Membri fondatori

AE3R semnatara a

Parteneri

Agen?ia Local? a Energiei Alba

Agentia pentru Eficienta Energetica si Protectia Mediului
 



Buletin informativ


Nume:
Email:

Partener Media


 

Energie hidraulic? PDF Imprimare Email
Energie hidraulic?

Energia hidraulic? reprezint? capacitatea unui sistem fizic (apa) de a efectua un lucru mecanic la trecerea dintr-o stare dat? în alt? stare (curgere). Datorit? circuitului apei în natur? între?inut de energia Soarelui, este considerat? o form? de energie regenerabil?.

Energia hidraulic? este de fapt o energie mecanic?, format? din energia poten?ial? a apei dat? de diferen?a de nivel între lacul de acumulare ?i central?, respectiv din energia cinetic? a apei în mi?care. Exploatarea acestei energii se face curent în hidrocentrale, care transform? energia poten?ial? a apei în energie cinetic?, pe care apoi o capteaz? cu ajutorul unor turbine hidraulice care ac?ioneaz? generatoare electrice care o transform? în energie electric?.

Tot forme de energie hidraulic? sunt considerate energia cinetic? a valurilor ?i mareelor.

Istoric

Energia hidraulic? a fost folosit? înc? din antichitate În India se foloseau ro?ile hidraulice la morile de ap?. În Imperiul Roman morile ac?ionate de ap? produceau f?in? ?i erau folosite de asemenea la ac?ionarea gaterelor pentru t?ierea lemnului ?i a pietrei. Puterea unui torent de ap? eliberat? dintr-un rezervor a fost folosit? la extrac?ia minereurilor, metod? descris? înc? de Pliniu cel B?trân. Metoda a fost folosit? pe larg în evul mediu în Marea Britanie ?i chiar mai târziu la extrac?ia minereurilor de plumb ?i staniu. Metoda a evoluat în mineritul hidraulic, folosit? în perioada goanei dup? aur din California.

În China ?i în extremul orient, ro?i hidraulice cu cupe erau folosite la irigarea culturilor. În anii 1830, în perioada de vârf a canalelor, energia hidraulic? era folosit? la tractarea barjelor în sus ?i în josul pantelor pronun?ate. Energia mecanic? necesar? diverselor industrii a determinat amplasarea acestora lâng? c?derile de ap?.

În zilele de azi utilizarea curent? a energiei hidraulice se face pentru producerea curentului electric, care este produs în acest caz cu costuri relativ reduse, iar energia produs? poate fi utilizat? relativ departe de surse.

Moduri de exploatare a energiei hidraulice

Ro?i hidraulice

O roat? hidraulic? utilizeaz? energia râurilor pentru a produce direct lucru mecanic.

La debite mici se exploateaz? în principal energia poten?ial? a apei. În acest scop se folosesc ro?i pe care sunt montate cupe, iar aduc?iunea apei se face în partea de sus a ro?ii, apa umplând cupele. Greutatea apei din cupe este for?a care ac?ioneaz? roata. În acest caz c?derea corespunde diferen?ei de nivel între punctele în care apa este admis? în cupe, respectiv evacuat? ?i este cu atât mai mare cu cât diametrul ro?ii este mai mare.


La debite mari se exploateaz? în principal energia cinetic? a apei. În acest scop se folosesc ro?i pe care sunt montate palete, iar aduc?iunea apei se face în partea de jos a ro?ii, apa împingând paletele. Pentru a avea momente cât mai mari, raza ro?ii trebuie s? fie cât mai mare. Adesea, pentru a accelera curgerea apei în dreptul ro?ii, înaintea ei se plaseaz? un st?vilar deversor, care ridic? nivelul apei (c?derea) ?i transform? energia poten?ial? a acestei c?deri în energie cinetic? suplimentar?, viteza rezultat? prin deversare ad?ugându-se la viteza de curgere normal? a râului.




Hidrocentrale

O hidrocentral? utilizeaz? amenaj?ri ale râurilor sub form? de baraje, în scopul producerii energiei electrice. Poten?ialul unei exploat?ri hidroelectrice depinde atât de c?dere, cât ?i de debitul de ap? disponibil. Cu cât c?derea ?i debitul disponibile sunt mai mari, cu atât se poate ob?ine mai mult? energie electric?. Energia hidraulic? este captat? cu turbine.

Poten?ialul hidroenergetic al României era amenajat în 1994 în propor?ie de cca. 40 %. Centrale hidroelectrice aveau o putere instalat? de 5,8 GW, reprezentând circa 40% din puterea instalat? în România. Produc?ia efectiv? a hidrocentralelor a fost în 1994 de aproape 13 TWh, reprezentând circa 24 % din totalul energiei electrice produse. Actual puterea instalat? dep??e?te 6 GW iar produc?ia este de cca. 20 TWh pe an. Cota de energie electric? produs? pe baz? de energie hidraulic? este de cca. 22 - 33 %.

Microcentrale ?i picocentrale hidraulice

Prin microcentral? hidraulic? se în?elege o hidrocentral? cu puterea instalat? de 5 - 100 kW, iar o picocentral? hidraulic? are o putere instalat? de 1 - 5 kW. O picocentral? poate alimenta un grup de câteva case, iar o microcentral? o mic? a?ezare.

Deoarece consumul de curent electric are varia?ii mari, pentru stabilizarea func?ion?rii se pot folosi baterii de acumulatori, care se încarc? în momentele de consum redus ?i asigur? consumul în perioadele de vârf. Datorit? faptului c? curentul de joas? tensiune produs de generatorul microcentralei nu poate fi transportat convenabil la distan??, acumulatorii trebuie plasa?i lâng? turbin?. Este nevoie de toate componentele unei hidrocentrale clasice - mai pu?in barajul - adic? sistemul de captare, conductele de aduc?iune, turbina, generatorul, acumulatori, regulatoare, invertoare care ridic? tensiunea la 230 V, ca urmare costul unei asemenea amenaj?ri nu este mic ?i solu?ia este recomandabil? doar pentru zone izolate, care nu dispun de linii electrice.

Microcentralele se pot instala pe râuri relativ mici, dar, datorit? fluctua?iilor sezoniere de debit ale râurilor, în lipsa barajului debitul râului trebuie s? fie considerabil mai mare decât cel prelevat pentru microcentral?. Pentru o putere de 1 kW trebuie pentru o c?dere de 100 m ?i un debit de 1 l/s. În practic?, datorit? randamentelor de transformare, este nevoie de un debit aproape dublu, randamentul uzual fiind pu?in peste 50 %.

Centrale mareomotrice

O central? mareomotric? recupereaz? energia mareelor. În zonele cu maree, acestea se petrec de dou? ori pe zi, producând ridicarea, respectiv sc?derea nivelului apei. Exist? dou? moduri de exploatare a energiei mareelor: Centrale f?r? baraj, care utilizeaz? numai energia cinetic? a apei, similar cu modul în care morile de vânt utilizeaz? energia eolian?. Centrale cu baraj, care exploateaz? energia poten?ial? a apei, ob?inut? prin ridicarea nivelului ca urmare a mareei.

Deoarece mareea în Marea Neagr? este de doar câ?iva centimetri, România nu are poten?ial pentru astfel de centrale.

Instala?ii care recupereaz? energia valurilor

Pentru recuperarea energiei valurilor se pot folosi scheme similare cu cele de la centralele mareomotrice cu baraj, îns?, datorit? perioadei scurte a valurilor aceste scheme sunt pu?in eficiente.

Un obiect care plute?te pe valuri execut? o mi?care cu o traiectorie eliptic?. Cea mai simpl? form? de valorificare a acestei mi?c?ri pentru recuperarea energiei valurilor sunt pontoanele articulate. O construc?ie modern? este cea de tip Pelamis[8] format? din mai mul?i cilindri articula?i, care, sub ac?iunea valurilor au mi?c?ri relative care ac?ioneaz? ni?te pistoane. Pistoanele pompeaz? ulei sub presiune prin motoare hidraulice care ac?ioneaz? generatoare electrice.