כיצד נאסף או נוצר אנרגיה?

אנרגיה מימית היא אנרגיה הנובעת מתנועת המים. תנועה זו היא חלק ממעגל המים של כדור הארץ, שהוא זרימת המים המתמשכת דרך האדמה, האוקיאנוסים והאטמוספירה. כמות האנרגיה שמספקים מים נעים תלויה בנפח התנועה ובמהירותם. מים הם אחד ממקורות האנרגיה העתיקים ביותר. תרבויות עתיקות השתמשו באנרגיות מים להשקיה, וכמנגנון טחינה לתבואה. בתקופה המודרנית, אנרגיה מימית מספקת 20 אחוז מהאנרגיה המתחדשת בעולם.

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

גלגלי מים היו הצורה הנפוצה ביותר של אנרגיית מים, מלפני למעלה מ -4,000 שנה ועד המאה ה -19. הם המירו את האנרגיה של מים זורמים לתנועה סיבובית. לאחר מכן תנועה זו הפעילה את תנועת האבנים והמנופים לטחינת תבואה, עפרות מינרליות וגזירת עצים. הגלגל שכב אופקית או אנכית במים זורמים, כמו נהר או נחל. זרימת מים אילצה את הגלגל לנוע כאשר הוא פגע במשוטים המחוברים למסגרת החיצונית של הגלגל. כוח המים גדל ככל שזרם דרך תעלות צרות או חרירים.

•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images

טורבינות מים הן התפתחות מגלגל המים, ומקדמי ייצור החשמל המודרני. במקום לפגוע בהנעה קבועה על גלגל, זרימת המים מפעילה רוטור מסתובב שיכול להכיל מאות להבים. פיר המחבר את הרוטור מקשר לטורבוגנרטור, שהוא מגנט ענקי שבתוכו חוט מפותל. זרם חשמלי נוצר בטורבינה כשהסיבוב מסתובב.

•••תמונות סין / חדשות Getty Images / Getty Images

סכרים שופכים כמויות גדולות של מים הזורמים מנחלים ויוצרים מאגר מאחורי קיר תמך. מקטת עט היא הצינור, או שער השלוחה, מתחתית המאגר, העובר דרך הסכר לטורבינת מים. מים מהמאגר זורמים בלחץ גבוה מהמאגר לטורבינה ומייצרים חשמל. סכר שלושת הערוצים על נהר היאנגצה בסין הוא המתקן ההידרואלקטרי הגדול בעולם בו זרימת המים מפעילה 32 טורבינות.

מפעילי תחנות כוח מים יכולים לאגור אנרגיה בתקופות של ביקוש נמוך ללקוח לחשמל, ולשחרר אותה בתקופות של ביקוש בשיא, בשיטות אחסון משאבות. בתקופות של ביקוש נמוך, מים שכבר זרמו דרך הטורבינות מוזרמים חזרה למאגר אגירה נפרד מעל הטורבינות. מים אלה זורמים חזרה דרך הטורבינות בתקופות של ביקוש בשיא. המערכת מספקת הפעלה מהירה לייצור חשמל נוסף.