Енергія води, як і інші сили природного походження – вітер і сонячне випромінювання – відноситься до поновлюваних джерел енергії. Вона стала одним з перших видів енергії, яку людство навчилося використовувати в господарських цілях. Спочатку це були річкові млини, в яких потік води через кілька передач приводив в дію жорно. Згодом конструкції водяного приводу ускладнювалися, він почав активно використовуватися в промисловості, наприклад, приводячи в дію багатотонні молоти для кування металу. Але з часом від використання водяного приводу відмовилися – його замінив більш економічний та технологічно досконалий паровий механізм.
Каховська гідроелектростанція
В даний час енергія води активно використовується для виробництва електрики, майже 25% всієї електрики в світі генерується з її використанням.
Енергія води: основні способи генерації електрики
Гідроенергетику можна розділити на три основні види.
Хвильові електростанції
Один з найбільш перспективних напрямків розвитку світової електроенергетики. Навіть при невеликому хвилюванні можна отримати до 15 кВт/год електроенергії з одного погонного метра. Складність полягає в перетворенні кінетичної енергії води, що рухається, конструкція лопатей генератора (за рахунок обертання якого виробляється електроенергія) поки залишається недосконалою, тому в промислових масштабах енергія води у вигляді хвиль поки не використовується.
Приливні електростанції
За рахунок обертання Землі і сил гравітації, викликаних Місяцем і Сонцем, відбувається регулярний рух величезних мас морської води до берега і в зворотному напрямку. Це явище відоме як приплив і відплив. Під час припливу відбувається заповнення спеціальних резервуарів, розташованих на береговій лінії. Найчастіше такі резервуари створюють шляхом будівництва дамб. З початком відпливу, коли вода починає рухатись у зворотному напрямку , її рух використовується для обертання турбін. Чим більше різниця рівня води під час припливу і відпливу – тим вище ефект. Недолік такої станції – складність і висока вартість зведення споруд і нестабільність вироблення електроенергії. Приливні станції можуть використовуватися тільки в складі загальної енергосистеми.
Найбільша приливна електростанція в Європі, Ля Ранс (Франція)
Гідроелектростанції (ГЕС)
На сьогоднішній день – це найпоширеніший тип гідроелектрогенеруючих установок, в яких застосовується енергія води. Електроенергія виробляється за рахунок перетворення турбінами механічної (кінетичної) енергії води (найчастіше – падаючої, що отримана за рахунок перепаду висоти) в електричну. Чим вище різниця висот, тим потужніше електростанція, тому, щоб збільшити різницю, часто будують греблі.
Переваги використання ГЕС:
- низька вартість одержуваної електроенергії (дешевше тільки АЕС)
- можливість плавного регулювання потужності станції (що дуже важливо для балансування енергосистеми)
- екологічна чистота одержуваної електроенергії.
До недоліків відноситься складність зведення гідротехнічних споруд – гребель, затоплення земель водосховищами, що при цьому утворюються, порушення природного місця існування риб, перекриття шляхів проходу риб на нерестовища.
Будівництво гідроакумулюючих станцій, незважаючи на їх відносно невисокий ККД, є одним з методів балансування енергосистеми з великою кількістю електрогенеруючих потужностей, що використовують поновлювані джерела енергії.
