Tutmonde, akvocentraloj produktas ĉirkaŭ 24 procentojn de la tutmonda elektro kaj provizas pli ol 1 miliardo da homoj per potenco.La akvocentraloj de la mondo produktas kombinitan totalon de 675,000 megavatoj, la energiekvivalento de 3,6 miliardoj da bareloj da petrolo, laŭ la Nacia Laboratorio pri Renoviĝanta Energio.Ekzistas pli ol 2,000 akvoenergiocentraloj funkciigantaj en Usono, igante akvoenergion la plej granda renoviĝanta energifonto de la lando.
En ĉi tiu artikolo, ni rigardos kiel falanta akvo kreas energion kaj lernos pri la hidrologia ciklo, kiu kreas la akvofluon esenca por akvoenergio.Vi ankaŭ ekvidos unu unikan aplikon de akvoenergio, kiu povas influi vian ĉiutagan vivon.
Kiam oni rigardas riveron preterpasi, estas malfacile imagi la forton, kiun ĝi portas.Se vi iam faris flosadon, tiam vi sentis malgrandan parton de la potenco de la rivero.Blankakvaj torentaĵoj estas kreitaj kiel rivero, portanta grandan kvanton da akvo malsupren, proplempunktojn tra mallarĝa trairejo.Ĉar la rivero estas devigita tra ĉi tiu malfermaĵo, ĝia fluo plirapidiĝas.Inundoj estas alia ekzemplo de kiom da forto grandega akvokvanto povas havi.
Hidroelektrocentraloj utiligas la energion de akvo kaj uzas simplajn mekanikojn por konverti tiun energion en elektron.Akvocentraloj fakte baziĝas sur sufiĉe simpla koncepto - akvo fluanta tra digo turnas turbinon, kiu turnas generatoron.
Jen la bazaj komponantoj de konvencia akvoenergio:
Digo - La plej multaj akvoenergiocentraloj dependas de digo kiu retenas akvon, kreante grandan rezervujon.Ofte, tiu rezervujo estas utiligita kiel distra lago, kiel ekzemple Lago Roosevelt ĉe la Grand Coulee Dam en Washington Ŝtato.
Konsumado - Pordegoj sur la digo malfermiĝas kaj gravito tiras la akvon tra la kanalo, dukto kiu kondukas al la turbino.Akvo akiras premon dum ĝi fluas tra ĉi tiu tubo.
Turbino - La akvo frapas kaj turnas la grandajn klingojn de turbino, kiu estas alkroĉita al generatoro super ĝi per ŝafto.La plej ofta speco de turbino por akvocentraloj estas la Turbino Francis, kiu aspektas kiel granda disko kun kurbaj klingoj.Turbino povas pezi tiom multe kiel 172 tunojn kaj turni je rapideco de 90 revolucioj je minuto (rpm), laŭ la Fondaĵo por Akvo kaj Energio-Edukado (FWEE).
Generatoroj - Dum la turbinklingoj turniĝas, do faras serion da magnetoj ene de la generatoro.Gigantaj magnetoj rotacias preter kupraj bobenoj, produktante alternan kurenton (AC) movante elektronojn.(Vi lernos pli pri kiel la generatoro funkcias poste.)
Transformilo - La transformilo ene de la dinamo prenas la AC kaj transformas ĝin al pli alta tensia fluo.
Elektrolinioj - El ĉiu elektrocentralo venas kvar dratoj: la tri fazoj de potenco estanta produktitaj samtempe plus neŭtrala aŭ grundo komuna al ĉiuj tri.(Legu Kiel Funkcias Elektraj Distribuaj Retoj por lerni pli pri transsendo de elektra linio.)
Elfluo - Uzata akvo estas portita tra duktoj, nomitaj vostkuroj, kaj reeniras la riveron laŭflue.
La akvo en la rezervujo estas konsiderata stokita energio.Kiam la pordegoj malfermiĝas, la akvo fluanta tra la kanalo fariĝas kineta energio ĉar ĝi moviĝas.La kvanto de elektro kiu estas generita estas determinita de pluraj faktoroj.Du el tiuj faktoroj estas la volumeno de akvofluo kaj la kvanto de hidraŭlika kapo.La kapo rilatas al la distanco inter la akvosurfaco kaj la turbinoj.Kiel la kapo kaj fluo pliiĝas, ankaŭ la elektro generita.La kapo kutime dependas de la kvanto de akvo en la rezervujo.
Ekzistas alia speco de akvoenergio, nomita la pumpita-stoka planto.En konvencia akvoenergio, la akvo de la rezervujo fluas tra la centralo, eliras kaj estas portita laŭflue.Pumpil-stoka fabriko havas du rezervujojn:
Supra rezervujo - Kiel konvencia akvoenergiocentralo, digo kreas rezervujon.La akvo en ĉi tiu rezervujo fluas tra la akvoenergio por krei elektron.
Malsupra rezervujo - Akvo forlasanta la akvoenergion fluas en pli malaltan rezervujon prefere ol reenirado de la rivero kaj fluanta laŭflue.
Uzante reigeblan turbinon, la planto povas pumpi akvon reen al la supra rezervujo.Ĉi tio estas farita en ekster-pintaj horoj.Esence, la dua rezervujo replenigas la supran rezervujon.Pumpante akvon reen al la supra rezervujo, la planto havas pli da akvo por generi elektron dum periodoj de pintkonsumo.
La Generatoro
La koro de la hidroelektra centralo estas la generatoro.La plej multaj akvoenergiocentraloj havas plurajn el tiuj generatoroj.
La generatoro, kiel vi eble divenis, generas la elektron.La baza procezo de generado de elektro tiamaniere estas rotacii serion de magnetoj ene de bobenoj de drato.Ĉi tiu procezo movas elektronojn, kiuj produktas elektran kurenton.
La Hoover-Digo havas entute 17 generatorojn, ĉiu el kiuj povas generi ĝis 133 megavatojn.La sumkapacito de la akvoenergiocentralo Hoover Dam estas 2,074 megavatoj.Ĉiu generatoro estas farita el certaj bazaj partoj:
Ŝafto
Ekscitoro
Rotoro
Statoro
Ĉar la turbino turniĝas, la ekscitoro sendas elektran kurenton al la rotoro.La rotoro estas serio de grandaj elektromagnetoj kiu turniĝas ene de malloze bobenita bobeno de kupra drato, nomita la statoro.La magneta kampo inter la bobeno kaj la magnetoj kreas elektran kurenton.
En la Hoover-Digo, fluo de 16,500 amperoj moviĝas de la generatoro al la transformilo, kie la nuna dekliviĝas ĝis 230,000 amperoj antaŭ esti elsendita.
Hidroelektrocentraloj utiligas nature okazantan, kontinuan procezon - la procezon kiu igas pluvon fali kaj riveroj altiĝi.Ĉiutage, nia planedo perdas malgrandan kvanton da akvo tra la atmosfero ĉar transviolaj radioj disigas akvomolekulojn.Sed samtempe, nova akvo estas elsendita de la interna parto de la Tero per vulkana agado.La kvanto de akvo kreita kaj la kvanto de akvo perdita estas proksimume la sama.
En ajna momento, la tuta akvokvanto de la mondo estas en multaj malsamaj formoj.Ĝi povas esti likva, kiel en oceanoj, riveroj kaj pluvo;solida, kiel en glaĉeroj;aŭ gasa, kiel en la nevidebla akvovaporo en la aero.Akvo ŝanĝas statojn kiam ĝi estas movita ĉirkaŭ la planedo per ventofluoj.Ventfluoj estas generitaj de la hejtagado de la suno.Aerfluaj cikloj estas kreitaj de la suno pli brilanta sur la ekvatoro ol sur aliaj areoj de la planedo.
Aer-kurantaj cikloj movas la akvoprovizadon de la Tero tra propra ciklo, nomita la hidrologia ciklo.Dum la suno varmigas likvan akvon, la akvo vaporiĝas en la aero.La suno varmigas la aeron, igante la aeron plialtiĝi en la atmosfero.La aero estas pli malvarma pli supre, do kiam la akvovaporo pliiĝas, ĝi malvarmiĝas, kondensiĝante en gutetojn.Kiam sufiĉe da gutetoj akumuliĝas en unu areo, la gutetoj povas iĝi sufiĉe pezaj por fali reen al la Tero kiel precipitaĵo.
La hidrologia ciklo estas grava al akvocentraloj ĉar ili dependas de akvofluo.Se mankas pluvo proksime de la planto, akvo ne kolektiĝos kontraŭflue.Sen akvo kolektanta kontraŭflue, malpli akvo fluas tra la akvoenergio kaj malpli da elektro estas generita.
Afiŝtempo: Jul-07-2021
