نیرو گاه برق آبی

برق آبی واژه ای است که به برقی که از نیروی آب تولید میشود اشاره میکند؛ تولید برق از طریق نیروی گرانشی باران یا آب جاری. این گسترده ترین شکل استفاده از انرژی تجدید پذیر است که شامل 16% از تولید برق جهانی میشود-3427 تراوات ساعت تولید برق در سال 2010- و انتظار میرود هر سال رشد 3.1 درصدی  برای 25 سال آینده داشته باشد.

برق آبی در 150 کشور تولید میشود، منطقه آسیا-اقیانوس آرام 32% از برق آبی جهانی را در سال 2010 تولید کرد. چین بزرگترین تولید کننده برق آبی است، با 721 تراوات ساعت تولید برق در سال 2010، که از این مقدار 17% به مصرف برق داخلی رسیده بود.

هزینه برق آبی نسبتا کم است که آن را تبدیل به منبع رقابتی تولید برق تجدید پذیر کرده است. میانگین هزینه برق یک ایستگاه برق آبی بزرگتر از10 مگاوات، 3 تا 5 سنت آمریکا در هر کیلو وات ساعت است. همچنین از آنجا که مقدار برق تولیدی را میتوان نسبت به تغییر نیازهای انرژی به سرعت بالا یا پایین برد یک منبع قابل انعطاف برق میباشد. با این حال سدسازی جریان رودخانه ها را قطع میکند و میتواند به محیط زیست محلی آسیب برساند، و ساخت و ساز سدها و مخازن بزرگ اغلب شامل آواره کردن مردم و حیات وحش میشود. هنگامیکه ترکیب برق آبی ساخته میشود، پروژه مواد زائد مستقیمی تولید نمیکند و به نسبت سوخت فسیلی تولید شده از کارخانه های تولید انرژی،  دارای یک سطح خروجی قابل توجه پایینتری از دی اکسید کربن گازهای گلخانه ای (CO2) میباشد.

تاریخچه

برق آبی از زمانهای قدیم برای آسیاب کردن آرد و کارهای دیگر استفاده میشد. در اواسط سال 1770، مهندس فرانسوی به نام برنارد فاریست دی بلیدور، معماری هیدرولیک را منتشر کرد که محور افقی و عمودی ماشین آلات هیدرولیک را توصیف میکرد. در اواخر قرن نوزدهم، مولد الکتریکی توسعه داده شد و اکنون میتوانست با هیدرولیک همراه شود. رشد تقاضا برای انقلاب صنعتی همچنین میتوانست سرچشمه توسعه باشد. در سال 1878 اولین طرح برق آبی جهان در کرگساید واقع در نورتامبرلند انگلستان توسط ویلیام جورج آرمسترانگ توسعه داده شد. از آن برای روشن کردن لامپ تک قوس در گالری هنری خود استفاده کرد. ایستگاه شماره یک برق قدیمی اسکول کوف در نزدیکی آبشار نیاگارا در ایالات متحده در سال 1881 شروع به تولید برق کردند. اولین ایستگاه تولید برق ادیسون، ولکان استریت پلنت در سی ام سبتامبردر اپلتون  واقع در ویسکانسین، با تولید حدود 12.5کیلووات شروع به کار کرد. تا سال 1886، 45 ایستگاه نیروی برق آبی در ایالات متحده و کانادا وجود داشت. تا سال 1889 تنها در ایالات متحده 200 ایستگاه وجود داشت.

روشهای تولید

مرسوم (سدها)

بیشترین نیروی برق آبی از انرژی پتانسیل آب سد راه اندازی شده با توربین آب و ژنراتور بدست میاید. قدرت استخراج شده از آب به حجم و تفاوت ارتفاع بین منبع و جریان خروج آب دارد. این تفاوت ارتفاع، سر (head) نامیده میشود. لوله بزرگی( آبگیر) آب را از مخزن به توربین میرساند.

پمپ ذخیره سازی

این روش، برق را برای تامین خواسته های جاهای بلند با حرکت آب بین مخازن در ارتفاعات مختلف تولید میکند.  در زمانهای تقاضای برق کم، از ظرفیت تولید اضافی برای پمپ کردن آب به مخزن بالاتر استفاده میشود. زمانی که تقاضا بیشتر میشود آب از طریق توربین به مخزن پایینترمنتشر میشود. طرح پمپ ذخیره سازی در حال حاضر مهمترین وسیله تجاری در مقیاس بزرگ ذخیره سازی انرژی شبکه و بهبود ضریب ظرفیت روزانه سیستم تولید میباشد. پمپ ذخیره یک منبع انرژی نیست،  و به عنوان یک عدد منفی در لیست ظاهر میشود.

اجرا از رودخانه

ایستگاه های برق آبی جاری از رودخانه با ظرفیت مخزن کوچک یا بدون مخزن هستند، بنابراین تنها آبی که از بالا دست رودخانه میاید در همان لحظه برای تولید در دسترس است و هر تولید بیش از اندازه بدون استفاده باقی میماند. یک تامین مستمر آب از یک دریاچه یا مخزن های موجود در بالا دست یک مزیت قابل توجه در انتخاب مکان برای اجرا از رودخانه میباشد. در ایالات متحده، نیروی آبی اجرا از رودخانه بطور بالقوه میتواند 60000مگاوات(80.000.000 اسب بخار) تولید کند ( حدود 13.7% از استفاده کل در سال 2011 اگر به طور مداوم در دسترس باشد).

جزر و مد

یک نیروگاه جزر و مدی از افزایش و کاهش روزانه آب اقیانوس بدلیل جزر و مد استفاده میکند؛ چنین منابعی بسیار قابل پیش بینی میباشند، و اگر شرایط اجازه ساخت مخزن را دهند، همچنین میتواند منبعی جدا نشدنی برای تولید برق در طول دوره تقاضای بالا باشد. انواع کمتر معمول طرح های آبی از انرژی جنبشی آب یا منابع غیر سدی مانند چرخهای آبی استفاده میکنند. انرژی جزر ومدی در تعداد نسبتا کمی از مکانهای سراسر جهان قابل دسترس است. در بریتانیا، 8 مکان وجود دارد که میتواند توسعه بیابد و دارای پتانسیل تولید 20% از برق مورد استفاده در سال 2012 را دارد.

امکانات بزرگ

ایستگاههای نیروی برق آبی در مقیاس بزرگ معمولا به عنوان بزرگترین نیروی  تولید امکانات در جهان در نظر گرفته میشوند، با تعدادی امکانات برق آبی که قادر به تولید بیش از دو برابر ظرفیت نصب شده نسبت به بزرگترین نیروگاه های هسته ای کنونی میباشند.

مزایا و معایب

مزایا

انعطاف پذیری

برق آبی یک منبع قابل انعطاف برق است از آنجایی که نیروگاهها میتوانند برای انطباق با تغییر نیازهای انرژی به سرعت شیب بالا و پایین پیدا کنند . توربین های آبی زمان راه اندازی چند دقیقه ای دارند. حدود 60 تا 90 ثانیه طول میکشد تا یک واحد از سرد تا بارگذاری کامل برسد؛ این زمان بسیار کوتاهتر از توربین های گازی یا گیاهان بخار میباشد. تولید برق همچنین میتواند به سرعت کاهش بیابد زمانی که یک تولید برق مازاد وجود دارد. از این رو ظرفیت محدود واحد برق آبی بطور کلی برای تولید نیروی پایه استفاده نمیشود به جز برای تخلیه استخر سیل یا برای برآوردن نیازهای پایین دست. در عوض، به عنوان پشتیبان برای ژنراتورهای غیر آبی محفوظ میماند.

هزینه های برق پایین

مزیت عمده ای از برق آبی حذف هزینه سوخت است. هزینه راه اندازی یک ایستگاه برق  آبی که تقریبا نسبت به هزینه های سوخت های فسیلی مانند نفت، گاز طبیعی  یا زغال سنگ ایمن تر بوده و نیاز به هیچ وارداتی وجود ندارد.  میانگین هزینه برق یک ایستگاه برق آبی بزرگتر از10 مگاوات، 3 تا 5 سنت آمریکا در هر کیلو وات ساعت است.

معایب

تخریب محیط زیست و از بین رفتن زمین

مخازن بزرگ در ارتباط با ایستگاههای سنتی برق آبی منجر به در آب فرو رفتن مناطق گسترده بالا دست سدها، گاهی اوقات موجب تخریب بیولوژیکی دشت های غنی و پربار، جنگل دره های رودخانه ای، تالاب ها و مراتع میشود. از بین رفتن زمین اغلب با تکه تکه شدن زیستگاه مناطق اطراف ناشی ازمخزن تشدید میشود.

پروژه های برق آبی میتواند دراکوسیستم آبی  هر دو طرف بالا دست وپایین دست مکان کارخانه موجب اخلال شود. تولید نیروی برق آبی محیط رودخانه را تغییر میدهد.  خروج آب از توربین معمولا دارای رسوب معلق بسیار کمی است که میتواند منجر به آب شستگی بستر رودخانه و از بین رفتن رودخانه شود.

لطفا رای دهید
[Total: 0 Average: 0]

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *