Sadržaj
Hidroelektrana je energija koja proizlazi iz kretanja vode. Taj je pokret dio zemljinog vodenog ciklusa, a to je neprekidna cirkulacija vode kroz zemlju, oceane i atmosferu. Količina energije koju voda u pokretu ovisi o volumenu u kretanju i njegovoj brzini. Voda je jedan od najstarijih izvora energije. Drevne civilizacije koristile su hidroelektriku za navodnjavanje i kao mehanizam za mljevenje žita. U modernom razdoblju, hidroelektrana osigurava 20 posto obnovljive energije u svijetu.
Vodenično kolo
••• Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty ImagesVodeni kotači bili su najčešći oblik hidroelektrane, od prije više od 4.000 godina do 19. stoljeća. Pretvorili su energiju tekuće vode u rotacijsko gibanje. Taj je pokret pokrenuo tada kretanje kamenja i poluga za mljevenje zrna, mineralne rude i rezanje drva. Kolo je ležalo vodoravno ili okomito u tekućoj vodi, poput rijeke ili potoka. Protok vode prisilio je kotač da se pomakne kad udari u vesla pričvršćena na vanjski okvir kotača. Snaga vode povećavala se dok je tekla kroz uske kanale ili mlaznice.
turbine
Vodene turbine razvoj su vodenog kotača i prethodnici moderne proizvodnje električne energije. Umjesto da udara u fiksno veslo na kotaču, protok vode aktivira rotirajući rotor koji može imati stotine lopatica. Osovina je pričvrstila klip rotora za turbogenerator, koji je džinovski magnet sa zavojitom žicom u sebi. Dok se okretno vratilo okreće u turbini, u turbini se stvara električna struja.
Brane
••• Kineske fotografije / Getty Images vijesti / Getty ImagesBrane zauzimaju veliku količinu vode koja izvire iz rijeka i stvaraju rezervoar iza potpornog zida. Okosnica je cijev, odnosno zapornica, s dna rezervoara, koja prolazi kroz branu, do vodene turbine. Voda iz akumulacije teče pod visokim pritiskom iz rezervoara u turbinu i stvara električnu energiju. Brana "Tri klisure" na rijeci Yangtze u Kini najveća je svjetska hidroelektrana gdje protok vode napaja 32 turbine.
Pumpa za skladištenje
Operatori hidroelektrana mogu skladištiti energiju tijekom razdoblja male potrošnje električne energije i puštati je tijekom razdoblja najveće potrošnje, koristeći metode skladištenja pumpi. Tijekom razdoblja male potražnje, voda koja je već tekla turbinama vraća se u poseban rezervoar iznad turbina. Ova voda teče natrag kroz turbine tijekom razdoblja najveće potražnje. Sustav omogućuje brzo pokretanje za dodatnu proizvodnju energije.