Në mbarë botën, hidrocentralet prodhojnë rreth 24 për qind të energjisë elektrike në botë dhe furnizojnë me energji më shumë se 1 miliard njerëz.Sipas Laboratorit Kombëtar të Energjisë së Rinovueshme, hidrocentralet në botë prodhojnë një total prej 675,000 megavat, ekuivalenti i energjisë me 3.6 miliardë fuçi naftë.Ka më shumë se 2000 hidrocentrale që operojnë në Shtetet e Bashkuara, duke e bërë hidrocentralin burimin më të madh të energjisë së rinovueshme të vendit.
Në këtë artikull, ne do të hedhim një vështrim se si uji në rënie krijon energji dhe do të mësojmë rreth ciklit hidrologjik që krijon rrjedhën e ujit thelbësor për energjinë hidrocentrale.Ju gjithashtu do të merrni një paraqitje të shkurtër në një aplikim unik të hidrocentralit që mund të ndikojë në jetën tuaj të përditshme.
Kur shikon një lumë që kalon pranë, është e vështirë të imagjinosh forcën që mban.Nëse keni qenë ndonjëherë në rafting në ujërat e bardha, atëherë keni ndjerë një pjesë të vogël të fuqisë së lumit.Pragjet e ujërave të bardha krijohen si një lumë, duke bartur një sasi të madhe uji tatëpjetë, ngushtica nëpër një vendkalim të ngushtë.Ndërsa lumi kalon me forcë nga kjo hapje, rrjedha e tij shpejtohet.Përmbytjet janë një shembull tjetër se sa forcë mund të ketë një vëllim i madh uji.
Hidrocentralet shfrytëzojnë energjinë e ujit dhe përdorin mekanikë të thjeshtë për ta kthyer atë energji në energji elektrike.Hidrocentralet në fakt bazohen në një koncept mjaft të thjeshtë - uji që rrjedh përmes një dige kthen një turbinë, e cila kthen një gjenerator.
Këtu janë komponentët bazë të një hidrocentrali konvencional:
Diga – Shumica e hidrocentraleve mbështeten në një digë që mban ujin, duke krijuar një rezervuar të madh.Shpesh, ky rezervuar përdoret si një liqen rekreativ, siç është liqeni Roosevelt në digën Grand Coulee në shtetin e Uashingtonit.
Marrja - Portat e digës hapen dhe graviteti e tërheq ujin përmes tubacionit, një tubacion që të çon në turbinë.Uji krijon presion ndërsa rrjedh nëpër këtë tub.
Turbina – Uji godet dhe kthen tehet e mëdha të një turbine, e cila është ngjitur në një gjenerator sipër saj me anë të një boshti.Lloji më i zakonshëm i turbinës për hidrocentralet është turbina Francis, e cila duket si një disk i madh me tehe të lakuar.Një turbinë mund të peshojë deri në 172 tonë dhe të rrotullohet me një shpejtësi prej 90 rrotullimesh në minutë (rpm), sipas Fondacionit për Edukimin e Ujit dhe Energjisë (FWEE).
Gjeneratorët – Ndërsa fletët e turbinës rrotullohen, po ashtu rrotullohen edhe një seri magnetësh brenda gjeneratorit.Magnetët gjigantë rrotullohen pranë mbështjelljeve të bakrit, duke prodhuar rrymë alternative (AC) duke lëvizur elektronet.(Do të mësoni më shumë se si funksionon gjeneratori më vonë.)
Transformatori - Transformatori brenda centralit merr AC dhe e konverton atë në rrymë të tensionit më të lartë.
Linjat e energjisë – Nga çdo termocentral vijnë katër tela: tre fazat e energjisë prodhohen njëkohësisht, plus një neutral ose tokëzim i përbashkët për të tre.(Lexoni se si funksionojnë rrjetet e shpërndarjes së energjisë për të mësuar më shumë rreth transmetimit të linjës së energjisë.)
Dalja – Uji i përdorur bartet përmes tubacioneve, të quajtura gypa, dhe rihyn në lumë në rrjedhën e poshtme.
Uji në rezervuar konsiderohet energji e ruajtur.Kur hapen portat, uji që rrjedh nëpër penstock bëhet energji kinetike sepse është në lëvizje.Sasia e energjisë elektrike që prodhohet përcaktohet nga disa faktorë.Dy nga këta faktorë janë vëllimi i rrjedhës së ujit dhe sasia e kokës hidraulike.Koka i referohet distancës midis sipërfaqes së ujit dhe turbinave.Me rritjen e kokës dhe rrjedhës, rritet edhe energjia elektrike e prodhuar.Koka zakonisht varet nga sasia e ujit në rezervuar.
Ekziston një lloj tjetër hidrocentrali, i quajtur termocentrali me pompë.Në një hidrocentral konvencional, uji nga rezervuari rrjedh nëpër termocentral, del dhe çohet poshtë rrjedhës.Një impiant depozitimi me pompë ka dy rezervuarë:
Rezervuari i sipërm - Ashtu si një hidrocentral konvencional, një digë krijon një rezervuar.Uji në këtë rezervuar kalon nëpër hidrocentral për të krijuar energji elektrike.
Rezervuari i poshtëm – Uji që del nga hidrocentrali derdhet në një rezervuar më të ulët në vend që të rihyjë në lumë dhe të rrjedhë poshtë rrjedhës së tij.
Duke përdorur një turbinë të kthyeshme, uzina mund të pompojë ujin përsëri në rezervuarin e sipërm.Kjo bëhet në orët jashtë pikut.Në thelb, rezervuari i dytë rimbush rezervuarin e sipërm.Duke pompuar ujin përsëri në rezervuarin e sipërm, impianti ka më shumë ujë për të prodhuar energji elektrike gjatë periudhave të konsumit të pikut.
Gjeneratori
Zemra e hidrocentralit është gjeneratori.Shumica e hidrocentraleve kanë disa nga këta gjeneratorë.
Gjeneratori, siç mund ta keni marrë me mend, gjeneron energjinë elektrike.Procesi themelor i gjenerimit të energjisë elektrike në këtë mënyrë është rrotullimi i një sërë magnetesh brenda mbështjelljeve të telit.Ky proces lëviz elektronet, të cilat prodhojnë rrymë elektrike.
Diga Hoover ka gjithsej 17 gjeneratorë, secili prej të cilëve mund të gjenerojë deri në 133 megavat.Kapaciteti total i hidrocentralit të Digës Hoover është 2074 megavat.Çdo gjenerator përbëhet nga disa pjesë themelore:
Bosht
Ngacmues
Rotor
Stator
Ndërsa turbina rrotullohet, ngacmuesi dërgon një rrymë elektrike në rotor.Rotori është një seri elektromagnetësh të mëdhenj që rrotullohen brenda një spirale të mbështjellë fort prej teli bakri, të quajtur stator.Fusha magnetike midis spirales dhe magneteve krijon një rrymë elektrike.
Në digën Hoover, një rrymë prej 16,500 amperësh lëviz nga gjeneratori në transformator, ku rryma rritet deri në 230,000 amper para se të transmetohet.
Hidrocentralet përfitojnë nga një proces i vazhdueshëm që ndodh natyrshëm - procesi që shkakton rënien e shiut dhe ngritjen e lumenjve.Çdo ditë, planeti ynë humbet një sasi të vogël uji përmes atmosferës pasi rrezet ultravjollcë thyejnë molekulat e ujit.Por në të njëjtën kohë, uji i ri emetohet nga pjesa e brendshme e Tokës përmes aktivitetit vullkanik.Sasia e ujit të krijuar dhe sasia e ujit të humbur është pothuajse e njëjtë.
Në çdo kohë, vëllimi i përgjithshëm i ujit në botë është në forma të ndryshme.Mund të jetë i lëngshëm, si në oqeane, lumenj dhe shi;të ngurta, si në akullnajat;ose të gaztë, si në avujt e padukshëm të ujit në ajër.Uji ndryshon gjendjen ndërsa lëviz nëpër planet nga rrymat e erës.Rrymat e erës krijohen nga aktiviteti ngrohës i diellit.Ciklet e rrymës së ajrit krijohen nga dielli që shkëlqen më shumë në ekuator sesa në zona të tjera të planetit.
Ciklet e rrymës së ajrit drejtojnë furnizimin me ujë të Tokës përmes një cikli më vete, të quajtur cikli hidrologjik.Ndërsa dielli ngroh ujin e lëngshëm, uji avullohet në avull në ajër.Dielli ngroh ajrin, duke bërë që ajri të ngrihet në atmosferë.Ajri është më i ftohtë lart, kështu që ndërsa avulli i ujit ngrihet, ftohet, duke u kondensuar në pika.Kur pikat e mjaftueshme grumbullohen në një zonë, pikat mund të bëhen mjaft të rënda për të rënë përsëri në Tokë si reshje.
Cikli hidrologjik është i rëndësishëm për hidrocentralet sepse ato varen nga rrjedha e ujit.Nëse ka mungesë shiu pranë uzinës, uji nuk do të mblidhet në rrjedhën e sipërme.Në mungesë të ujit që mblidhet në rrjedhën e sipërme, më pak ujë rrjedh nëpër hidrocentral dhe prodhohet më pak energji elektrike.
Koha e postimit: Korrik-07-2021
