Hydro-elektrische energie is de grootste bron van hernieuwbare energie en is goed voor 22 procent van de elektriciteit in de wereld en wekt meer energie op dan andere hernieuwbare bronnen, zoals zonne-energiesystemen , wind, geothermische bronnen.
Ze zijn de op een na grootste elektriciteitscentrales na de brandstofcentrales. De waterkrachtcentrale is gebouwd om elektrisch vermogen te produceren voor basis- of piekbelastingen en in sommige gevallen draagt deze beide belastingen.
Deze energiecentrales leveren betrouwbare elektriciteit dankzij de grote verscheidenheid aan kenmerken, zoals de mogelijkheid om de belasting te volgen, piekbelasting te leveren, een snellere werking vanaf het begin, enz.
Werking van waterkrachtcentrale
Waterkracht wordt opgewekt uit water dat uit de rivieren stroomt of uit door mensen gemaakte constructies waarin water beschikbaar is of wordt opgeslagen. Hydro-installaties omvatten het reservoir met een dam, afsluiter, turbine, generator , en transmissielijnen.
Een dam wordt gebouwd in de buurt van een meer of een grote rivier om water op te slaan in een reservoir. De dam houdt het water vast en verhoogt de waterdruk op het bodemniveau. Het is op grotere hoogtes gebouwd om het debiet te verhogen.
werking van waterkrachtcentrale
Water uit de reservoirs wordt door sluizen gevoerd, dit zijn enorme tunnels om water te transporteren. In deze planten wordt de val van water gebruikt om de motoras te laten draaien.
Wanneer water vanuit het reservoir door tunnels op turbinebladen wordt aangevoerd, gaat de turbine draaien in de richting van de waterkracht. Omdat deze turbine is gekoppeld aan de dynamo-as, elektrische energie wordt geproduceerd door de dynamo.
Hier wordt kinetische energie van het stromende water omgezet in elektriciteit die verder via transmissielijnen naar onderstations wordt overgebracht, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding.
De hoeveelheid elektriciteit is afhankelijk van twee factoren, namelijk
1. Hoofd van water
2. Snelheid van waterstroom van afvoer van het water
De Head of the water geeft de afstand aan tussen het wateroppervlak en het turbineoppervlak en is afhankelijk van het beschikbare water in het reservoir en de grootte van het reservoir. Als de opvoerhoogte groter is, valt water van grotere hoogte met meer kracht naar beneden, waardoor de rotatie van de turbine toeneemt.
Dit resulteert in meer resultaten in meer stroomopwekking. Evenzo, als de snelheid waarmee het water wordt afgevoerd, er veel stroom wordt gegenereerd, omdat de hoeveelheid water die valt, groter is en de snelheid van het water afhangt van de capaciteit van de rivier, zoals enorm water of meer water dat in grotere rivieren stroomt.
Onderdelen / componenten van waterkrachtcentrale
De bouw van waterkrachtcentrales heeft hoge initiële kosten nodig om een dam, reservoirs en energiecentrale te bouwen. Maar als het eenmaal is gestart, zijn er minder onderhoudskosten nodig in vergelijking met brandstofgestookte centrales.
Enkele van de belangrijkste onderdelen of componenten van waterkrachtcentrales worden hieronder beschreven.
Dam
Dam
Dit zijn de constructies die op rivieren zijn gebouwd om de waterstroom te stoppen en om het water in het reservoir op te slaan. Dam vangt het water op en slaat het op in regenseizoenen en zorgt voor een continue werking van de plant, zelfs tijdens het zomerseizoen. Het verhoogt de kop van het water, zodat de hoogte van het vallende water toeneemt.
Inlaat- of controlepoorten
Deze worden gebruikt om het water uit de dam af te voeren of te stoppen. Water uit het reservoir komt via deze poorten naar de turbine-eenheid. Water krijgt zowel potentiële als kinetische energieën terwijl het door controlepoorten stroomt.
Afsluiter
Afsluiters
Het helpt om de snelheid van het water met een hogere snelheid te verhogen om turbines aan te drijven. Dit zijn lange pijpen die het water van het reservoir naar het turbinehuis voeren.
Waterturbines:
waterturbine
De potentiële en kinetische energie van water uit het reservoir dat aan de hydroturbine wordt toegevoerd, wordt omgezet in rotatiebeweging. Wanneer water turbinebladen raakt, begint het te draaien in de richting van de netto kracht van water.
Verschillende soorten turbines zijn onder andere Kaplan-, Francis- en Pelton-wielturbines. Francis-turbine is de meest voorkomende turbine die in verschillende waterkrachtcentrales wordt gebruikt. Het type turbine hangt af van de opvoerhoogte of hoeveelheid water en het vermogen van de opwekking van elektriciteit.
Generatoren:
Dit worden ook wel alternatoren genoemd waarbij de rotoras is gekoppeld met de turbine-as. Dus terwijl de turbine draait, veroorzaakt het dat draai de generator schacht. Deze rotatie wekt het elektrische vermogen op dat verder via transmissielijnen naar de onderstations wordt overgebracht.
Soorten Hydro-planten
Waterkrachtcentrales worden ingedeeld in drie basistypen op basis van de manier waarop ze werken. Deze methoden genereren zijn Run-of-River-, opslag- en pompopslaginstallaties en worden hieronder kort toegelicht.
Run-of-River waterkrachtcentrales
Het wordt ook wel afleidingstype plant genoemd. Hierin wordt een deel van het water omgeleid naar kanalen van de rivier. Dit soort planten heeft misschien geen dam nodig voor de opslag van water. Het ontwerp en het uiterlijk van deze centrales verschillen van conventionele waterkrachtcentrales. Deze worden gebruikt om de basislast van stroom te voorzien.
Run of river hydro plant
Deze planten gebruiken een kleine watervijver genaamd Forebay om gedurende minder periodes aan de directe belasting te voldoen. Forebay regelt de waterstroom naar de turbine-eenheid zodat ook het netto opgewekte vermogen wordt gevarieerd. Het vermindert de noodzaak om grote reservoirs te bouwen voor hoge opvoerhoogte of waterstroming, zodat de initiële kosten lager zijn in vergelijking met opslaginstallaties.
Opslag hydroplanten
Dit is het meest voorkomende type waterkrachtcentrale waarbij een dam nodig is om het water in het reservoir op te slaan. Dam vergemakkelijkt het verhogen van het hoofd en de snelheid van het water.
Sluispoorten voeren water van de dam naar de turbine-eenheid, zodat het opgewekte vermogen afhankelijk is van de toevoer van water uit het reservoir. Deze worden zowel als basis als piekbelastingplanten gebruikt. Het netto opgewekte vermogen is meer dan de stroom van rivierplanten.
Gepompt opslaginstallaties
Hierbij wisselen de omkeerbare pompturbine en afsluiter het water uit tussen de kop (bovenste reservoir) en staart reservoirs. Bij een laag stroomverbruik wordt het vraagwater door hydraulische machines naar de staartvijver gepompt naar de kopvijver. Dit wordt gedaan door gebruik te maken van de energie die wordt opgewekt door brandstofcentrales.
Gepompte opslaginstallatie
Tijdens piekuren of ladingen wordt het water via sluispijpen teruggevoerd van de kopvijver naar de staartvijver. De energie-efficiëntie van deze installaties varieert van 70 tot 80%. Door de piekbelasting die stroom levert tegen lage kosten, wordt de omzet verhoogd.
Voordelen van waterkrachtcentrales
Lage operationele kosten : Als de dam eenmaal is aangelegd, wordt elektriciteit met een constante snelheid geproduceerd omdat er geen brandstof nodig is.
• Geen vervuiling: een waterkrachtcentrale produceert geen schadelijk afval of broeikasgassen, waardoor de vervuiling van de atmosfeer minder is in vergelijking met thermische en kerncentrales.
Zuinig vermogen : stroom wordt opgewekt met hernieuwbare energie, dus er zijn geen brandstofkosten nodig om het op te wekken. Hierdoor zijn de elektriciteitskosten laag in vergelijking met de stijgende prijzen van fossiele brandstoffen.
Opslag van water: De constructie van deze plant maakt ook water voor irrigatiedoeleinden mogelijk en vermindert de overstromingen en droogte door het water op te slaan. Dit is erg handig omdat het onnodige verspilling van water voorkomt.
Ik hoop dat je een duidelijk begrip hebt gehad van de basiskennis over hydro-elektrische energie en de werking ervan. Als u vragen heeft over elektrische en elektronische projecten, kunt u uw suggesties en opmerkingen over dit artikel vermelden in het commentaargedeelte hieronder. En beantwoord deze vraag als je geïnteresseerd bent - Hoe worden waterkrachtcentrales geclassificeerd op basis van capaciteit?
Fotocredits:
Dam on River door wikimedia
Afsluiters door wikimedia
Waterturbine constructie door snowyhydro
Run-of-river planten door wikimedia
Gepompt opslaginstallatie door VAT
