Гидроэнергетика - это энергия, получаемая от движения воды. Это движение является частью круговорота воды на Земле, который представляет собой непрерывную циркуляцию воды через землю, океаны и атмосферу. Количество энергии, которую дает движущаяся вода, зависит от движущегося объема и его скорости. Вода - один из древнейших источников энергии. Древние цивилизации использовали гидроэнергетику для орошения и измельчения зерна. В современный период гидроэнергетика обеспечивает 20 процентов возобновляемой энергии в мире.
Водяное колесо
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Водяные колеса были наиболее распространенной формой гидроэнергетики с более чем 4000 лет назад до 19 века. Они преобразовали энергию текущей воды во вращательное движение. Затем это движение приводило в движение камни и рычаги для измельчения зерна, минеральной руды и пиления. Колесо лежало горизонтально или вертикально в проточной воде, такой как река или ручей. Поток воды заставлял колесо двигаться, когда оно ударялось о лопасти, прикрепленные к внешней раме колеса. Сила воды увеличивалась, когда она текла через узкие каналы или сопла.
Турбины
•••Thinkstock Images / Comstock / Getty Images
Водяные турбины - это развитие водяного колеса и предшественники современной выработки электроэнергии. Вместо ударов по неподвижной лопасти на колесе поток воды активирует вращающийся ротор, который может иметь сотни лопастей. Вал соединял звенья ротора с турбогенератором, который представляет собой гигантский магнит со спиральной проволокой внутри. При вращении вала в турбине генерируется электрический ток.
Плотины
•••Фото Китая / Новости Getty Images / Getty Images
Плотины собирают большие объемы воды, вытекающей из рек, и создают резервуар за подпорной стеной. Напорный водовод - это труба или шлюз, идущий от дна водохранилища через плотину к водяной турбине. Вода из резервуара течет под высоким давлением из резервуара в турбину и вырабатывает электричество. Плотина «Три ущелья» на реке Янцзы в Китае - крупнейшая в мире гидроэлектростанция, где поток воды приводит в действие 32 турбины.
Насосное хранилище
Операторы гидроэлектростанций могут накапливать энергию в периоды низкого спроса потребителей на электроэнергию и отпускать ее в периоды пикового спроса, используя методы накопления с помощью насосов. В периоды низкого спроса вода, которая уже прошла через турбины, перекачивается обратно в отдельный резервуар для хранения над турбинами. Эта вода течет обратно через турбины в периоды пиковой нагрузки. Система обеспечивает быстрый запуск для дополнительной выработки электроэнергии.