Dunia tenaga boleh diperbaharui terdiri daripada pelbagai sumber, semuanya dengan objektif yang sama: untuk menjana tenaga bersih dengan sifar pelepasan gas rumah hijau, menggunakan sumber semula jadi yang tidak habis-habis. Dalam artikel ini, kita akan meneroka kuasa hidro, salah satu sumber tenaga boleh diperbaharui yang paling cekap yang wujud.
Kami akan menerangkan secara terperinci apa itu tenaga hidroelektrik, cara ia berfungsi, apakah ciri-cirinya yang paling penting, apakah kelebihan dan kekurangannya, dan jenis loji hidroelektrik yang wujud.
Apa itu tenaga hidroelektrik
La kuasa hidro ialah tenaga yang diperoleh daripada mengambil kesempatan daripada pergerakan air dengan jatuh dari ketinggian, yang menjana elektrik dengan mengaktifkan turbin. Proses ini menggunakan tenaga potensi air dalam takungan atau sungai, mengubahnya terlebih dahulu menjadi tenaga mekanikal melalui turbin, dan kemudian menjadi tenaga elektrik melalui penjana.
Untuk memanfaatkan tenaga ini, infrastruktur yang besar biasanya diperlukan, seperti empangan, untuk menyimpan air dan kemudian melepaskannya melalui penstock ke turbin. Walau bagaimanapun, terdapat pelbagai jenis tumbuhan yang berbeza mengikut cara ia digunakan.
Tenaga elektrik yang dijana melalui tenaga hidroelektrik dihasilkan dengan sifar pelepasan gas pencemar, yang menjadikannya pilihan yang sangat menarik untuk mengurangkan kesan alam sekitar dan bergerak ke arah sistem tenaga yang lebih mampan. Tambahan pula, kelebihan utama ialah tenaga ini boleh diperbaharui, kerana kitaran air adalah berterusan.
Bahagian stesen janakuasa hidroelektrik
Syarat asas untuk loji hidroelektrik berfungsi dengan betul ialah ia berstruktur dengan baik. Oleh itu, bahagian utama yang membentuk loji hidroelektrik ialah:
- Empangan: Ia adalah struktur asas yang menyimpan air dan menjana kecerunan yang diperlukan untuk mendapatkan tenaga berpotensi. Empangan boleh dibuat daripada konkrit atau tanah, tetapi fungsi utamanya adalah untuk menampung air.
- Laluan Spill: Ini menjaga melepaskan air sekiranya berlaku lebihan, menghalang takungan daripada melebihi kapasitinya. Mereka biasanya terletak di bahagian atas empangan dan misi mereka adalah untuk melindungi infrastruktur.
- Pengambilan air: Menyalurkan air ke turbin. Pintu mengawal jumlah air yang melalui dan dilindungi oleh penapis untuk mengelakkan kemasukan sisa.
- Loji kuasa elektrik: Berikut adalah turbin dan penjana yang mengubah tenaga mekanikal air menjadi elektrik. Ia adalah jantung tumbuhan.
- Turbin hidraulik: Menukarkan tenaga kinetik air kepada tenaga putaran. Yang paling biasa ialah Pelton, Francis dan Kaplan, setiap satu untuk tahap aliran dan ketinggian yang berbeza.
- Penjana elektrik: Digabungkan dengan turbin, penjana menukar putarannya menjadi kuasa elektrik.
- Transformator: Meningkatkan ketegangan elektrik dijana untuk memudahkan pengangkutannya dalam jarak yang jauh.
- Talian penghantaran: Kabel yang membawa elektrik ke rangkaian pengedaran.
Jenis loji hidroelektrik
Cara reka bentuk loji hidroelektrik berbeza-beza bergantung kepada persekitaran, aliran air yang ada dan keperluan tenaga. Dengan cara ini, kita dapati tiga jenis tumbuhan utama:
- Tumbuhan melalui: Tumbuhan jenis ini tidak mempunyai takungan untuk menyimpan air, sebaliknya menggunakannya terus dari aliran sungai. Loji larian sungai biasanya mempunyai kesan alam sekitar yang lebih rendah dan beroperasi secara berterusan.
- Loji kuasa dengan takungan: Dalam ini, air disimpan dalam a deposit besar dikawal oleh empangan dan dilepaskan berdasarkan keperluan tenaga. Ia adalah yang paling biasa dan membolehkan kawalan cekap bekalan elektrik.
- Tumbuhan mengepam: Tumbuhan ini amat berguna untuk menguruskan lebihan tenaga, kerana ia membenarkan pam air ke takungan atas apabila permintaan tenaga rendah dan melepaskannya untuk menjana elektrik apabila permintaan tinggi.
Sebagai tambahan kepada tiga jenis utama ini, terdapat juga kemungkinan untuk melaksanakan loji hidroelektrik mikro, yang merupakan versi miniatur infrastruktur ini. Ia direka untuk membekalkan tenaga kepada komuniti terpencil kecil atau kawasan luar bandar, di mana sambungan ke grid elektrik adalah terhad.
Kelebihan kuasa hidroelektrik
Tenaga hidroelektrik menawarkan satu siri kelebihan yang menjadikannya salah satu sumber tenaga yang paling menarik dari segi kecekapan dan kemampanan:
- Ia boleh diperbaharui: Selagi kitaran air terus berfungsi, tenaga hidroelektrik tidak akan habis.
- Tidak menghasilkan pelepasan yang mencemarkan: Ia adalah salah satu sumber tenaga paling bersih, kerana ia tidak menghasilkan gas rumah hijau atau bahan pencemar semasa operasinya.
- Prestasi tinggi: Tumbuhan moden berjaya menukarkan sehingga 90% tenaga potensi air kepada tenaga elektrik, jauh lebih cekap daripada jenis tenaga lain.
- Mengawal aliran sungai: Empangan membantu mengawal banjir dan menstabilkan aliran air, yang boleh memberi manfaat semasa banjir atau kemarau.
- Kapasiti storan: Takungan juga boleh digunakan untuk menyimpan air untuk tujuan lain, seperti pengairan atau bekalan air minuman.
Kelemahan tenaga hidroelektrik
Walaupun ia mempunyai pelbagai kelebihan, kelemahannya juga mesti diambil kira, terutamanya berkaitan dengannya kesan alam sekitar:
- Perubahan dalam ekosistem: Pembinaan empangan boleh mengganggu kitaran semula jadi sungai, menjejaskan spesies yang bergantung kepadanya untuk pembiakan atau makanan.
- Kos infrastruktur yang tinggi: Pelaburan awal dalam pembinaan empangan dan loji hidroelektrik adalah tinggi.
- Pergantungan kepada keadaan cuaca: Semasa musim kemarau atau kekurangan hujan, penjanaan elektrik mungkin terjejas.
- Anjakan populasi: Pembinaan takungan yang besar boleh memaksa masyarakat tempatan berpindah.
Walaupun terdapat kelemahan ini, kuasa hidro kekal sebagai pilihan yang berdaya maju untuk kebanyakan wilayah di dunia, selagi impak ini dapat diminimumkan.
Tenaga Hidro di Sepanyol
Di Sepanyol, tenaga hidroelektrik memainkan peranan asas dalam matriks tenaga. Pada masa ini, negara mempunyai kira-kira 800 loji hidroelektrik dengan kapasiti yang berbeza, daripada empangan besar kepada loji kuasa mikro. Kira-kira 50% daripada kuasa hidroelektrik Sepanyol dijana oleh 20 loji terbesar, kebanyakannya mempunyai kapasiti lebih daripada 200 MW.
Loji hidroelektrik kecil, yang menjana kurang daripada 10 MW, juga berkembang pesat berkat kemajuan teknologi. Tumbuhan ini membenarkan penjanaan tenaga dalam kawasan terpencil tanpa memerlukan infrastruktur yang besar. Di samping itu, mikroturbin baharu membolehkan aliran kecil dan sungai gunung digunakan untuk menjana elektrik.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Sepanyol telah memilih untuk memodenkan kemudahan hidroelektriknya, memaksimumkan kecekapannya dan meminimumkan kesan alam sekitar mereka. Teknologi sedang dibangunkan yang membolehkan lebih fleksibiliti dalam operasi loji, yang meningkatkan keupayaan untuk bertindak balas terhadap perubahan dalam permintaan tenaga.
Dengan permintaan yang semakin meningkat untuk tenaga boleh diperbaharui, tenaga hidroelektrik akan terus memainkan peranan penting dalam campuran tenaga Sepanyol.
Secara keseluruhannya, kuasa hidro telah terbukti sebagai salah satu sumber yang paling boleh dipercayai dan cekap untuk pengeluaran elektrik berskala besar. Dengan kemajuan teknologi yang berterusan, peranannya mungkin akan mendapat lebih relevan pada tahun-tahun akan datang, terutamanya di kawasan yang mempunyai sumber air yang banyak.