„Wszystko pochodzi z wody i wszystko jest wodą”, ta filozoficzna myśl Talesa z Miletu dobrze charakteryzuję idee wykorzystania wody do użytku energetycznego. Już starożytni dostrzegli ogromną rolę jaką pełni ona w naszym życiu, a co więcej bez niej ono by nie istniało. Ludzkość dostrzegła taki potencjał i rozpoczęła działalność ku wykorzystaniu odwiecznego źródła wody, a konkretnie siły jej spadku.
Elektrownie wykorzystujące wspomniany wyżej proces lokują się na rzekach lub jeziorach. Konwencje tą zapoczątkowały tradycyjne młyny wodne, które poruszały nie tylko młyna, ale też warsztaty sukiennicze i garbarnie. Głównym zadaniem takiej elektrowni jest gromadzenie energii potencjalnej wody. Odbywa się to dzięki temu, że woda z rzek spływa z wyżej położonych terenów, takich jak góry, czy wyżyny do zbiorników wodnych znajdujących się na terenach nizinnych. Przepływ wody w zbiorniku spowodowany jest różnicą energii potencjalnej wód w górnym i dolnym biegu. Ta z kolei zamieniana jest na kinetyczną napędzającą turbinę. Powoduje to napędzanie generatora wytwarzającego energię elektryczną, która dalej wprowadzana jest do sieci elektroenergetycznej. Tak pokrótce przebiega proces powstawania energii w hydroelektrowni.
Technika prze nieubłaganie do przodu i tradycyjne koło wodne zastąpiła turbina. Silnik ten przetwarza energię mechaniczną wody na ruch obrotowy za pomocą wirnika z łopatkami. Ponadto dzieli się je na akcyjne i reakcyjne. Pierwsze nazywane są natryskowymi, ponieważ ciśnienie wody napędzającej turbinę równe jest ciśnieniu atmosferycznemu. Podczas takiego procesu wykorzystywana jest energia wody zamieniana na energię prędkości. Drugie, zwane naporowymi, doprowadzają ciśnienie wody do wirnika, które jest wyższe od ciśnienia atmosferycznego i maleje w trakcie przepływu przez przestrzenie między łopatkowe wirnika. Takie turbiny przekształcają energię ciśnienia wody i kinetyczną na mechaniczny ruch obrotowy. Wyróżnia się także turbiny osiowe, promieniowo-osiowe, czy przekątne.
Niektóre elektrownie w swym działaniu wykorzystują zapory. Jej zadaniem jest głównie przegrodzenie doliny rzeki i spiętrzenie wody w celu utworzenia zbiornika retencyjnego, stawu hodowlanego, zbiornika przeciwpowodziowego, po to by zapewnić zaopatrzenie w wodę lub by nawadniać uprawy. Zapory są budowane jako konstrukcji ziemne, betonowe, rzadziej kamienne. Istnieje również konstrukcja hydrotechniczna zwana jaz, umieszczana w poprzek rzeki dla celów żeglugowych lub, jak zapora, zabezpiecza przed powodzią, a co najważniejsze służy celom energetycznym. Jazy dzielą się na ziemne, ziemno-betonowe i gumowe.
W Polsce budowa turbin odbywa się raczej na małą skalę, ale jest najbardziej popularną formą pozyskiwania energii spośród źródeł odnawialnych. Mikroelektrownie, z korzysta się najczęściej, charakteryzują się spadkiem poniżej 10 m, a czasami nawet poniżej 2 m. Jednak taka sytuacja nie musi trwać wiecznie, ponieważ nadzieją dla hydroelektrowni w naszym państwie jest modernizacja istniejących elektrowni wodnych oraz odbudowy i budowy nowych. Łączna moc zainstalowanych elektrowni wynosi 160 MW, a po wspomnianych zmianach i unowocześnieniach może być zwiększona o 20-30%. Zaletą mikroelektrowni jest fakt, iż w przeciwieństwie do dużych systemów nie zanieczyszczają środowiska, a korzystają z naturalnych spiętrzeń wody w miejscach najodpowiedniejszych. W Polsce największą koncentrację elektrowni wodnych obserwuje się w dorzeczu Wisły, Odry i rzek przymorza.
Na świecie energia wodna jest jednym z najintensywniej wykorzystywanych źródeł wśród wykorzystania alternatywnej energii. Elektrownie takie działają już w 150 krajach i produkują 16% całkowitej energii elektrycznej na świecie. Są państwa, które w całości opierają swoją energetykę na hydroelektrowniach, czyli Paragwaj i Norwegia. Ponadto Brazylia i Demokratyczna Republika Konga uzyskują ponad 85% energii elektrycznej właśnie dzięki rozwojowi elektrowni wodnych.
Energetyka wodna charakteryzuje się szeregiem zalet, które przyczyniają się w dużej mierze do wykorzystania potencjału odnawialnych źródeł. Stawia ona głównie na ekologię i nie ingeruje negatywnie w środowisko czy krajobraz. Szczególnie mikroelektrownie są łatwe w eksploatacji, co obniża koszty i ułatwia zatrzymywanie i uruchamianie takiej elektrowni.
Woda jest stałym i nieodłącznym pierwiastkiem dającym życie. Niedziwne zatem, że i w pozyskiwaniu energii znalazła zastosowanie. Naturalne, a niekiedy nawet te sztuczne, zbiorniki znalazły zastosowanie. Rzeki i jeziora zostają w coraz to nowocześniejszy sposób wykorzystane i zyskują nowe funkcje zgodne z ekologicznymi standardami.
UWAGA! Chcesz zamieścić ten artykuł na swojej stronie?
» Pamiętaj o zachowaniu formatowania tekstu i ewentualnych odnośników do reklamowanych stron w formie aktywnej.
» Zamieść informację na temat pochodzenia artykułu wstawiając pod nim poniższy kod w niezmienionej wersji:» Pochwal się w komentarzach gdzie zamieściłeś artykuł. Na pewno jego autor ucieszy się z tego i z chęcią odwiedzi Twoją stronę.