Wat is een waterkrachtcentrale?
Wat is een waterkrachtcentrale?
Definitie van een waterkrachtcentrale
Een waterkrachtcentrale wordt gedefinieerd als een faciliteit die elektriciteit genereert door gebruik te maken van de kinetische energie van vallend water om een turbine te laten draaien.
In een waterkrachtcentrale wordt de kinetische energie die ontstaat door de zwaartekracht van vallend water van een hoger naar een lager niveau gebruikt om een turbine te laten draaien en zo elektriciteit te produceren. De potentiële energie die opgeslagen is in het water op het hogere niveau wordt vrijgegeven als kinetische energie wanneer het water naar het lagere niveau valt. Deze turbine draait wanneer het vallende water de turbinebladen raakt. Om een hoogteverschil van het water te bereiken, worden waterkrachtcentrales meestal gebouwd in heuvelachtige gebieden. In de loop van de rivier in heuvelachtige gebieden wordt een kunstmatige dam gebouwd om het benodigde waterhoogteverschil te creëren. Vanuit deze dam wordt het water op een gecontroleerde manier toegelaten om naar de turbinebladen te vallen. Hierdoor draait de turbine door de kracht van het water op de bladen, en dus draait de generator omdat de as van de turbine gekoppeld is aan de as van de generator.
Het grootste voordeel van een waterkrachtcentrale is dat er geen brandstof nodig is. Het heeft alleen een waterhoogteverschil nodig, wat natuurlijk beschikbaar is zodra de dam is gebouwd.
Geen brandstof betekent geen brandstofkosten, geen verbranding, geen rookgassen en geen vervuiling. Dit maakt waterkrachtcentrales schoon en milieuvriendelijk. Ze zijn ook eenvoudiger te bouwen vergeleken met thermische en nucleaire centrales.
Het bouwen van een waterkrachtcentrale kan duurzamer zijn dan het bouwen van een thermische centrale vanwege de kosten van het bouwen van een grote dam. De ingenieurskosten zijn ook hoog. Bovendien kunnen waterkrachtcentrales niet overal gebouwd worden; ze hebben specifieke locaties nodig, vaak ver van belastingscentra.
Dus, lange transportlijnen zijn vereist om de gegenereerde stroom naar de belastingscentra te transporteren.De transportkosten kunnen daarom behoorlijk hoog zijn.
Ondanks dat kan het opgeslagen water in de dam ook worden gebruikt voor irrigatie en andere soortgelijke doeleinden. Soms kan door de aanleg van zo'n dam in de loop van de rivier, incidentele overstromingen stroomafwaarts in de rivier significant worden beheerst.
Er zijn slechts zes primaire componenten nodig om een waterkrachtcentrale te bouwen. Dit zijn de dam, drukpijp, stuwtank, klephuis, penstock en machinehal.
De dam is een kunstmatige betonnen barrière die dwars over de rivier wordt gebouwd. Het stroomgebied achter de dam creëert een enorme waterreservoirDe drukpijp leidt water van de dam naar het klephuis.
In het klephuis zijn twee soorten kleppen beschikbaar. De eerste is de hoofdspoelklep en de tweede is een automatische afsluitklep. De spoelkleppen regelen het water dat naar stroomafwaarts stroomt, en de automatische afsluitkleppen stoppen de waterstroom wanneer de elektrische belasting plotseling van de installatie wordt gehaald. De automatische afsluitklep is een beschermende klep die geen directe rol speelt bij het regelen van de waterstroom naar de turbine. Het werkt alleen in noodgevallen om het systeem te beschermen tegen uitbarstingen.
De penstock is een stalen pijpleiding die het klephuis verbindt met de machinehal. Water stroomt via de penstock van het klephuis naar de machinehal.In de machinehal bevinden zich water turbines en alternators met bijbehorende stroomverhogende transformatoren en schakelinstallaties om elektriciteit te genereren en vervolgens het transport van elektriciteit te faciliteren.
Tot slot komen we bij de stuwtank. De stuwtank is ook een beschermend accessoire dat verbonden is met de waterkrachtcentrale. Het bevindt zich net voor het klephuis. De hoogte van de tank moet groter zijn dan de waterhoogte die opgeslagen is in het waterreservoir achter de dam. Dit is een open top waterreservoir.
Het doel van deze tank is om de penstock te beschermen tegen uiteenspatten wanneer de turbine plotseling weigert water te nemen. Op het ingangspunt van de turbines zijn turbinepoorten die bestuurd worden door regelaars. De regelaar opent of sluit de turbinepoorten volgens de fluctuaties van de elektrische belasting. Als de elektrische belasting plotseling van de installatie wordt gehaald, sluit de regelaar de turbinepoorten en wordt het water in de penstock geblokkeerd. Plotseling stoppen van het water kan een ernstige uiteenspattening van de penstockpijpleiding veroorzaken. De stuwtank absorbeert deze terugdruk door het waterpeil in deze tank te laten zwaaien.
Bouw van een waterkrachtcentrale
Het bouwen van een waterkrachtcentrale omvat het creëren van een dam, drukpijp, klephuis, penstock, machinehal en stuwtank.
Voordelen van waterkracht
Deze centrales zijn kosteneffectief en milieuvriendelijk omdat ze geen brandstof nodig hebben en geen vervuiling produceren.
Nadelen van waterkracht
De hoge bouwkosten en de noodzaak van lange transportlijnen om elektriciteit te leveren waar deze nodig is, kunnen nadelen zijn.
Aanvullende voordelen van dammen
Dammen die in waterkrachtcentrales worden gebruikt, kunnen ook voordelen bieden zoals ondersteuning voor irrigatie en overstromingsbestrijding.
