Hidroelektrik gücü hızla yok olmasına rağmen, güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir enerji kaynakları hızla yetişiyor ve hala dünya elektriğinin en büyük bölümünü oluşturuyor.
Hidroelektrik enerji 20. yüzyılda o kadar yaygındı ki, gücü ve bolluğu nedeniyle “beyaz kömür” lakabını kazandı.
Enerji üretmenin orijinal ve en temel yöntemi hidroelektrik güçtü.
Basitçe söylemek gerekirse, hidroelektrik enerji, düşen veya hareket eden sudan enerji yaratılmasıdır. Nehirlerde elektrik üretmek için barajlar inşa edilir.
Türbinler daha sonra suyun sürekli akışıyla döndürülür.
En popüler yenilenebilir enerji 21. yüzyılın başlarındaki kaynak, 2019'da dünyanın toplam enerji üretim kapasitesinin %18'inden fazlasını oluşturan hidroelektrikti.
“Hidroelektrik enerji nasıl çalışır” bölümünde hidroelektrik enerjinin çalışma prensibine göz atıyoruz.
İçindekiler
Hidroelektrik Enerji Nedir?
Hidroelektrik enerji çevre dostudur ve bir nehrin veya başka bir su kütlesinin doğal akışını değiştirmek için bir baraj veya derivasyon yapısı kullanarak güç üreten yenilenebilir enerji kaynağı.
Hidroelektrik olarak da adlandırılan hidroelektrik güç, elektrik tarafından tahrik edilen jeneratörlerden türbinler dönüştürmekiçinde potansiyel enerji düşen veya hızlı akan Su içine mekanik enerji.
Hidroelektrik Enerjinin Avantajları
ABD Jeoloji Servisi'ne (USGS) göre hiçbir enerji üretimi türü mükemmel bir çözüm sunmuyor, ancak hidroelektrik enerji yine de birçok fayda sağlayabilir.
Kaynak: Hidroelektrik Enerjinin Bazı Avantaj ve Dezavantajları Nelerdir? (Güneş Web Sitesi)
1. Yenilenebilir Enerji Kaynağı
Elektrik üretmek için gezegendeki suyu kullandığından, hidroelektrik enerji yenilenebilir bir kaynak olarak görülüyor.
Güneş parladığında, dünya yüzeyindeki su buharlaşır, bulutları oluşturur ve sonunda yağmur ve kar olarak gezegene geri döner.
Onu tüketemeyeceğimiz için, kıtlıktan dolayı fiyatının artmasından endişe duymuyoruz.
Hidroelektrik santraller bu nedenle dayanacak şekilde yapılır. Diğer durumlarda, 25 yıl dayanması amaçlanan makineler, hizmete girdikten sonra hala kullanımdadır. iki kat daha uzun süre kullanın.
2. Temiz Enerji Kaynağı
Birçok “yeşil” ve “temiz” alternatif enerji kaynaklarından biri de hidroelektrik elektriktir. Hidroelektrik enerji üretimi çevreyi kirletmez.
Hidroelektrik santraller enerji üretirken atmosfere zararlı veya sera gazı salmazlar.
Kirliliğin en şiddetli olduğu dönem, santrallerin inşa edildiği dönemdir.
Hava kirleticilerini serbest bırakmadığı için hidroelektrik güç, soluduğumuz havanın kalitesini iyileştirmeye yardımcı olur.
Ek olarak, bitkiler herhangi bir tehlikeli yan ürün oluşturmaz.
Günümüzde hidroelektrik kullanımı, küresel ısınmayı hızlandıracak 4.5 milyon varil petrole eşdeğer sera gazı emisyonlarının salınımını engellemektedir.
3. Uygun Fiyatlı Enerji Kaynağı
Pahalı ilk inşaat masraflarına rağmen, hidroelektrik enerji, uygun maliyetli bir enerji kaynağıdır.
Nehir suyu, piyasadaki dalgalanmalardan etkilenmeyen sınırsız bir kaynaktır.
Kömür, petrol ve doğal gaz dahil olmak üzere fosil yakıta dayalı enerji kaynaklarının fiyatı, piyasa oynaklığından büyük ölçüde etkilenir ve bu da piyasanın keskin bir şekilde yükselmesine veya düşmesine neden olabilir.
Ortalama 50 ila 100 yıllık bir ömre sahip hidroelektrik santralleri, gelecek nesillere fayda sağlayabilecek uzun vadeli yatırımlardır.
Ayrıca çok daha düşük işletme ve bakım masrafları sunarlar ve günümüzün teknik gereksinimlerini karşılamak için kolayca değiştirilebilirler.
4. Uzak Topluluklara Geliştirmede Yardımcı Olur
Bu yenilenebilir enerji tesisleri sadece istihdam değil, aynı zamanda yerel halk ve işletmeler tarafından kullanılmak üzere temiz enerji de üretiyor.
Elektriğe ihtiyaç duyan uzak bölgelere, aynı zamanda sanayi, ticaret, ulaşım ve diğer hayati topluluk gelişimini de çeken hidroelektrik santralleri hizmet vermektedir.
Tüm bu girişimler, yerel ekonomilerin, sağlık ve eğitime erişimin ve bölge sakinlerinin genel yaşam kalitesinin iyileştirilmesine yardımcı oluyor.
EIA, bu güvenilir ve uyarlanabilir güç kaynağının bir topluluğun diğer geliştiriciler için cazibesini artırdığını iddia ediyor.
5. Dinlenme Olanakları
Barajın arkasında oluşan gölde balık tutma, tekne gezintisi ve yüzme tüm olası rekreasyonel aktivitelerdir.
Gölden gelen su potansiyel olarak sulama için kullanılabilir. Büyük barajlar da turistler için popüler yerler haline geliyor.
Hidroelektrik üretim tesisleri, gerektiğinde kullanım için ve yağışın az olduğu zamanlarda sulama için çok büyük miktarlarda su depolayabilir.
Kuraklık ve sellere karşı hassasiyetimizi azalttığı ve su seviyelerinin tükenmesini engellediği için suyu depolayabilmek avantajlıdır.
6. En Yüksek Talebi Destekleyin
Hidroelektrik güç, sıfır talepten en yüksek çıktıya kadar hızlı ve güvenilir kapasitesi nedeniyle USGS tarafından övülmektedir.
Üreticiler, diğer tüm enerji kaynaklarından daha hızlı bir şekilde bu tür yenilenebilir enerjiyi elektriğe dönüştürebilir ve elektrik şebekelerine ekleyebilir.
Hidroelektrik, bu özelliğinden dolayı değişen tüketici ihtiyaçlarına uyum sağlamak için en iyi seçenektir.
7. Çok Yönlü Enerji Çözümü Sunar
Örneğin hidroelektrik üretimi, su ve güneş enerjisi gibi diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının yaşayabilirliğini artırır.
Hidroelektrik santraller iklime bağlı olarak dalgalanma gösterebildikleri için güneş ve rüzgar enerjisinin ideal tamamlayıcısıdır.
Sonuç olarak, hidroelektrik gelecekte büyük bir potansiyele sahiptir. sadece yenilenebilir enerji kaynakları.
Hidroelektrik Enerjinin Dezavantajları
Hidroelektrik santrallerin birçok avantajı vardır, ancak herhangi bir enerji kaynağı gibi, riskleri ve dezavantajları en aza indirmek için akıllıca geliştirilmeli ve kullanılmalıdır.
Bu dezavantajların bazıları hemen hemen her enerji santrali için geçerli olsa da, su saptırma sorunları hidroelektrik enerjiye özgüdür.
Kaynak: Hidroelektrik Enerjinin 5 Dezavantajı (PMCAOnline)
1. Çevresel Hasar
Doğal su akışı kesintileri çevreyi ve nehir ekosistemini önemli ölçüde etkileyebilir.
Yiyecek sıkıntısı olduğunda veya üreme mevsimi başladığında, belirli balık türleri ve diğer vahşi yaşam tipik olarak göç eder.
Barajların inşası, su akışını durdurarak rotalarını kapatabilir ve bu da nehirler boyunca yaşam alanlarının yok olmaya başlamasına neden olabilir.
Su barajı, değişen nehir akışı, sokakların inşası ve elektrik hatlarının kurulması nedeniyle, hidroelektrik enerjinin doğal etkileri doğadaki kesintilerle ilişkilidir.
Bu süreci incelemek ve tek bir bileşene göre karar vermek zor olsa da, hidroelektrik santrallerinin balıklar ve göç etme şekilleri üzerinde etkisi olabilir.
Daha fazla müşteri yatırımı, balık türlerine yönelik kötü muameleyle bağlantılı hale geldi ve bu, birçok insanın bu konu hakkında güçlü hissettiğini gösteriyor.
2. Baraj İnşaatının Çevresel Etkisi
Hidroelektrik yenilenebilir bir kaynak olmasına rağmen, baraj yapımında ihtiyaç duyulan çelik ve betonun üretimi sera gazı emisyonları üretebilir.
Dünyada tesis inşa etmek için uygun pek çok yer yok.
Ek olarak, bu konumlardan bazıları, enerjinin maksimum potansiyelinde kullanılabileceği büyük şehirlerden uzaktır.
3. Yüksek Başlangıç Sermaye Giderleri
Herhangi bir elektrik santralinin inşası zor ve pahalıdır, ancak hidroelektrik santrallerinin su akışını durdurmak için bir baraja ihtiyacı vardır.
Sonuç olarak, karşılaştırılabilir ölçekteki fosil yakıt tesislerinden daha pahalıdırlar.
Coğrafya, temellerin su altında kalması ve bunları inşa etmek için gerekli malzemeler gibi lojistik zorluklar nedeniyle hidroelektrik santrallerin inşası son derece pahalıdır.
Tek faydası, bittikten sonra çok fazla bakıma ihtiyaç duymamasıdır.
İnşaata yatırılan parayı geri kazanmak için hidroelektrik santralinin önemli bir süre daha işletmede olması gerekecek.
4. Çatışma Potansiyeli
Suyu kullanmak için, bol miktarda hidroelektrik güç kaynağına sahip ülkeler sıklıkla nehirler boyunca barajlar inşa eder.
Bu eylem övgüye değer olsa da, doğal su akışını bir yönden diğerine engelleyebilir.
Çeşitli bölgelerde baraj yapmak isteyenlerin barınabilmesi için bir yerde ihtiyaç duyulmayan su başka bir yere yönlendiriliyor.
Ama orada bir su sıkıntısı varsa, savaşa yol açabilir, bu nedenle barajlara su akışının durdurulması gerekir.
5. Kuraklığa Neden Olabilir
Hidroelektrik en güvenilir yenilenebilir enerji kaynağı olmasına rağmen, belirli bir bölgedeki suyun mevcudiyetine bağlıdır.
Böylece, kuraklık bir hidroelektrik santralinin ne kadar iyi çalıştığı üzerinde büyük bir etkisi olabilir.
Toplam enerji ve güç maliyeti, suyun mevcudiyetine göre hesaplanır.
Kuru büyüler, insanların ihtiyaç duydukları gücü elde etmelerini engellediğinden, insanların su alma yetenekleri üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir.
Ve dünyamız iklim değişikliği nedeniyle ısınmaya devam ettikçe, bu olabilir daha yaygın.
6. Alt Kotlarda Sel Riski
Mansapta yaşayan topluluklar, daha yüksek rakımlarda barajlar inşa edildiğinde sel riski altındadır ve bu da barajdan salıverilen güçlü su akıntılarının sele neden olma olasılığı.
Barajların inşaatının gücüne rağmen, hala tehlikeler var. bu Banqiao Barajı başarısızlığı kayıtlı tarihin en büyük baraj felaketidir.
Baraj, bir tayfunun getirdiği aşırı yağış nedeniyle yıkıldı. Sonuç olarak, 171,000 kişi öldü.
7. Karbondioksit ve Metan Emisyonu
Hidroelektrik güç deposundan büyük miktarlarda karbondioksit ve metan salınır.
Barajın yakınındaki bu ıslak yerlerde suyun altındaki bitki örtüsü bozulmaya ve bozulmaya başlar.
Ek olarak, bitkiler çok fazla yayarlar. karbon ve metan olarak ölürler.
8. Jeolojik Hasar
Büyük ölçekli barajların inşası ciddi jeolojik zararlara neden olabilir.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Hoover Barajı'nın inşası, kıvılcımlara neden oldu. deprem ve yakındaki dünya yüzeyinin çökmesi, jeolojik zararın başlıca örneğidir.
9. Yerel Hidrolojiye Güven
Hidroelektrik yalnızca su akışına bağlı olduğundan, çevredeki değişiklikler bu barajların elektrik üretme başarısını etkileyebilir.
Örneğin, iklim değişikliği belirli yerlerde su akışını düşürürse, bir hidroelektrik barajı beklenenden daha az verimli olabilir.
Örneğin Kenya'nın enerji ihtiyacının yüzde 66'sı hidroelektrik enerjiden karşılanıyor.
Kenya, kuraklığın getirdiği enerji kısıtlamalarından uzun süredir etkileniyor, iddialar Uluslararası Nehirler, kendini dünya nehirlerinin korunmasına adamış bir grup.
Öte yandan, bazı yerler artık iklim değişikliğinin bir sonucu olarak daha büyük bir sel tehlikesiyle karşı karşıya.
Bu durumlarda barajlar hem taşkın kontrolü hem de yenilenebilir enerji üretimi sağlayabilir.
Hidroelektrik Enerji Nasıl Çalışır?
hidroelektrik enerjisi nasıl çalışır
Kaynak: Bir Hidroelektrik Santrali Nasıl Çalışır? Kısa Bir Tarihçe ve Temel Mekanik (WIKA Blog – WIKA ABD)
Bir nehrin veya başka bir su kütlesinin doğal akışını değiştiren bir baraj veya başka bir yapı, üretmek için kullanılır. hidroelektrikgenellikle hidroelektrik güç olarak bilinir.
Hidroelektrik, enerji üretmek için suyu yakıt olarak kullanan ve geride hiçbir atık ürün bırakmayan daimi, hiç bitmeyen su döngüsünü kullanır.
Birçok farklı olmasına rağmen hidroelektrik santral çeşitleri, her zaman aşağı doğru hareket eden suyun kinetik enerjisiyle hareket ederler.
Bu kinetik enerjiyi, daha sonra binalara, işletmelere ve diğer kuruluşlara güç sağlamak için kullanılabilecek elektriğe dönüştürmek için hidroelektrik, türbinler ve jeneratörler kullanır.
Hidroelektrik tesisleri, enerji üretmek için su kullandıklarından, tipik olarak bir su kaynağının üzerine veya yakınına kurulur.
Akan sudan elde edilebilecek enerji miktarı, hem hacmine hem de iki nokta arasındaki yükseklik değişimine veya “kafaya” bağlıdır.
Üretilebilecek güç miktarı akış ve basma yüksekliği ile artar.
Tesis seviyesinde su, türbin kanatlarını döndüren, jeneratörü döndüren ve enerji üreten cebri boru olarak da adlandırılan bir boru aracılığıyla dolaşır.
Pompalı depolama ve nehir akışı sistemleri dahil olmak üzere geleneksel hidroelektrik tesislerinin çoğu bu şekilde çalışır.
Hidroelektrik Santrali Şeması
Hidroelektrik santralinin şeması
Hidroelektrik Santralin Bileşenleri
Bir hidroelektrik santralinin ana bileşenleri aşağıdaki gibidir.
- Forebay ve Alım Yapısı
- Kafa Yarışı veya Giriş Kanalları
- Cebri boru
- Dalgalanma odası
- Hidrolik türbinler
- güç evi
- Taslak boru ve Kuyruk
1. Yükleme alanı ve Su Alma Yapıları
Yükleme bölmesi, adından da anlaşılacağı gibi, girişin önündeki daha büyük bir su kütlesidir. Cebri boru doğrudan bir rezervuardan su çektiğinde, rezervuar bir yükleme havuzu görevi görür.
Kanalın türbinlerin önündeki bölümü, kanal suyu türbinlere taşırken bir yükleme havuzu oluşturacak şekilde genişletilir.
Türbinlere su beslemek için yükleme havuzu geçici olarak su depolar. Su, kanala veya hazneye girerken akmasına izin verilmez.
Su akışını yönetmek için, giriş kapılarına vinçler kurulur. Atıkların, ağaçların vb. Cebri boruya girmesini önlemek için kapıların önüne çöp rafları yerleştirilir.
Ek olarak, çöp raflarını periyodik olarak temizlemek için tırmıklar mevcuttur.
2. Baş Yarış veya Giriş Kanalları
Suyu rezervuardan türbinlere taşırlar. Sahadaki koşullara bağlı olarak, açık bir kanal veya bir basınç kanalı (Penstock) seçilebilir.
Basınç kanalı, baraj gövdesindeki genişletilmiş bir giriş geçidi, uzun bir çelik veya beton boru veya bazen rezervuar ile enerji santrali arasında birkaç kilometre boyunca uzanan bir tünel olabilir.
Basınç kanalının eğimi, saha koşulları tarafından belirlenir ve dünyanın dış hatlarını takip etmez. Su, güç kanalında açık bir kanalda olduğundan daha hızlı hareket eder.
Hız, yaklaşık 2.5 metrelik bir kafa yüksekliğine kadar 3 ila 60 m/sn arasında değişebilir.
Daha yüksek kafalar için hız daha da yüksek olabilir. Bazen açık bir kanalı tamamen veya kısmen birincil kanal olarak kullanmak pratik veya uygun maliyetlidir.
Kafa yarışı kanalı tipik olarak kafa kayıplarının önemli olduğu düşük kafa sistemlerinde kullanılır. Suyu cebri borulara veya türbinlere yönlendirebilir.
Açık bir kanal, navigasyon veya sulama için kullanılabilmesi avantajına sahiptir.
3. Cebri boru
Cebri borular, suyu rezervuarlardan veya giriş yapılarından türbinlere taşıyan büyük, eğimli borular görevi görür.
Belli bir basınç altında çalışırlar, bu nedenle cebri boru kapaklarının aniden kapanması veya açılması cebri borularda su darbesine neden olabilir.
Bu nedenle, cebri borunun normal bir boru gibi olması bir yana, bunlar su darbesine dayanacak şekilde yapılmıştır.
Bu basıncı azaltmak için uzun cebri borular için dengeleme tankları ve kısa cebri borular için güçlü duvarlar mevcuttur.
Cebri borular çelik veya betonarme kullanılarak üretilir. Uzunluk az ise her türbin için ayrı bir cebri boru kullanılır.
Benzer şekilde, uzunluk büyükse, tek bir büyük cebri boru kullanılır ve sonunda dallara bölünür.
4. Dalgalanma Odası
Bazen bir dengeleme tankı olarak bilinen bir dalgalanma odası, cebri boru basıncını kontrol etmek için üst açıklığı olan bir silindirdir.
Pratik olduğu kadar elektrik santraline yakın bir yerde bulunur ve cebri boruya bağlanır.
Güç santrali cebri borudan gelen su yükünü reddettiğinde, dengeleme deposundaki su seviyesi artar ve cebri borudaki basıncı kontrol eder.
Buna benzer şekilde, yüksek talep olduğunda dengeleme deposu elektrik santraline su akışını hızlandırır ve bu da su seviyesinin düşmesine neden olur.
Dengeleme deposunun su seviyesi, elektrik santralinin deşarjı tutarlı olduğunda dengelenir.
Dalgalanma tankları çeşitli çeşitlerde gelir ve bitkinin ihtiyaçlarına, cebri borunun uzunluğuna vb. bağlı olarak seçilirler.
5. Hidrolik Türbinler
Hidrolik türbin, hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren ve daha sonra türbin şaftını jeneratöre bağlayarak elektrik enerjisine dönüşen bir aparattır.
Bu durumdaki mekanizma, cebri borudan gelen su yüksek basınç altında dairesel kanatlar veya yolluk ile temas ettiğinde jeneratörün elektrik üretmesidir.
Genel olarak, iki tip hidrolik türbin, reaksiyon türbinleri ve dürtü türbinleridir.
Hız türbini, bir dürtü türbininin başka bir adıdır. Bir dürtü türbinine bir örnek, bir Pelton çark türbinidir.
Basınç türbini, reaksiyon türbininin diğer adıdır. Bu grup Kaplan türbinlerini ve Francis türbinlerini içerir.
6. Güç Evi
Elektrikli ve hidrolik makineleri korumak için “elektrik santrali” olarak bilinen bir tesis kurulur.
Tipik olarak, elektrik santrali için inşa edilen temel veya altyapı, ekipmanın tamamını destekler.
Reaksiyon türbinleri için temel oluştururken, çekme boruları ve kaydırma muhafazası gibi bazı ekipmanlar içeriye sabitlenir. Sonuç olarak, temel büyük bir ölçekte inşa edilmiştir.
Üst yapı açısından ise zemin kattaki jeneratörlerin altına dikey türbinler yerleştirilmiştir.
Ek olarak, yatay türbinler sunulmaktadır. Birinci katta veya asma katta bir kontrol odası bulunur.
7. Taslak Tüp ve Kuyruk Yarışı
Kuyruk yarışı, bir itme çarkı durumunda türbinin, bir reaksiyon türbini durumunda ise çekme borusundan boşaldığı geçiş yolunu ifade eder.
Çekme borusu olarak da bilinen emme borusu, basitçe her reaksiyon türbininin çıkış tarafına monte edilmiş hava geçirmez bir borudur.
Türbin çarkının deşarj ucundan başlar ve yüzeyin 0.5 metre altındaki kuyruk suyu seviyesine iner.
Su akışını kademeli olarak yavaşlatmak için tipik olarak düz taslak borulara 4 ila 6 derecelik bir parlama uygulanır.
Sonuç
Bir hidroelektrik santralinin çalışma prensibi bilinir hale gelirken, bu kadar karmaşık bir şeyin yenilenebilir ve 50-100 yıl sürebileceğini bilmek güzel. Ne kadar harika.
FAQs
Hidroelektrik ne için kullanılır?
Hidroelektrik, daha sonra binalara, işletmelere ve diğer kuruluşlara güç sağlamak için kullanılabilecek kinetik enerjinin elektriğe dönüştürülmesi yoluyla elektrik üretmek için kullanılır, hidroelektrik bu işlemler için türbinler ve jeneratörler kullanır.
Hidroelektrik enerjisi yenilenebilir mi?
Hidroelektrik bir yenilenebilir enerji şeklidir, evet. Neden? Niye? su sayesinde. Suyun nasıl buharlaşıp bulutlara dönüştüğünü ve yağış olarak yeryüzüne geri döndüğünü gözlemleyebilirsiniz. Su döngüsü sürekli olarak yenilenir ve güç üretmek için tekrar tekrar kullanılabilir.
Öneriler
Ezbere tutkuyla hareket eden bir çevreci. EnvironmentGo'da lider içerik yazarı.
Halkı çevre ve sorunları hakkında bilgilendirmeye çalışıyorum.
Her zaman doğa ile ilgili olmuştur, yok etmek değil, korumalıyız.