Vatnsafli

Efni.

• Tegundir vatnsaflsvirkjana
• Kostir vatnsafls
• Ókostir vatnsafls
• Dæmi um vatnsafl
• Aðrar tegundir orku

The vatnsafli Það er það sem myndast við hreyfingu vatnsins, venjulega í fellum (jarðfræðistökk) og brekkur eða sérhæfðar stíflur, þar sem virkjanir eru settar upp til að nýta sér vélræn orka vökvans á hreyfingu og virkja rafal hverfla sem framleiða rafmagnið.

Þessi aðferð við að nota vatn veitir fimmtung af raforku heimsins, og það er ekki nákvæmlega nýtt í mannkynssögunni: Forngrikkir, eftir sömu og nákvæmu meginreglu, maluðu hveiti til að búa til mjöl með krafti vatns eða vinda með röð myllna. Hins vegar var fyrsta vatnsaflsvirkjunin sem slík reist árið 1879 í Bandaríkjunum.

Þessi tegund virkjana er vinsæl í hrikalegum landsvæðum þar sem vatn, þíða á toppi fjalla eða truflun á mikilli á, safnar töluverðu afli. Í annan tíma er nauðsynlegt að byggja stíflu til að stjórna losun og geymslu vatns og stuðla þannig að falli af stærð sem óskað er.

The afl af þessari tegund plantna það getur verið allt frá stórum og öflugum verksmiðjum sem mynda tugþúsundir megavötta, til svokallaðra smávökvavera sem framleiða örfá megavött.

Nánari upplýsingar í: Dæmi um vökvakerfi

Tegundir vatnsaflsvirkjana

Samkvæmt byggingarhugmynd sinni er venjulega gerður greinarmunur á því vatnsaflsvirkjanir undir berum himni, svo sem þeir sem settir eru við rætur fossa eða stíflu, og vatnsaflsvirkjanir í hellum, þær langt frá vatnsbólinu en tengdar við hann með þrýstipípum og öðrum gerðum jarðganga.

Þessar plöntur er einnig hægt að flokka eftir vatnsrennsli hverju sinni, þ.e.

• Rennandi vatnsplöntur. Þeir starfa stöðugt og nýta sér vatn ár eða fall, þar sem þeir hafa ekki getu til að geyma vatn eins og í lónum.
• Lónplöntur. Þeir halda vatninu í gegnum stífluna og leyfa því að renna í gegnum hverfana og viðhalda stöðugu og viðráðanlegu rennsli. Þeir eru miklu dýrari en rennandi vatn.
• Miðstöðvar með reglugerð. Sett upp í ám, en með getu til að geyma vatn.
• Dælustöðvar. Þeir sameina framleiðslu rafmagns með vatnsrennsli og getu til að senda vökvann aftur upp á við, viðhalda hringrásinni og virka sem risavaxnar rafhlöður.

Kostir vatnsafls

Vatnsaflsorka var mjög í tísku á seinni hluta 20. aldar í ljósi ótvíræðra dyggða sem eru:

• Þrif. Í samanburði við brennslu jarðefnaeldsneytis, það er orka sem er lítil mengandi.
• Öryggi. Samanborið við hugsanlegar hamfarir kjarnorku eða annars konar áhættusamt raforkuframleiðslu er áhætta hennar viðráðanleg.
• Stöðugleiki. Vatnsbirgðir og stórir fossar eru venjulega nokkuð stöðugir allt árið og tryggja reglulega virkjun verksmiðjunnar.
• Efnahagslíf. Með því að þurfa ekki hrátt efni, né flókin ferli, það er ódýrt og einfalt raforkuframleiðslulíkan, sem dregur úr kostnaði við alla orkuframleiðslu og neyslukeðjuna.
• Sjálfstæði. Þar sem það þarf ekki hráefni eða vistir (umfram varahluti) er það fyrirmynd sem er alveg óháð sveiflum á markaði og alþjóðasáttmálum eða pólitískum ákvæðum.

Ókostir vatnsafls

• Staðbundin tíðni. Uppbygging stíflna og díkja auk uppsetningar hverfla og rafala hefur áhrif á farveg ár sem hefur oft áhrif á árnar. staðbundin vistkerfi.
• Hætta að lokum. Þrátt fyrir að það sé sjaldgæft og hægt sé að komast hjá því með góðri viðhaldsvenju er mögulegt að hlé á díki valdi stjórnlausri losun vatnsmagns sem er meira en viðráðanlegt og að flóð og stórslys staðbundin.
• Landslagsáhrif. Flestar þessar aðstaða gjörbreyta náttúrulegu landslagi og hafa áhrif á landslagið á staðnum, þó að þær geti einnig orðið viðmiðunarstaðir ferðamanna.
• Rýrnun sundanna. Stöðugt inngrip í vatnsrennslið veður niður árfarveginn og breytir eðli vatnsins og dregur frá seti. Þetta hefur allt áhrif ána sem þarf að huga að.
• Hugsanlegir þurrkar. Í tilvikum mikilla þurrka sjá framleiðslulíkön framleiðslu þeirra takmarkaða þar sem vatnsmagnið er minna en hugsjón. Þetta getur þýtt orkuskerðingu eða hlutfallshækkanir, allt eftir umfangi þurrka.

Dæmi um vatnsafl

1. Niagara fossar. Vatnsaflsstöðin Robert Moses Niagara virkjun Það var staðsett í Bandaríkjunum og var fyrsta vatnsaflsstöðin í sögunni sem reist var og nýtti sér kraftinn í hinum gífurlegu Niagara fossum í Appleton, Wisconsin.
2. Krasnoyarsk vatnsaflsstífla. 124 m há steypustífla staðsett við Yenisei-ána í Divnogorsk í Rússlandi, byggð á árunum 1956 til 1972 og veitt rússnesku þjóðinni um 6000 MW orku. Krasnoyarkoye lónið var búið til fyrir rekstur þess.
3. Salime lón. Þetta spænska lón sem staðsett er í Asturias, við Navia-árfarveginn, var vígt árið 1955 og veitir íbúum um 350 GWst á ári. Til að byggja það þurfti að breyta árbotni að eilífu og tæplega tvö þúsund býli flæddu yfir 685 hektara ræktarland ásamt þéttbýli, brýr, kirkjugarðar, kapellur og kirkjur.
4. Guavio vatnsaflsvirkjun. Önnur stærsta virkjunin sem starfrækt er á yfirráðasvæði Kólumbíu, hún er staðsett í Cundinamarca, 120 km frá Bogotá og framleiðir um 1.213 MW rafmagn. Það tók til starfa 1992 þrátt fyrir að þrjár einingar til viðbótar hafi ekki enn verið settar upp af fjárhagsástæðum. Ef það gerist myndi afköst þessa lóns aukast í 1.900 MW, það mesta á landinu öllu.
5. Símon Bolívar vatnsaflsvirkjun. Það er einnig kallað Presa del Guri og er staðsett í Bolívar-fylki, Venesúela, við mynni Caroni-árinnar í hinni frægu Orinoco-á. Það hefur gervilón sem heitir Embalse del Guri og með því er rafmagni veitt góðum hluta landsins og jafnvel selt til landamærabæja Norður-Brasilíu. Það var vígt að fullu árið 1986 og er fjórða stærsta vatnsaflsvirkjun í heimi og býður upp á 10 235 MW af heildaruppsettri afkastagetu í 10 mismunandi einingum.
6. Xilodu stíflan. Það er staðsett við Jinsha-ána í suðurhluta Kína og hefur uppsett afl 13.860 MW af rafmagni auk þess að leyfa stjórn á vatnsrennsli til að auðvelda siglingar og koma í veg fyrir flóð. Það er nú þriðja stærsta vatnsaflsstöðin í heimi og jafnframt fjórða hæsta stíflan á jörðinni.
7. Þrjár gljúfrustíflur. Það er einnig staðsett í Kína, við Yangtze-ána á miðju yfirráðasvæði þess, og er það stærsta vatnsaflsvirkjun í heimi, með heildarafli 24.000 MW. Henni lauk árið 2012, eftir að hafa flætt yfir 19 borgir og 22 bæi (630 km² yfirborð), sem þurfti að flytja næstum 2 milljónir manna og flytja með. Með sína 2309 metra löngu og 185 háu stíflu veitir þessi virkjun ein 3% af stórkostlegri orkunotkun hér á landi.
8. Yacyretá-Apipé stíflan. Þessi stífla er staðsett á sameiginlegu svæði Argentínu og Paragvæ við Paraná og veitir tæplega 22% af orkuþörf Argentínu með 3.100 MW afli. Þetta var ákaflega umdeild smíði, þar sem það krafðist flæðis á einstökum búsvæðum á svæðinu og útrýmingu tuga af landlægum tegundum dýra og plantna.
9. Palomino vatnsaflsverkefni. Þetta verkefni í smíðum í Dóminíska lýðveldinu verður staðsett við Yaraque-Sur og Blanco árnar, þar sem lón með samtals 22 hektara svæði verður staðsett og sem mun auka orkuöflun þar í landi um 15%.
10. Itaipu stíflan. Önnur stærsta vatnsaflsvirkjun í heimi, það er tvíþjóðlegt verkefni milli Brasilíu og Paragvæ að nýta sér landamæri þeirra við Paraná-ána. Gervilengd stíflunnar nær til um 29.000 hm³ af vatni á um það bil 14.000 km svæði². Framleiðslugeta þess er 14.000 MW og það hóf framleiðslu árið 1984.

Aðrar tegundir orku