Vesivoimalaitos muuntaa vesistön, olipa se sitten luonnollinen tai keinotekoinen, potentiaalienergian vihreäksi sähköksi. Vesivoimalla tarkoitetaan sähköä, joka tuotetaan hyödyntämällä virtaavassa vedessä olevaa energiaa. Se tunnetaan myös vesivoimana tai vesienergiana. Tämän tyyppinen energia syntyy veden liikuttamisesta pyörän tai muun mekanismin avulla erilaisten tehtävien suorittamiseksi. Esimerkiksi virtaava vesi käynnisti kreikkalaisen myllyn, joka jauhoi vehnää jauhoiksi.
Vesivoimalan toimintaperiaate
Yleisesti ottaen voimalaitoksen suunnitelmaan kuuluu joen patoaminen säiliön luomiseksi.
Kanavat, adduktiokanavat, kiertotunnelit, penstocks ja veden kierto toimivat mekaanisen energian tuottamisessa pyörivissä sähkögeneraattoreissa. Turbiinit tuottavat mekaanista energiaa pyörimällä veden avulla. Tämä vesi johdetaan poistokanavan kautta takaisin vesistöön.
Pyörivä vaihtovirtageneraattori muuntaa turbiinista saatavan mekaanisen tehon sähköenergiaksi. Näin saatu sähkö on muunnettava, jotta sitä voidaan siirtää pitkien matkojen päähän muuntajan kautta, joka vähentää virran voimakkuutta ja lisää jännitettä ennen kuin se syötetään siirtolinjoihin.
Energia osuu sitten toiseen muuntajaan saapuessaan sen käyttöpaikkaan, ennen kuin se otetaan käyttöön, mikä lisää virran intensiteettiä, mutta vähentää jännitettä, jotta se soveltuu teollisiin, kaupallisiin tai kotitaloustarkoituksiin.
Lue myös: Vesivoiman 5 tärkeintä etua ja haittaa
Vesivoimalaitosten tyypit
Vesivoimalaitoksia on kolmenlaisia. Ne ovat takavarikointi, kiertovesivarasto ja pumppuvarasto. Jotkut näistä padot liittyvät vesivoimaloihin, kun taas toiset eivät.
1. Ulosotto
Patolaitos on suosituin vesivoimalaitostyyppi. Patoa käytetään keinotekoisen varastointialueen muodostamiseen , jossa jokivesi säilytetään altaassa, kunnes sitä tarvitaan. Turbiini aktivoituu veden kiertoliikkeen myötä, mikä puolestaan johtaa sähkön tuotantoon. Se voi vapauttaa vettä vastaamaan muuttuviin sähköntarpeisiin tai muihin tarkoituksiin, kuten tulvien hallintaan, virkistykseen ja kalojen kulun parantamiseen muiden ympäristöön ja veden laatuun liittyvien tarpeiden ohella.
2. Kiinnitys
Joskus näin käydessä pieni osa joesta ohjataan kanavaan tai sulkuputkeen , jotta voidaan hyödyntää joenuoman asteittaisia laskuja sähkön tuottamiseksi. Tämä tunnetaan nimellä ohjautuminen, jota hydrologiassa kutsutaan myös joen valuma-alueeksi . Sulkuputket ovat suljettuja putkia, jotka kuljettavat kontrolloidun määrän vettä avatakseen sopivan portin, venttiilin tai turbiinin. Kaikki ohjautumisputket eivät kuitenkaan välttämättä vaadi patoa.
3. Pumppuvarasto
On olemassa toisenlainen vesivoima, joka tunnetaan nimellä pumppausvoimalaitos eli PSH ja toimii aivan kuten jättimäinen akku. PSH-laitos voi auttaa varastoimaan muiden energialähteiden, kuten aurinko-, tuuli- ja ydinvoiman, tuottamaa sähköä tulevaa käyttöä varten. Nämä varastolaitokset pumppaavat vettä matalalla sijaitsevasta padosta korkealla sijaitsevaan padoon, jolloin energiaa varastoidaan.
Mikäli sähkön kysyntä vähenee, käytetään energian varastointiin PSH-tilaa. Vesi pumpataan alemmasta säiliöstä ylempään säiliöön. Vesi varastoidaan ylempään säiliöön ja päästetään takaisin alempaan säiliöön suurten sähkötarpeiden aikana kääntämällä turbiinia, joka tuottaa sähköä.
Katso myös: Mikä on vesiturbiini?
Vesivoimalaitosten koot
Voimalaitokset voidaan luokitella suuriksi, jotka toimittavat sähköä lukuisille kuluttajille, sekä keskisuuriksi ja pieniksi, joita henkilökohtaiset käyttäjät tuottavat omaan käyttöönsä tai myytäväksi laitoksille.
- Suuri vesivoima: Suurille vesihankkeille ei kuitenkaan ole yhtä määritelmää; Tässä yhteydessä DOE tarkoittaa yli 30 megawattia (MW).
- Pieni vesivoima: Department of Energy (DOE) määrittelee pienen laitoksen tehoksi 100 KW ja 10 MW.
- Mikrovesivoima: Mikrovesivoimalaitoksen spesifikaatio on noin 100 kilowattia. Pienimuotoiset tai mikrovesivoimajärjestelmät voivat tuottaa riittävästi tehoa asuntoon, maatilalle, karjatilalle tai kylään.
Lue myös: Mikä on perinteinen vesivoimalaitos?
