Πώς συγκεντρώνεται ή δημιουργείται η υδροηλεκτρική ενέργεια;

Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι ενέργεια που προέρχεται από την κίνηση του νερού. Αυτή η κίνηση είναι μέρος του κύκλου νερού της Γης, που είναι η συνεχής κυκλοφορία του νερού μέσω του εδάφους, των ωκεανών και της ατμόσφαιρας. Η ποσότητα ενέργειας που παρέχει το κινούμενο νερό εξαρτάται από τον όγκο σε κίνηση και την ταχύτητά του. Το νερό είναι μια από τις παλαιότερες πηγές ενέργειας. Οι αρχαίοι πολιτισμοί χρησιμοποιούσαν υδροηλεκτρική ενέργεια για άρδευση και ως μηχανισμό άλεσης των σιτηρών. Στη σύγχρονη περίοδο, η υδροηλεκτρική ενέργεια παρέχει το 20% της παγκόσμιας ανανεώσιμης ενέργειας.

•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images

Οι υδραυλικοί τροχοί ήταν η πιο κοινή μορφή υδροηλεκτρικής ενέργειας, από πάνω από 4.000 χρόνια πριν έως τον 19ο αιώνα. Μετέτρεψαν την ενέργεια του ρέοντος νερού σε περιστροφική κίνηση. Στη συνέχεια, αυτή η κίνηση τροφοδότησε την κίνηση λίθων και μοχλών για την άλεση κόκκων, μεταλλευμάτων και κοπής ξυλείας. Ο τροχός βρισκόταν οριζόντια ή κάθετα σε ρέον νερό, όπως ποτάμι ή ρεύμα. Η ροή του νερού ανάγκασε τον τροχό να κινηθεί όταν χτύπησε κουπιά που ήταν προσαρτημένα στο εξωτερικό πλαίσιο του τροχού. Η ισχύς του νερού αυξήθηκε καθώς ρέει μέσα από στενά κανάλια ή ακροφύσια.

•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images

Οι ανεμογεννήτριες είναι μια εξέλιξη από τον τροχό του νερού και οι πρόδρομοι της σύγχρονης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αντί να χτυπά ένα σταθερό κουπί σε έναν τροχό, η ροή του νερού ενεργοποιεί έναν περιστρεφόμενο ρότορα που μπορεί να έχει εκατοντάδες λεπίδες. Ένας άξονας συνδέθηκε με το ρότορα σε έναν στροβιλογεννήτη, ο οποίος είναι ένας τεράστιος μαγνήτης με ένα κουλουριασμένο σύρμα μέσα του. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα παράγεται στην τουρμπίνα καθώς ο άξονας περιστρέφεται.

•••China Photos / Getty Images Νέα / Getty Images

Τα φράγματα κατακλύζουν μεγάλους όγκους νερού που ρέουν από ποτάμια και δημιουργούν μια δεξαμενή πίσω από ένα τείχος συγκράτησης. Ένα πένα είναι ο σωλήνας, ή η πύλη του φράχτη, από το κάτω μέρος της δεξαμενής, περνώντας μέσα από το φράγμα, σε μια τουρμπίνα νερού. Το νερό από τη δεξαμενή ρέει σε υψηλή πίεση από τη δεξαμενή προς την τουρμπίνα και παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Το φράγμα Three Gorges στον ποταμό Yangtze στην Κίνα είναι η μεγαλύτερη υδροηλεκτρική εγκατάσταση στον κόσμο, όπου η ροή νερού τροφοδοτεί 32 στροβίλους.

Οι φορείς εκμετάλλευσης υδροηλεκτρικών εγκαταστάσεων μπορούν να αποθηκεύουν ενέργεια σε περιόδους χαμηλής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας από τους πελάτες και να την απελευθερώνουν κατά τη διάρκεια περιόδων αιχμής, χρησιμοποιώντας μεθόδους αποθήκευσης αντλίας. Σε περιόδους χαμηλής ζήτησης, το νερό που έχει ήδη ρέει μέσω στροβίλων αντλείται πίσω σε ξεχωριστή δεξαμενή αποθήκευσης πάνω από τους στροβίλους. Αυτό το νερό ρέει πίσω μέσω των στροβίλων κατά τη διάρκεια περιόδων αιχμής. Το σύστημα παρέχει γρήγορη εκκίνηση για επιπλέον παραγωγή ενέργειας.