W elektrowni wodnej energia kinetyczna wywołana grawitacją spadającej wody z wyższego na niższy poziom jest wykorzystywana do obracania turbiny w celu produkcji energii elektrycznej. Energia potencjalna przechowywana w wodzie na wyższym poziomie uwalnia się jako energia kinetyczna, gdy woda opada na niższy poziom. Turbina obraca się, gdy spadająca woda uderza w łopatki turbiny. Aby osiągnąć różnicę wysokości wody, elektrownie wodne są zazwyczaj budowane w terenach górskich. Na drodze rzeki w terenach górskich konstruuje się sztuczną zapory, aby stworzyć wymaganą wysokość wody. Z tej zapory woda jest przepuszczana w kontrolowany sposób w dół ku łopatkami turbiny. W rezultacie turbina obraca się pod wpływem siły wody działającej na jej łopatki, a więc generator obraca się, ponieważ wał turbiny jest połączony z wałem generatora.
Główną zaletą elektrowni elektrycznej jest to, że nie wymaga ona żadnego paliwa. Wymaga jedynie różnicy wysokości wody, która jest naturalnie dostępna po zbudowaniu wymaganej zapory.
Brak paliwa oznacza brak kosztów paliwa, brak spalania, brak generowania spalin i brak zanieczyszczenia atmosfery. Dzięki brakowi spalania paliwa, elektrownia wodna jest bardzo czysta. Poza tym, nie powoduje ona zanieczyszczenia atmosfery. Ponadto z punktu widzenia konstrukcyjnego jest prostsza niż jakakolwiek elektrownia cieplna lub jadrowa.
Koszty konstrukcyjne elektrowni wodnej mogą być wyższe niż w przypadku innych konwencjonalnych elektrowni cieplnych ze względu na budowę ogromnej zapory poprzecznie do płynącej rzeki. Koszty inżynieryjne dodatkowo do kosztów konstrukcyjnych są również wysokie w elektrowni wodnej. Inną wadą takiej elektrowni jest to, że nie można jej zbudować wszędzie według centrów obciążeń.
W związku z tym potrzebne są długie linie przesyłowe do przesyłania wygenerowanej energii do centrów obciążeń.
W ten sposób koszty przesyłu mogą być wystarczająco wysokie.
Pomimo tego, przechowywana w zaporze woda może być również wykorzystywana do nawadniania i innych podobnych celów. Czasami poprzez stworzenie takiej zapory na drodze rzeki, można znacznie kontrolować okresowe powodzie w dolnym biegu rzeki.
Do budowy elektrowni wodnej potrzebne są tylko sześć podstawowych komponentów. Są to zaszczytna, tunel ciśnieniowy, zbiornik buforowy, dom zaworów, kanał doprowadzający i centrala energetyczna.
Zaszczytna to sztuczna betonowa bariera zbudowana poprzecznie do rzeki. Obszar zlewny za zaszczytną tworzy ogromny zbiornik wodny.
Tunel ciśnieniowy transportuje wodę z zaszczytny do domu zaworów.
W domu zaworów dostępne są dwa rodzaje zaworów. Pierwszym jest główny zawór odwodny, a drugim automatyczny zawór izolacyjny. Zawory odwodne kontrolują przepływ wody w dół rzeki, a automatyczne zawory izolacyjne zatrzymują przepływ wody, gdy nagle obciążenie elektryczne zostanie wyłączone z elektrowni. Automatyczny zawór izolacyjny jest zaworem ochronnym, który nie odgrywa bezpośredniej roli w kontroli przepływu wody do turbiny. Działa jedynie w nagłych sytuacjach, aby chronić system przed pęknięciem.
Kanał doprowadzający to stalowy rurociąg o odpowiednim średnicy połączony między domem zaworów a centralą energetyczną. Woda spływa z górnego domu zaworów do dolnej centrali energetycznej przez ten kanał doprowadzający.
W centrali energetycznej znajdują się turbiny wodne i generatory z asocjowanymi transformatorami wzmacniającymi oraz systemami rozdzielczymi do generowania i następnie ułatwienia przesyłu energii elektrycznej.
Na końcu mamy zbiornik buforowy. Zbiornik buforowy to również akcesorium ochronne związane z elektrownią wodną. Jest on położony tuż przed domem zaworów. Wysokość zbiornika musi być większa niż wysokość wody przechowywanej w zbiorniku wodnym za zaszczytną. Jest to otwarty zbiornik wodny.
Celem tego zbiornika jest ochrona kanału doprowadzającego przed pęknięciem, gdy nagle turbina przestaje przyjmować wodę. Na wejściu do turbin znajduje się zaszczytny sterowany regulatorem. Regulator otwiera lub zamyka zaszczytny w zależności od fluktuacji obciążenia elektrycznego. Gdy nagle obciążenie elektryczne zostanie wyłączone z elektrowni, regulator zamyka zaszczytny i woda jest blokowana w kanale doprowadzającym. Nagłe zatrzymanie wody może spowodować poważne pęknięcie rurociągu doprowadzającego. Zbiornik buforowy absorbuje to przeciwciśnienie poprzez wahanie poziomu wody w tym zbiorniku.
Oświadczenie: Szacuj oryginał, dobre artykuły są warto udostępniać, jesli istnieje naruszenie praw autorskich proszę o kontakt z celami usunięcia.
