تقنيات وآفاق الطاقة المائية الصغيرة والمنخفضة الرأس

أدت مخاوف تغير المناخ إلى تجديد التركيز على زيادة إنتاج الطاقة الكهرومائية كبديل محتمل للكهرباء من الوقود الأحفوري.تمثل الطاقة الكهرومائية حاليًا حوالي 6 ٪ من الكهرباء المنتجة في الولايات المتحدة ، ولا ينتج عن توليد الكهرباء من الطاقة الكهرومائية أي انبعاثات كربونية.ومع ذلك ، نظرًا لأن معظم الموارد الكهرومائية الأكبر والأكثر تقليدية قد تم تطويرها بالفعل ، فقد يوجد الآن أساس منطقي للطاقة النظيفة لتطوير موارد الطاقة الكهرومائية الصغيرة والمنخفضة الرأس.
توليد الطاقة من الأنهار والجداول لا يخلو من الجدل ، ويجب أن تكون القدرة على إنتاج الطاقة من هذه المصادر متوازنة مع الاهتمامات البيئية وغيرها من الاهتمامات العامة.يمكن دعم هذا التوازن من خلال البحث في التقنيات الجديدة واللوائح ذات التفكير المستقبلي التي تشجع على تطوير هذه الموارد بطرق فعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة والتي تدرك أن هذه المرافق ، بمجرد بنائها ، يمكن أن تستمر لمدة 50 عامًا على الأقل.
قدمت دراسة جدوى أجراها مختبر أيداهو الوطني في عام 2006 تقييمًا لإمكانية تطوير موارد الطاقة الصغيرة والمنخفضة الرأس لتوليد الطاقة الكهرومائية في الولايات المتحدة.تم تحديد ما يقرب من 5400 من أصل 100000 موقع لديها إمكانات لمشاريع مائية صغيرة (على سبيل المثال ، توفير ما بين 1 و 30 ميغاوات من متوسط ​​الطاقة السنوي).قدرت وزارة الطاقة الأمريكية أن هذه المشاريع (إذا تم تطويرها) ستؤدي إلى زيادة بنسبة تزيد عن 50٪ في إجمالي توليد الطاقة الكهرومائية.تشير الطاقة الكهرومائية منخفضة الرأس عادةً إلى المواقع التي يقل رأسها (أي فرق الارتفاع) عن خمسة أمتار (حوالي 16 قدمًا).

تعتمد منشآت الطاقة الكهرومائية الجارية في النهر عمومًا على التدفق الطبيعي للأنهار والجداول ، وهي قادرة على استخدام كميات أقل من تدفق المياه دون الحاجة إلى بناء خزانات كبيرة.يمكن أيضًا تسخير البنية التحتية المصممة لنقل المياه في القنوات مثل القنوات وخنادق الري والقنوات وخطوط الأنابيب لإنتاج الكهرباء.توفر صمامات تقليل الضغط المستخدمة في أنظمة الإمداد بالمياه والصناعة لتقليل تراكم ضغط السوائل في الصمام أو لتقليل الضغط إلى المستوى المناسب للاستخدام من قبل عملاء نظام المياه فرصًا إضافية لتوليد الطاقة.
تسعى العديد من مشاريع القوانين المعلقة حاليًا في الكونجرس للتخفيف من آثار تغير المناخ والطاقة النظيفة إلى إنشاء معيار اتحادي للطاقة المتجددة (أو الكهرباء) (RES).وعلى رأسها HR 2454 ، قانون الأمن والطاقة النظيفة الأمريكي لعام 2009 ، و S. 1462 ، قانون قيادة الطاقة النظيفة الأمريكية لعام 2009. بموجب المقترحات الحالية ، سيتطلب RES من موردي الكهرباء بالتجزئة الحصول على نسب متزايدة من الكهرباء المتجددة من أجل القوة التي يقدمونها للعملاء.على الرغم من أن الطاقة الكهرومائية تعتبر بشكل عام مصدرًا نظيفًا للطاقة الكهربائية ، إلا أن تقنيات الحركة المائية (التي تعتمد على نقل المياه) والتطبيقات المحدودة للطاقة الكهرومائية هي المؤهلة للحصول على RES.بالنظر إلى اللغة الحالية في مشاريع القوانين المعلقة ، فمن غير المرجح أن تلبي معظم مشاريع الطاقة الكهرومائية الصغيرة والجارية الجديدة متطلبات "الطاقة الكهرومائية المؤهلة" ما لم يتم تركيب هذه المشاريع في السدود القائمة غير للطاقة الكهرومائية.
نظرًا لصغر حجم المشاريع بالنسبة لتكاليف تطوير الطاقة الكهرومائية الصغيرة والمنخفضة الرأس ، فإن معدلات الحوافز للكهرباء المنتجة بمرور الوقت قد تزيد من جدوى المشروع بناءً على مبيعات الطاقة.على هذا النحو ، مع سياسة الطاقة النظيفة كمحرك ، قد تكون الحوافز الحكومية مفيدة.من المحتمل أن يأتي تطوير المزيد من الطاقة الكهرومائية الصغيرة والمنخفضة على نطاق واسع فقط نتيجة لسياسة وطنية تهدف إلى تعزيز أهداف الطاقة النظيفة.