Mikä on vesivoimala?

Mikä on vesivoimala?

Vesivoimalan määritelmä

Vesivoimala on laitoksia, joka tuottaa sähköä käyttämällä veden putoamisesta aiheutuvaa kineettistä energiaa turbiinin pyörittämiseen.

Vesivoimalassa käytetään veden putoamisesta aiheutuvaa kineettistä energiaa turbiinin pyörittämiseen sähkön tuotantoon. Veden potentiaalienergia ylemmällä vedenpinnalla vapautuu kineettiseksi energiaksi, kun se putoaa alemmas. Tämä turbiini pyörii, kun vesi osuu turbiinin sirpiin. Vesivoimaloiden rakentamiseksi tarvitaan yleensä korkeilla alueilla, jotta saadaan tarvittava veden tasoero. Joen tiellä korkeilla alueilla rakennetaan tekojärvi, joka luo tarvittavan veden tasoeron. Vesi annetaan laskea kontrolloidusti turbiinin sirpiin. Tämän seurauksena turbiini pyörii vedestä aiheutuvan voiman vaikutuksesta, ja koska turbiinin akseli on kytketty vaihtovirtasähköntuotannon akseliin, myös vaihtovirtasähköntuotanto aloitetaan.

Vesivoimalan pääetuna on, että sille ei tarvita polttoainetta. Se tarvitsee vain veden tasoeron, joka on luonnostaan saatavilla, kun tekojärvi on rakennettu.

Ei polttoainetta tarkoittaa, että ei ole polttoainekustannuksia, palamista, savupiipputehostetta eikä saastumista. Tämä tekee vesivoimaloista puhtaita ja ympäristöystävällisiä. Niitä on myös yksinkertaisempaa rakentaa verrattuna lämpövoima- ja ydinvoimaloihin.

Vesivoimalan rakentaminen voi olla kalliimpaa kuin lämpövoimavoimalan, koska suuren tekojärven rakentaminen on kallista. Insinöörikustannukset ovat myös korkeat. Lisäksi vesivoimaloja ei voida rakentaa missä tahansa; niiden tarvitaan erityiset sijainnit, usein kaukana kulutuskeskuksista.

Tämän vuoksi tarvitaan pitkiä siirtolinjoja, jotta tuotettu sähkö voidaan siirtää kulutuskeskuksiin.Näin ollen siirtokustannukset voivat olla huomattavasti korkeammat.

Huolimatta tästä tekojärven sisällä varastoitua vettä voidaan käyttää viljelyyn ja muuhun samantyyppiseen käyttöön. Joskus tekojärven rakentaminen joen tielle voi merkittävästi hallita joen alla tapahtuvia tulvia.

Vesivoimalan rakentamiseen tarvitaan vain kuusi peruspientä komponenttia. Nämä ovat tekojärvi, paineputki, purkemäki, venttiilitalo, penstock-putki ja voimala.

Tekojärvi on tehty betoninen este, joka rakennetaan joen tielle. Tekojärven takana oleva alue luo suuren vedenvarastoalueen.Paineputki vie vettä tekojärvestä venttiilitaloon.

Venttiilitalossa on kaksi erilaista venttiiliasia. Ensimmäinen on pääventtiili ja toinen on automaattinen erotteluenttiili. Pääventtiilit hallitsevat veden virtausta alasjoelle ja automaattiset erotteluenttiilit pysäyttävät veden virtauksen, jos sähköntarve syttyy yhtäkkiä pois. Automaattinen erotteluenttiili on suoja-venttiili, joka ei vaikuta suoraan veden virtaukseen turbiiniin. Se toimii vain hätätilanteissa suojaakseen järjestelmää räjähdysvaaralta.

Penstock-putki on teräsputki, joka yhdistää venttiilitalon voimalaan. Vesi virtaa penstock-putken kautta venttiilitalosta voimalaan.Voimalassa on veden turbiinit ja vaihtovirtasähköntuotanto, sekä niihin liittyvät sähköntuotannon ja siirron helpottavat järjestelmät.

Lopuksi tulemme purkemäkkeihin. Purkemäki on myös suoja-esitys, joka liittyy vesivoimalaan. Se sijaitsee juuri ennen venttiilitaloa. Purkemäkin korkeuden tulee olla suurempi kuin veden tasoero, joka on varastoituna vedenvarastoalueella tekojärven takana. Tämä on avoin vesitankki.

Tämän tankin tarkoitus on suojata penstock-putkea räjähdysvaaralta, kun turbiini kieltäytyy yhtäkkiä ottaa vettä. Turbiinien sisäänkäynnissä on turbiinisillat, jotka ohjataan guverneureilla. Guvernööri avaa tai sulkee turbiinisillat sähköntarpeen vaihteluun mukaan. Jos sähköntarve syttyy yhtäkkiä pois, guvernööri sulkee turbiinisillat ja vesi estetään penstock-putken kautta. Yhtäkkisen veden pysähtymisen voi aiheuttaa vakava penstock-putken räjähdys. Purkemäki absorboi tämän takapaineen veden tasapinnan heilahduksesta.

Vesivoimalan rakentaminen

Vesivoimalan rakentaminen sisältää tekojärven, paineputken, venttiilitalon, penstock-putken, voimalan ja purkemäkin luomisen.

 Vesivoiman edut

Nämä laitokset ovat kustannustehokkaita ja ympäristöystävällisiä, koska ne eivät tarvitse polttoainetta eivätkä tuota saastumista.

Vesivoiman haitat

Korkeat rakennuskustannukset ja tarve pitkille siirtolinjoille sähkön toimittamiseksi tarvittaviin paikkoihin voivat olla haittoja.

Lisäedut tekojärville

Vesivoimaloissa käytetyt tekojärvet voivat myös tarjota etuja, kuten viljelyn tukemista ja tulvien hallintaa.