Ledled y byd, mae gweithfeydd ynni dŵr yn cynhyrchu tua 24 y cant o drydan y byd ac yn cyflenwi pŵer i fwy nag 1 biliwn o bobl.Mae gweithfeydd ynni dŵr y byd yn allbwn cyfanswm cyfunol o 675,000 megawat, sy'n cyfateb i ynni o 3.6 biliwn casgen o olew, yn ôl y Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol.Mae mwy na 2,000 o weithfeydd ynni dŵr yn gweithredu yn yr Unol Daleithiau, sy'n golygu mai ynni dŵr yw ffynhonnell ynni adnewyddadwy fwyaf y wlad.
Yn yr erthygl hon, byddwn yn edrych ar sut mae dŵr sy'n disgyn yn creu ynni ac yn dysgu am y cylch hydrolegig sy'n creu'r llif dŵr sy'n hanfodol ar gyfer ynni dŵr.Byddwch hefyd yn cael cipolwg ar un cymhwysiad unigryw o ynni dŵr a allai effeithio ar eich bywyd bob dydd.
Wrth wylio afon yn rholio heibio, mae'n anodd dychmygu'r grym y mae'n ei gario.Os ydych chi erioed wedi bod yn rafftio dŵr gwyn, yna rydych chi wedi teimlo rhan fach o bŵer yr afon.Mae dyfroedd gwyllt gwyn yn cael eu creu fel afon, gan gludo llawer iawn o ddŵr i lawr yr allt, gan dagfeydd trwy dramwyfa gul.Wrth i'r afon gael ei gorfodi trwy'r agoriad hwn, mae ei llif yn cyflymu.Mae llifogydd yn enghraifft arall o faint o rym y gall cyfaint aruthrol o ddŵr ei gael.
Mae gweithfeydd ynni dŵr yn harneisio ynni dŵr ac yn defnyddio mecaneg syml i drosi'r ynni hwnnw yn drydan.Mae gweithfeydd ynni dŵr mewn gwirionedd yn seiliedig ar gysyniad eithaf syml - mae dŵr sy'n llifo trwy argae yn troi tyrbin, sy'n troi generadur.
Dyma gydrannau sylfaenol gwaith ynni dŵr confensiynol:
Argae – Mae’r rhan fwyaf o weithfeydd ynni dŵr yn dibynnu ar argae sy’n dal dŵr yn ôl, gan greu cronfa ddŵr fawr.Yn aml, defnyddir y gronfa hon fel llyn hamdden, fel Llyn Roosevelt yn Argae Grand Coulee yn Nhalaith Washington.
Cymeriant – Mae gatiau ar yr argae yn agor ac mae disgyrchiant yn tynnu’r dŵr drwy’r llifddor, sef piblinell sy’n arwain at y tyrbin.Mae dŵr yn cronni pwysau wrth iddo lifo drwy'r bibell hon.
Tyrbin – Mae’r dŵr yn taro ac yn troi llafnau mawr tyrbin, sy’n cael ei gysylltu â generadur uwch ei ben ar ffurf siafft.Y math mwyaf cyffredin o dyrbin ar gyfer gweithfeydd ynni dŵr yw'r Francis Turbine, sy'n edrych fel disg fawr gyda llafnau crwm.Gall tyrbin bwyso cymaint â 172 tunnell a throi ar gyfradd o 90 chwyldro y funud (rpm), yn ôl y Sefydliad Addysg Dwr ac Ynni (FWEE).
Generaduron - Wrth i lafnau'r tyrbin droi, felly hefyd gyfres o fagnetau y tu mewn i'r generadur.Mae magnetau anferth yn cylchdroi heibio coiliau copr, gan gynhyrchu cerrynt eiledol (AC) trwy symud electronau.(Byddwch yn dysgu mwy am sut mae'r generadur yn gweithio yn nes ymlaen.)
Trawsnewidydd - Mae'r newidydd y tu mewn i'r pwerdy yn cymryd yr AC ac yn ei drawsnewid yn gerrynt foltedd uwch.
Llinellau pŵer - Allan o bob gorsaf bŵer daw pedair gwifren: mae'r tri cham pŵer yn cael eu cynhyrchu ar yr un pryd ynghyd â niwtral neu dir sy'n gyffredin i'r tair.(Darllenwch Sut mae Gridiau Dosbarthu Pŵer yn Gweithio i ddysgu mwy am drosglwyddo llinellau pŵer.)
All-lif - Mae dŵr wedi'i ddefnyddio yn cael ei gludo trwy biblinellau, a elwir yn tailraces, ac yn dychwelyd i'r afon i lawr yr afon.
Ystyrir bod y dŵr yn y gronfa ddŵr yn ynni storio.Pan fydd y gatiau'n agor, mae'r dŵr sy'n llifo trwy'r llifddor yn dod yn egni cinetig oherwydd ei fod yn symud.Mae sawl ffactor yn pennu faint o drydan a gynhyrchir.Dau o'r ffactorau hynny yw cyfaint y llif dŵr a faint o ben hydrolig.Mae'r pen yn cyfeirio at y pellter rhwng wyneb y dŵr a'r tyrbinau.Wrth i'r pen a'r llif gynyddu, felly hefyd y trydan a gynhyrchir.Mae'r pen fel arfer yn dibynnu ar faint o ddŵr sydd yn y gronfa ddŵr.
Mae math arall o orsaf ynni dŵr, a elwir yn orsaf pwmpio a storio.Mewn gwaith ynni dŵr confensiynol, mae'r dŵr o'r gronfa ddŵr yn llifo trwy'r planhigyn, yn gadael ac yn cael ei gludo i lawr yr afon.Mae gan safle pwmpio dwy gronfa ddŵr:
Cronfa ddŵr uchaf – Fel gwaith ynni dŵr confensiynol, mae argae yn creu cronfa ddŵr.Mae'r dŵr yn y gronfa hon yn llifo drwy'r gwaith ynni dŵr i greu trydan.
Cronfa ddŵr is – Mae dŵr sy’n gadael y gwaith ynni dŵr yn llifo i gronfa ddŵr is yn hytrach nag yn dychwelyd i’r afon ac yn llifo i lawr yr afon.
Gan ddefnyddio tyrbin cildroadwy, gall y planhigyn bwmpio dŵr yn ôl i'r gronfa ddŵr uchaf.Gwneir hyn y tu allan i oriau brig.Yn y bôn, mae'r ail gronfa ddŵr yn ail-lenwi'r gronfa ddŵr uchaf.Trwy bwmpio dŵr yn ôl i'r gronfa ddŵr uchaf, mae gan y planhigyn fwy o ddŵr i gynhyrchu trydan yn ystod cyfnodau o ddefnydd brig.
Y Generadur
Calon y gwaith pŵer trydan dŵr yw'r generadur.Mae gan y rhan fwyaf o weithfeydd ynni dŵr nifer o'r generaduron hyn.
Mae'r generadur, fel y gallech fod wedi dyfalu, yn cynhyrchu'r trydan.Y broses sylfaenol o gynhyrchu trydan yn y modd hwn yw cylchdroi cyfres o fagnetau y tu mewn i goiliau gwifren.Mae'r broses hon yn symud electronau, sy'n cynhyrchu cerrynt trydanol.
Mae gan Argae Hoover gyfanswm o 17 generadur, a gall pob un ohonynt gynhyrchu hyd at 133 megawat.Cyfanswm cynhwysedd gwaith ynni dŵr Argae Hoover yw 2,074 megawat.Mae pob generadur wedi'i wneud o rai rhannau sylfaenol:
Siafft
cynhyrfwr
Rotor
Stator
Wrth i'r tyrbin droi, mae'r excitor yn anfon cerrynt trydanol i'r rotor.Mae'r rotor yn gyfres o electromagnetau mawr sy'n troelli y tu mewn i goil o wifren gopr wedi'i chlwyfo'n dynn, a elwir yn stator.Mae'r maes magnetig rhwng y coil a'r magnetau yn creu cerrynt trydan.
Yn Argae Hoover, mae cerrynt o 16,500 amp yn symud o'r generadur i'r newidydd, lle mae'r cerrynt yn rampio hyd at 230,000 amp cyn cael ei drawsyrru.
Mae gweithfeydd ynni dŵr yn manteisio ar broses barhaus, sy'n digwydd yn naturiol - y broses sy'n achosi glaw i ddisgyn ac afonydd i godi.Bob dydd, mae ein planed yn colli ychydig bach o ddŵr drwy'r atmosffer wrth i belydrau uwchfioled dorri moleciwlau dŵr yn ddarnau.Ond ar yr un pryd, mae dŵr newydd yn cael ei ollwng o ran fewnol y Ddaear trwy weithgaredd folcanig.Mae faint o ddŵr sy'n cael ei greu a faint o ddŵr a gollir tua'r un peth.
Ar unrhyw un adeg, mae cyfanswm cyfaint dŵr y byd mewn llawer o wahanol ffurfiau.Gall fod yn hylif, fel mewn cefnforoedd, afonydd a glaw;solet, fel mewn rhewlifoedd;neu nwyol, megys yn yr anwedd dwfr anweledig yn yr awyr.Mae dŵr yn newid cyflwr wrth iddo gael ei symud o amgylch y blaned gan geryntau gwynt.Mae ceryntau gwynt yn cael eu cynhyrchu gan weithgaredd gwresogi'r haul.Mae cylchoedd cerrynt aer yn cael eu creu gan yr haul yn tywynnu'n fwy ar y cyhydedd nag ar rannau eraill o'r blaned.
Mae cylchoedd cerrynt aer yn gyrru cyflenwad dŵr y Ddaear trwy gylchred ei hun, a elwir yn gylchred hydrolegol.Wrth i'r haul gynhesu dŵr hylifol, mae'r dŵr yn anweddu i anwedd yn yr aer.Mae'r haul yn cynhesu'r aer, gan achosi i'r aer godi yn yr atmosffer.Mae'r aer yn oerach yn uwch i fyny, felly wrth i'r anwedd dŵr godi, mae'n oeri, gan gyddwyso'n ddefnynnau.Pan fydd digon o ddefnynnau'n cronni mewn un ardal, gall y defnynnau fynd yn ddigon trwm i ddisgyn yn ôl i'r Ddaear fel dyddodiad.
Mae'r gylchred hydrolegol yn bwysig i weithfeydd ynni dŵr oherwydd eu bod yn dibynnu ar lif dŵr.Os oes diffyg glaw ger y planhigyn, ni fydd dŵr yn casglu i fyny'r afon.Gyda dim dŵr yn casglu i fyny'r afon, mae llai o ddŵr yn llifo trwy'r gwaith ynni dŵr a llai o drydan yn cael ei gynhyrchu.
Amser postio: Gorff-07-2021
