведения сооружений и нестабильность выработки электроэнергии. Приливные станции могут использоваться только в составе общей энергосистемы.

Энергия воды

Крупнейшая в Евровпе приливная электростанция в Ля Ранс, Франция

Гидроэлектростанции (ГЭС)

На сегодняшний день – это самый распространенный тип гидроэлектрогенерирующих установок, в которых применяется энергия воды. Электроэнергия вырабатывается за счет преобразования турбинами механической (кинетической) энергии воды (чаще всего – падающей, получаемой за счет перепада высоты) в электрическую. Чем выше разница высот, тем мощнее электростанция, поэтому, чтобы увеличить разницу, часто строят плотины.

Преимущества использования ГЭС:

  • низкая стоимость получаемой электроэнергии (дешевле только АЭС)
  • возможность плавного регулирования мощности станции (что очень важно для балансировки энергосистемы)
  • экологическая чистота получаемой электроэнергии.

К недостаткам относится сложность возведения гидротехнических сооружений – плотин, затопление земель образующимися водохранилищами, нарушение естественной среды обитания рыб, перекрытие путей прохода рыб на нерестилища.

Строительство гидроаккумулирующих станций, несмотря на их относительно невысокий КПД, является одним из методов балансировки энергосистемы с большим количеством электрогенерирующих мощностей, использующих возобновляемые источники энергии.

Lost Password