Energia wody
Energia Wodna – informacje ogólne
Proces powstawania energii z wody jest podobny do produkcji energii z wiatru. Bazuje na tej samej zasadzie: energia kinetyczna płynącej wody zamieniana jest na energię mechaniczną - ta natomiast, po podłączeniu generatora do systemu, pozwala na wyprodukowanie prądu.
Współcześnie funkcjonuje kilka rodzajów elektrowni wodnych. Do najczęściej spotykanych należą:
- instalacje, które wykorzystują tamę do przechowywania wody w zbiorniku. Woda uwalniana ze zbiornika przepływa przez turbinę obracając ją i produkując elektryczność. Woda może być puszczana na żądanie (np. w przypadku nagłego zapotrzebowania na energię elektryczną) albo też przepływać w sposób ciągły;
- instalacje wykorzystujące energię płynącej rzeki to rozwiązanie najczęściej wykorzystuje się w tzw. Małych Elektrowniach Wodnych (MEW).
- elektrownie szczytowo-pompowe. Składają się one najczęściej z 2 zbiorników: górnego oraz dolnego. W czasie, kiedy nie ma zapotrzebowania na prąd, energia przechowywana jest przez przepompowywanie wody do zbiornika górnego. Kiedy nadchodzi okres zapotrzebowania na energię elektryczną, woda przepływając ze zbiornika górnego do dolnego, napędza system turbin.
Zalety wykorzystywania wody jako źródła energii:
- jest to czyste, odnawialne źródło energii;
- jest lokalnym źródłem – zwiększa bezpieczeństwo energetyczne kraju;
- ogólnie rzecz ujmując jest to źródło energii dostępnej na żądanie – można kontrolować przepływ wody w instalacji – a więc można również kontrolować produkcję energii elektrycznej;
- elektrownie wodne są źródłem dodatkowych korzyści np. elektrownie, które bazują na systemie tama/zbiornik - mogą być wykorzystywane do celów rekreacyjnych (wędkarstwo, żeglarstwo), zbiorniki natomiast mogą być wykorzystywane jako zbiorniki retencyjne oraz dostarczać wody pitnej.
Wady wykorzystania wody jako źródła energii:
- zachwiana może być równowaga ekologiczna w rzekach np. poprzez ograniczenie możliwości migracyjnych ryb w dół rzeki (do morza/oceanu) jak i w górę (w celu złożenia ikry);
- elektrownie wodne mogą wpływać zarówno na jakość jak i przepływ wody. Powodują np. powstawanie obszarów o niskim natlenieniu wody, co negatywnie wpływa na ekosystemy rzek;
- w przypadku wystąpienia suszy elektrownie wodne nie będą mogły produkować energii elektrycznej
Historia wykorzystywania energii wody
Pierwsze udokumentowane wykorzystanie energii wody datuje się na 2000 rok p.n.e. Na terenach dzisiejszej Grecji wykorzystywano młyny wodne do mielenia ziarna na mąkę. Pierwsze zastosowania energii wody do produkcji energii elektrycznej miały miejsce w XIX wieku. W roku 1880 w USA powstaje pierwsze dynamo wodne zasilające 16 lamp łukowych. W 1881 roku miasto Niagara zasila lampy uliczne z agregatów poruszanych przez wodę. Pierwsza elektrownia wodna powstaje w roku 1882 w mieście Appleton. Do roku 1886 istnieje już ok. 45 elektrowni wodnych na terenach USA i Kanady, trzy lata później w samych Stanach zjednoczonych jest już ich ok. 200. W roku 1907 elektrownie wodne produkują 15% ogólnej ilości prądu wytwarzanego w USA, liczba ta zwiększa się do 25% w roku 1925, natomiast w 1940 wynosi 40%. W roku 2003 elektrownie wodne w USA produkują rocznie 18.000 MW energii elektrycznej.