Historia energetyki wodnej
Pierwotnie, mechaniczna siła przepływu wody była wykorzystywana przez koła łopatkowe. Pierwsze elektrownie wodne pojawiły się pod koniec XIX wieku dzięki wynalezieniu prądnicy – ich budowa często polegała na przekształceniu starych młynów wykorzystywanych w przemyśle, zwłaszcza papierniczym.
Zasada działania:
Aby produkować energię elektryczną, elektrownie wodne składają się z czterech głównych elementów:
- Ujęcie wody
- Turbina
- Generator
- Transformator
Różne rodzaje elektrowni:
Obecnie energia elektryczna jest wytwarzana przez elektrownie wodne, które można podzielić na dwie kategorie:
- Elektrownie przepływowe, które mogą mieć wysoki lub niski spad. Ich moc jest ograniczona przez moc płynącej naturalnie wody.
- Elektrownie zaporowe, które mogą generować energię elektryczną na żądanie
Elektrownie przepływowe
Są usytuowane nad rzekami i wykorzystują energię płynącej wody do wytwarzania energii elektrycznej. Woda wraca do rzeki poniżej elektrowni.
Mówimy o elektrowni wysokospadowej, kiedy woda jest transportowana rurociągiem z wysokiego punktu do elektrowni znajdującej się kilkadziesiąt metrów niżej poprzez wymuszony spadek. Elektrownie te sprawdzają się, gdy przepływ wody jest niewielki, a różnica wysokości znaczna.
Z kolei elektrownie niskospadowe charakteryzują się dużym przepływem wody i niewielkim spadkiem.
Elektrownie wodne z retencją
Elektrownie z retencją, potocznie zwane tamami lub zaporami, pozwalają na magazynowanie wody w celu umożliwienia kilkugodzinnej, a nawet kilkudniowej nieprzerwanej pracy elektrowni i służą głównie do bilansowania pracy sieci elektroenergetycznej. Mogą one dostosowywać się w czasie rzeczywistym do zapotrzebowania odbiorców energii.
Niektóre z tych elektrowni mają możliwość przepompowania wody z dolnego do górnego zbiornika w celu jej zmagazynowania do późniejszej produkcji energii. Mówimy wtedy o elektrowni szczytowo-pompowej.
Energetyka wodna w liczbach
W Polsce na koniec roku 2021 łączna moc zainstalowana elektrowni wodnych wyniosła 984 MW, co plasowało tę technologię na trzecim miejscu wśród źródeł odnawialnych. We Francji energia wodna jest drugim pod względem wielkości źródłem energii elektrycznej i pierwszym źródłem odnawialnym.