May hangganan ang halaga ng mga mapagkukunan ng hydropower, bagama't itinuturing ang mga ito na nababago. Ang mga ito ay pambansang kayamanan, tulad ng langis, gas o iba pang mineral, at kailangang pangasiwaan nang mabuti at maingat.
Water Power
Kahit noong sinaunang panahon, napansin ng mga tao na ang tubig na bumabagsak mula sa itaas hanggang sa ibaba ay maaaring gumawa ng ilang gawain, tulad ng pag-ikot ng gulong. Ang pag-aari na ito ng bumabagsak na tubig ay nagsimulang gamitin upang itakda ang mga gulong ng gilingan sa paggalaw. Kaya, lumitaw ang mga unang gilingan ng tubig, na nakaligtas hanggang sa araw na ito halos sa kanilang orihinal na anyo. Ang water mill ay ang unang hydroelectric power plant.
Paggawa ng pagawaan, na nagmula noong ika-17 siglo, ay gumamit din ng mga gulong ng tubig, at noong ika-18 siglo, halimbawa, mayroon nang humigit-kumulang tatlong libong ganoong mga pagawaan sa Russia. Ito ay kilala na ang pinakamalakas na pag-install ng naturang mga gulong ay ginamit sa Krenholm manufactory (Narova River). Ang mga gulong ng tubig ay 9.5 metro ang lapad at nakabuo ng hanggang 500 lakas-kabayo.
Mga mapagkukunan ng hydropower: kahulugan, mga pakinabang at kawalan
Sa ika-19siglo pagkatapos ng mga gulong ng tubig, lumitaw ang mga hydroturbine, at pagkatapos nito - mga de-koryenteng makina. Ginawa nitong posible na i-convert ang enerhiya ng bumabagsak na tubig sa elektrikal na enerhiya, at pagkatapos ay ipadala ito sa isang tiyak na distansya. Sa tsarist Russia, noong 1913, may humigit-kumulang 50,000 units na nilagyan ng mga hydro turbine na nakabuo ng kuryente.
Ang bahaging iyon ng enerhiya ng mga ilog na maaaring gawing elektrikal na enerhiya ay tinatawag na mapagkukunan ng hydropower, at ang aparato na nagko-convert ng enerhiya ng bumabagsak na tubig sa elektrikal na enerhiya ay tinatawag na hydroelectric power station (HPP). Ang aparato ng planta ng kuryente ay kinakailangang may kasamang hydraulic turbine, na nagtutulak ng isang electric generator sa pag-ikot. Upang makuha ang daloy ng bumabagsak na tubig, ang pagtatayo ng planta ng kuryente ay kinabibilangan ng pagtatayo ng mga dam at reservoir.
Mga pakinabang ng paggamit ng hydropower:
- Ang enerhiya ng ilog ay nababago.
- Walang polusyon sa kapaligiran.
- Murang kuryente pala.
- Bumubuti ang mga kondisyon ng klima malapit sa reservoir.
Mga disadvantages ng paggamit ng hydropower:
- Binabaha ang ilang bahagi ng lupa upang makagawa ng reservoir.
- Pagbabago ng maraming ecosystem sa tabi ng ilog, pagbaba ng populasyon ng isda, nakakagambalang mga lugar ng pugad ng ibon, nagpaparumi sa mga ilog.
- Panganib ng gusali sa bulubunduking lugar.
Ang konsepto ng hydropower potential
Upang masuri ang mga mapagkukunan ng hydropower ng isang ilog, bansa o buong planeta sa MundoTinukoy ng Energy Conference (MIREC) ang hydropower potential bilang ang kabuuan ng mga kapasidad ng lahat ng seksyon ng teritoryong isinasaalang-alang na maaaring magamit upang makabuo ng kuryente. Mayroong ilang mga uri ng potensyal na hydropower:
- Gross Potential, na kumakatawan sa mga potensyal na mapagkukunan ng hydropower.
- Ang teknikal na potensyal ay bahagi ng kabuuang potensyal na maaaring magamit sa teknikal.
- Ang potensyal na pang-ekonomiya ay bahagi ng teknikal na potensyal, na ang paggamit nito ay magagawa sa ekonomiya.
Ang teoretikal na kapangyarihan ng ilang agos ng tubig ay tinutukoy ng formula
N (kW)=9, 81QH, kung saan ang Q ay ang bilis ng daloy ng tubig (m3/sec); H ang taas ng talon ng tubig (m).
Ang pinakamalakas na hydroelectric power plant sa mundo
Noong Disyembre 14, 1994, sa Tsina, sa Ilog Yangtze, nagsimula ang pagtatayo ng pinakamalaking hydroelectric power station, na tinatawag na Three Gorges. Noong 2006, natapos ang pagtatayo ng dam, at inilunsad ang unang hydroelectric unit. Ang hydroelectric power plant na ito ay magiging central hydroelectric power plant sa China.
Ang view ng dam ng istasyong ito ay kahawig ng disenyo ng Krasnoyarsk hydroelectric power station. Ang taas ng dam ay 185 metro, at ang haba ay 2.3 km. Sa gitna ng dam ay may isang spillway na idinisenyo upang palabasin ang 116,000 m3 ng tubig bawat segundo, iyon ay, mula sa taas na humigit-kumulang 200 m, higit sa 100 toneladang tubig ang bumabagsak sa isang segundo.
Ang Yangtze River, kung saan itinayo ang Three Gorges Hydroelectric Power Plant, ay isa sa mga pinakamalalakas na ilog ng mundo. Ang pagtatayo ng isang hydroelectric power station sa ilog na ito ay ginagawang posible na gamitin ang mga likas na mapagkukunan ng hydropower ng lugar. Simula sa Tibet, sa taas na 5600 m, ang ilog ay nakakakuha ng malaking potensyal na hydropower. Ang pinakakaakit-akit na lugar para sa pagtatayo ng dam ay ang rehiyon ng Three Gorges, kung saan bumubulusok ang ilog mula sa mga bundok patungo sa kapatagan.
HPP design
Ang Three Gorges Hydropower Plant ay may tatlong powerhouse na naglalaman ng 32 hydroelectric units, bawat isa ay may kapasidad na 700 MW, at dalawang hydroelectric units na may kapasidad na 50 MW. Ang kabuuang kapasidad ng HPP ay 22.5 GW.
Bilang resulta ng pagtatayo ng dam, nabuo ang isang reservoir na may volume na 39 km3. Ang pagtatayo ng dam ay nagresulta sa paglipat ng mga residente ng dalawang lungsod na may kabuuang populasyon na 1.24 milyong katao sa isang bagong lugar. Bilang karagdagan, 1,300 arkeolohiko na mga bagay ang inalis mula sa baha. 11.25 bilyong dolyares ang ginastos sa lahat ng paghahanda para sa pagtatayo ng dam. Ang kabuuang halaga ng pagtatayo ng Three Gorges hydroelectric power plant ay $22.5 bilyon.
Ang pagtatayo ng hydroelectric power station na ito ay wastong nagbibigay ng nabigasyon, bukod pa rito, pagkatapos ng pagtatayo ng reservoir, ang daloy ng mga cargo ship ay tumaas ng 5 beses.
Ang mga pampasaherong barko ay dumadaan sa ship lift, na nagpapahintulot sa mga barko na tumitimbang ng hindi hihigit sa 3,000 tonelada. Dalawang linya ng limang yugto na mga kandado ang ginawa para sa pagpasa ng mga barkong pangkargamento. Sa kasong ito, ang bigat ng mga sisidlan ay dapat na mas mababa sa 10,000 tonelada.
Yangtze HPP Cascade
Ang mga yamang tubig at hydropower ng Yangtze River ay nagbibigay-daan sa pagtatayo ditoang ilog ay may higit sa isang hydroelectric power station, na isinagawa sa China. Sa itaas ng Three Gorges hydroelectric power station, isang buong cascade ng hydroelectric power station ang itinayo. Ito ang pinakamalakas na cascade ng hydroelectric power plants na may kapasidad na higit sa 80 GW.
Ang pagtatayo ng cascade ay nag-iwas sa pagbabara ng Three Gorges reservoir, dahil binabawasan nito ang pagguho sa ilog sa itaas ng agos ng hydroelectric power station. Pagkatapos nito, mas kaunting putik na dadalhin sa tubig.
Bilang karagdagan, ang HPP cascade ay nagbibigay-daan sa iyo na i-regulate ang daloy ng tubig sa Three Gorges HPP at makakuha ng pare-parehong power generation dito.
Itaipu sa Ilog Parana
Ang ibig sabihin ng
Paraná ay "ilog na pilak", ito ang pangalawang pinakamalaking ilog sa Timog Amerika at may haba na 4380 km. Ang ilog na ito ay dumadaloy sa napakatigas na lupa, samakatuwid, sa pagdaig nito, lumilikha ito ng mga agos at talon sa daan nito. Ang sitwasyong ito ay nagpapahiwatig ng mga paborableng kondisyon para sa pagtatayo ng mga hydroelectric power plant dito.
Ang Itaipu HPP ay itinayo sa Parana River, 20 km mula sa lungsod ng Foz do Iguacu sa South America. Sa mga tuntunin ng kapangyarihan, ang hydroelectric power plant na ito ay pangalawa lamang sa Three Gorges HPP. Matatagpuan sa hangganan ng Brazil at Paraguay, ang Itaipu HPP ay nagbibigay ng buong kuryente sa Paraguay at 20% sa Brazil.
Ang pagtatayo ng hydroelectric power plant ay nagsimula noong 1970 at natapos noong 2007. Sampung 700 MW generators ang na-install sa panig ng Paraguay at ang parehong numero sa panig ng Brazil. Dahil mayroong isang tropikal na kagubatan sa paligid ng hydroelectric power station, na napapailalim sa pagbaha, ang mga hayop mula sa mga lugar na ito ay inilipat sa ibang mga teritoryo. Ang haba ng dam ay 7240 metro,at ang taas ay 196 m, ang halaga ng konstruksiyon ay tinatayang 15.3 bilyong dolyar. Ang kapasidad ng HPP ay 14,000 GW.
Russian hydropower resources
Ang Russian Federation ay may malaking potensyal na tubig at enerhiya, ngunit ang mga mapagkukunan ng hydropower ng bansa ay nababahagi nang hindi pantay sa buong teritoryo nito. 25% ng mga mapagkukunang ito ay matatagpuan sa bahagi ng Europa, 40% - sa Siberia at 35% - sa Malayong Silangan. Sa European na bahagi ng estado, ayon sa mga eksperto, ang hydropower potential ay ginagamit ng 46%, at ang buong hydropower potential ng estado ay tinatayang nasa 2500 billion kWh. Ito ang pangalawang resulta sa mundo pagkatapos ng China.
Mga pinagmumulan ng hydropower sa Siberia
Siberia ay may malaking reserba ng hydropower, ang Eastern Siberia ay lalong mayaman sa mga mapagkukunan ng hydropower. Ang mga ilog na Lena, Angara, Yenisei, Ob at Irtysh ay dumadaloy doon. Ang hydro potential ng rehiyong ito ay tinatayang nasa 1,000 bilyon kWh.
Sayano-Shushenskaya HPP na pinangalanang P. S. Neporozhny
Ang kapasidad ng hydroelectric power plant na ito ay 6400 MW. Ito ang pinakamalakas na hydroelectric power plant sa Russian Federation, at ito ay ika-14 sa ranking sa mundo.
Ang seksyon ng Yenisei, na tinatawag na Sayan corridor, ay paborable para sa pagtatayo ng mga hydroelectric power plant. Dito dumadaan ang ilog sa Sayan Mountains, na bumubuo ng maraming agos. Sa lugar na ito itinayo ang Sayano-Shushenskaya HPP, pati na rin ang iba pang mga HPP na bumubuo ng isang kaskad. Ang Sayano-Shushenskaya HPP ay ang pinakamataas na hakbang sa cascade na ito.
Isinagawa ang konstruksyon mula 1963 hanggang 2000. Disenyo ng istasyonbinubuo ng isang dam na may taas na 245 metro at haba na 1075 metro, isang gusali ng power plant, isang switchgear at isang istraktura ng spillway. Mayroong 10 hydraulic unit na may kapasidad na 640 MW bawat isa sa gusali ng HPP.
Ang reservoir na nabuo pagkatapos itayo ang dam ay may volume na higit sa 30 km3, at ang kabuuang lawak nito ay 621 km2.
Malalaking HPP ng Russian Federation
Ang hydropower resources ng Siberia ay kasalukuyang ginagamit ng 20%, bagama't maraming medyo malalaking hydroelectric power station ang naitayo dito. Ang pinakamalaki sa kanila ay ang Sayano-Shushenskaya HPP, na sinusundan ng mga sumusunod na hydroelectric power plant:
- Krasnoyarskaya HPP na may kapasidad na 6000 MW (sa Yenisei). Mayroon itong ship lift, ang tanging isa sa Russian Federation sa ngayon.
- Bratskaya HPP na may kapasidad na 4500 MW (sa Angara).
- Ust-Ilimskaya HPP na may kapasidad na 3840 MW (sa Angara).
Ang Malayong Silangan ay may pinakamaliit na potensyal. Ayon sa mga eksperto, ang hydro potential ng rehiyong ito ay ginagamit ng 4%.
Mga pinagmumulan ng hydropower sa Kanlurang Europa
Sa mga bansa sa Kanlurang Europa, ang potensyal ng hydropower ay halos ganap na ginagamit. Kung ito ay masyadong mataas, kung gayon ang mga naturang bansa ay ganap na nagbibigay ng kanilang sarili ng kuryente mula sa mga hydroelectric power plant. Ito ang mga bansa tulad ng Norway, Austria at Switzerland. Nangunguna ang Norway sa mundo sa paggawa ng kuryente sa bawat naninirahan sa bansa. Sa Norway, ang bilang na ito ay 24,000 kWh kada taon, at 99.6% ng enerhiyang ito ay ginagawa ng mga hydroelectric power plant.
Mga potensyal na hydropoweriba't ibang bansa sa Kanlurang Europa ay kapansin-pansing naiiba sa bawat isa. Ito ay dahil sa iba't ibang kondisyon ng lupain at iba't ibang runoff formation. 80% ng kabuuang potensyal ng hydropower ng Europa ay puro sa mga bundok na may mataas na daloy ng daloy: ang kanlurang bahagi ng Scandinavia, ang Alps, ang Balkan Peninsula at ang Pyrenees. Ang kabuuang potensyal ng hydropower ng Europe ay 460 bilyon kWh bawat taon.
Ang mga reserbang panggatong sa Europa ay napakaliit, kaya ang mga mapagkukunan ng enerhiya ng mga ilog ay napakalaki ng pag-unlad. Halimbawa, sa Switzerland ang mga mapagkukunang ito ay binuo ng 91%, sa France - ng 92%, sa Italy - ng 86%, at sa Germany - ng 76%.
HPP Cascade sa Rhine River
Isang cascade ng hydroelectric power plants ang itinayo sa ilog na ito, na binubuo ng 27 hydroelectric power plants na may kabuuang kapasidad na humigit-kumulang 3,000 MW.
Isa sa mga istasyon ay itinayo noong 1914. Ito ang HPP Laufenburg. Dalawang beses itong sumailalim sa muling pagtatayo, pagkatapos ay ang kapasidad nito ay 106 MW. Bilang karagdagan, ang istasyon ay kabilang sa mga monumento ng arkitektura at isang pambansang kayamanan ng Switzerland.
Ang
HPP Rheinfelden ay isang modernong hydroelectric power plant. Ang paglulunsad nito ay isinagawa noong 2010, at ang kapasidad ay 100 MW. Kasama sa disenyo ang 4 na hydraulic unit na 25 MW bawat isa. Ang hydroelectric power station na ito ay itinayo upang palitan ang lumang istasyon na itinayo noong 1898. Ang lumang istasyon ay kasalukuyang nasa ilalim ng pagsasaayos.
Mga pinagmumulan ng hydropower sa Africa
Ang mga mapagkukunan ng hydropower ng Africa ay dahil sa mga ilog na dumadaloy sa teritoryo nito: ang Congo, Nile, Limpopo, Niger at Zambezi.
Ilog Congoay may malaking potensyal na hydroelectric. Ang bahagi ng daloy ng ilog na ito ay may kaskad ng mga talon na kilala bilang Inga Rapids. Dito, bumababa ang tubig mula sa taas na 100 metro sa bilis na 26,000 m3 bawat segundo. Sa lugar na ito, 2 hydroelectric power plant ang itinayo: "Inga-1" at "Inga-2".
Inaprubahan ng Gobyerno ng Demokratikong Republika ng Congo noong 2002 ang proyekto para sa pagtatayo ng Big Inga complex, na naglaan para sa muling pagtatayo ng mga kasalukuyang Inga-1 at Inga-2 hydroelectric power station at ang pagtatayo ng ang pangatlo - Inga-3. Pagkatapos ng pagpapatupad ng mga planong ito, napagpasyahan na itayo ang pinakamalaking Bolshaya Inga complex sa mundo.
Ang proyektong ito ang paksa ng talakayan sa International Energy Conference. Isinasaalang-alang ang estado ng mga mapagkukunan ng tubig at hydropower ng Africa, ang mga kinatawan ng negosyo at gobyerno mula sa Central at South Africa, na naroroon sa kumperensya, ay inaprubahan ang proyektong ito at itinakda ang mga parameter nito: ang kapasidad ng "Big Inga" ay itinakda sa 40,000 MW, na higit pa sa pinakamakapangyarihang hydroelectric power station na " Three Gorges "halos 2 beses. Ang pagkomisyon ng HPP ay naka-iskedyul para sa 2020, at ang mga gastos sa konstruksiyon ay inaasahang magiging $80 bilyon.
Kapag natapos na ang proyekto, ang DRC ang magiging pinakamalaking supplier ng kuryente sa mundo.
North African power grid
North Africa ay matatagpuan sa kahabaan ng baybayin ng Mediterranean Sea at Atlantic Ocean. Ang rehiyong ito ng Africa ay tinatawag na Maghreb, o ang Arab West.
Ang mga mapagkukunan ng hydropower sa Africa ay hindi pantay na ipinamamahagi. Sa hilaga ng kontinente ay ang pinakamainit na disyerto sa mundo - ang Sahara. Ang teritoryong ito ay nakakaranas ng kakulangan ng tubig, kaya ang pagbibigay sa mga rehiyong ito ng tubig ay isang malaking gawain. Ang solusyon nito ay gumawa ng mga reservoir.
Ang mga unang reservoir ay lumitaw sa Maghreb noong 30s ng huling siglo, pagkatapos ay marami sa mga ito ang itinayo noong 60s, ngunit lalo na ang masinsinang konstruksyon ay nagsimula noong ika-21 siglo.
Ang mga mapagkukunan ng hydropower ng North Africa ay pangunahing tinutukoy ng Ilog Nile. Ito ang pinakamahabang ilog sa mundo. Noong 60s ng huling siglo, ang Aswan Dam ay itinayo sa ilog na ito, pagkatapos ng pagtatayo kung saan nabuo ang isang malaking reservoir, mga 500 km ang haba at halos 9 km ang lapad. Ang pagpuno ng tubig sa reservoir ay naganap sa loob ng 5 taon mula 1970 hanggang 1975.
Ang Aswan Dam ay itinayo ng Egypt sa pakikipagtulungan sa Unyong Sobyet. Ito ay isang pang-internasyonal na proyekto, bilang isang resulta kung saan posible na makabuo ng hanggang 10 bilyong kWh ng kuryente bawat taon, kontrolin ang antas ng tubig sa Ilog Nile sa panahon ng pagbaha, at maipon ang tubig sa reservoir sa mahabang panahon. Ang isang network ng mga kanal na nagdidilig sa mga patlang ay lumihis mula sa reservoir, at ang mga oasis ay lumitaw sa site ng disyerto, parami nang parami ang mga lugar na ginagamit para sa agrikultura. Ang mga mapagkukunan ng tubig at hydropower ng North Africa ay ginagamit nang may pinakamataas na kahusayan.
Pagbabahagi ng potensyal na hydropower sa mundo
- Asia - 42%.
- Africa - 21%.
- North America - 12%.
- South America - 13%.
- Europa - 9%.
- Australia at Oceania – 3%
Global hydropower potential na tinatayang nasa 10 trilyong kWh ng kuryente.
Ang ika-20 siglo ay matatawag na siglo ng hydropower. Ang ika-21 siglo ay nagdadala ng sarili nitong mga karagdagan sa kasaysayan ng industriyang ito. Nadagdagan ang atensyon ng mundo sa pumped storage power plants (PSPPs) at tidal power plants (TPPs), na gumagamit ng lakas ng sea tides upang makabuo ng elektrikal na enerhiya. Patuloy ang pagbuo ng hydropower.
