من مطمئن هستم که اگر از یک فرد معمولی در مورد تفاوت نیروگاه های هیدرولیک و حرارتی سؤال شود، او پاسخ می دهد: یکی با هیدرولیک کار می کند، دیگری با سوخت. اما به نظر من پاسخ پیچیده تر است ...
امروزه سه نوع اصلی نیروگاه وجود دارد: هیدرولیک، حرارتی و هسته ای.
راندمان نیروگاه های هسته ای نسبت به هزینه تولید برق بالاترین است. در صورت استفاده صحیح و عاقلانه، انرژی هسته ای در آینده نزدیک جایگاه پیشرو خواهد داشت.
نیروگاه های بادی یا خورشیدی نیز وجود دارند، اما بهره وری آنها امروزه ناچیز است و فقط می تواند برق مردم را در سطح خانوار تامین کند.
از جمله مزایای نیروگاه های هیدرولیک نسبت به نیروگاه های حرارتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
برای تولید برق با استفاده از جریان آب، پول کمتری نسبت به تولید برق با سوزاندن سوخت مورد نیاز است: نیازی به استخراج پرهزینه مواد معدنی و ساخت لجستیک برای حمل و نقل آنها نیست.
یک نیروگاه هیدرولیک در حین کار آسیب کمتری به محیط زیست وارد می کند. هیچ گونه انتشار محصولات جانبی و مواد مضر به جو و هیدروسفر از تولید الکتریسیته - گازها، زباله های سمی جامد و مانند آن وجود ندارد.
با توجه به چرخه طبیعی آب، برخلاف احتراق یکباره سوخت، می توان از منبع تولید برق (آب) به طور مکرر استفاده کرد.
نیروگاه های هیدرولیک نیز دارای معایبی هستند:
اینها ویژگی های تولید این دو نوع نیروگاه است.
به طور سنتی، نیروگاه های برق آبی (HPP) منبع انرژی الکتریکی ارزان هستند. در آنها پتانسیل انرژی توده های عظیم آب به برق تبدیل می شود.
اغلب آنها برای آنها در رودخانه ها ساخته می شوند. بند ها، که به لطف آن مخازن عظیمی از منابع آب تشکیل می شود. ضمناً رودخانه ای که قرار است نیروگاه روی آن ساخته شود باید پر آب باشد تا توربین های ژنراتورهای برق در تمام طول سال آبرسانی شوند. علاوه بر این، باید بیشترین شیب ممکن را داشته باشد. یک گزینه ایده آل برای ساخت نیروگاه های برق آبی دره هایی هستند که از بستر رودخانه ها تشکیل شده اند.
سد و سایر سازه های هیدرولیکی ایجاد شده برای قرار دادن ایستگاه فشار لازم جریان آب را فراهم می کند که پره های توربین های هیدرولیک و روتور ژنراتورهای الکتریکی را می چرخاند. علاوه بر استفاده از فشار آب می توان از جریان طبیعی جریان آب که انحراف نامیده می شود برای تولید برق استفاده کرد. گاهی اوقات هر دو نسخه از انرژی آب به طور همزمان استفاده می شود. 
تجهیزات مورد نیاز نیروگاه برای تولید برق مستقیماً در محوطه نیروگاه برق آبی نصب می شود. در آنجا در اتاق های جداگانه واحدهایی تعبیه شده است که مستقیماً نیروی جریان آب را به انرژی مکانیکی توربین ها و سپس به برق تبدیل می کند.
علاوه بر این، نیروگاه برق آبی باید مجهز به تجهیزات مختلف دیگری باشد که به کمک آنها نظارت و مدیریت عملکرد نیروگاه سازماندهی شود. عملکرد عادی ایستگاه بدون دستگاه هایی که برق را توزیع و تبدیل می کنند و بسیاری از سیستم های دیگر غیرممکن است. 
با توجه به توان تولیدی، نیروگاه های برق آبی معمولاً به دسته هایی تقسیم می شوند. این به دلیل جریان و فشار آب و همچنین کارایی ژنراتورها و توربین های آبی نصب شده در ایستگاه است. ایستگاه هایی که 25 مگاوات یا بیشتر تولید می کنند، قدرتمند در نظر گرفته می شوند. توان متوسط شامل آنهایی است که کمتر از 25 مگاوات تولید می کنند. بهره وری ایستگاه های کم مصرف از 5 مگاوات تجاوز نمی کند.
نیروگاه های برق آبی پرفشار هستند، زمانی که آب از ارتفاع بیش از 60 متر می آید، فشار متوسط از ارتفاع 25 متر و کم فشار هستند که ارتفاع آب می تواند از 3 تا 25 متر باشد. توربین های آنها در محفظه های بتن مسلح یا فولادی قرار دارند. آنها ممکن است طرح ها و پارامترهای فنی متفاوتی در رابطه با فشار آب عملیاتی داشته باشند.
در ایستگاه های فشار قوی از توربین های شعاعی محوری و سطلی استفاده می شود. آنها در محفظه های فلزی مارپیچی شکل ویژه نصب می شوند. توربین های شعاعی محوری و پره های دوار عمدتاً در ایستگاه هایی که فشار متوسط است استفاده می شود. نیروگاه های برق آبی کم فشار عمدتاً مجهز به توربین هایی با پره های دوار هستند.
بسته به الگوی استفاده از منابع آب، نیروگاه های برق آبی به دو دسته تقسیم می شوند:
در گزینه اول سد به طور کامل رودخانه را مسدود می کند. سطح آب در آن تا ارتفاع طراحی بالا می رود. آب از آن به طور مستقیم به توربین های هیدرولیک تخلیه می شود. چنین ایستگاهی در جایی که بستر رودخانه باریک می شود و روی رودخانه هایی که از میان کوه ها می گذرند مناسب است.
طرح سمت سد نیز شامل یک سد است، اما ساختمان تولیدی نیروگاه برق آبی در قسمت پایین آن قرار دارد. در اینجا فشار آب قوی تر از نسخه کانال است. این امر مستلزم ساخت تونل های فشار ویژه برای تامین آن به توربین ها است. 
در ایستگاه های نوع انحراف، آب مستقیماً از طریق ساختمان نیروگاه برق آبی که در آن توربین ها نصب می شوند، جریان می یابد.
نیروگاه های برق آبی ذخیره سازی پمپ شده به شما این امکان را می دهد که انرژی آبی را برای استفاده در دوره های اوج بار جمع آوری کنید. در حالت آرام، به عنوان مثال، در شب، توربین های هیدرولیک آن به عنوان پمپ عمل می کنند و آب را به مخزن بالایی پمپ می کنند. هنگامی که اوج بار رخ می دهد، آب از آن به خط لوله ای هدایت می شود که آن را به پره های توربین می رساند.
ساخت و بهره برداری از نیروگاه های برق آبی با بحث هایی در مورد مزایا و معایب آنها همراه است.
یک عامل مثبت برای چنین تولید برق است تجدید منابع طبیعی استفاده شده. در نتیجه، هزینه انرژی الکتریکی به دست آمده از این طریق به طور قابل توجهی کمتر از سایر انواع نیروگاه ها است، به عنوان مثال، در نیروگاه های برق آبی در روسیه نصف نیروگاه های حرارتی است.
نیروگاه های هیدرولیک در کنترل انعطاف پذیر هستند. با کمک توربین های آنها می توان توان ایستگاه را از حداقل به حداکثر تنظیم کرد. در عین حال، بر خلاف ایستگاه های حرارتی و برخی دیگر، آنها می توانند به سرعت قدرت عملیاتی را از حداقل شاخص ها به دست آورند.
بهره برداری از نیروگاه های برق آبی با آلودگی مضر هوا همراه نیست. عوامل مثبت شامل تأثیر مخازن آنها در شکل گیری شاخص های اقلیمی معتدل تر در منطقه مربوطه است.
ساخت سدها و آموزش باعث بهبود دریانوردی، افزایش ذخایر ماهی در آنها و ترویج پرورش ماهی می شود.
منتقدان نیروگاه های برق آبی قبل از هر چیز به درستی به مشکلات اشاره می کنند محیطی، که ناشی از ظاهر آنهاست. اول از همه، این آبگرفتگی بخش های وسیعی از زمین های کشاورزی از جمله زمین های حاصلخیز است. خاک دشت سیلابی باقی مانده در حال از دست دادن رطوبت است. بسیاری از انواع پوشش گیاهی در حال از بین رفتن هستند. در نتیجه مواد مغذی با ارزش کمتری وارد دریاها و اقیانوس ها می شود.
جریان های محدود یا متوقف شده آب در سدها، تغییراتی در سیستم های زیست محیطی منحصر به فرد در کانال های رودخانه و دشت های سیلابی ایجاد می کند. در نتیجه رودخانه ها کم عمق و آلوده می شوند، تعداد ماهی ها کاهش می یابد و برخی گونه ها ناپدید می شوند. گاهی اوقات سدها از تخم ریزی ماهیان مهاجر جلوگیری می کنند و شیلات محلی را مجبور می کنند تا با شرایط جدید سازگار شوند. برخی از بی مهرگان و سایر جانوران آبزی با ظهور همزمان تعداد زیادی میگ ناپدید می شوند. بسیاری از پرندگان مهاجر مکان های لانه سازی معمول خود را از دست می دهند.
هنگام طراحی ایستگاه ها و ساخت آنها، اولویت تنها به مناطقی با ذخایر آب زیاد است. آنها اغلب بسیار دورتر از مصرف کنندگان نسبت به نیروگاه های حرارتی قرار دارند. با این حال، عوامل دیگر همیشه در نظر گرفته نمی شوند. نیروگاه های برق آبی در رودخانه های کوهستانی که گاهی در مناطقی با خطر لرزه ای بالا ساخته می شوند، یک خطر بالقوه است.
هزینه سرمایه به طور قابل توجهی بالاتر در مقایسه با ساخت ایستگاه های حرارتی نشان داده شده است. هنگام ساخت سدها، هزینه های هنگفتی برای ساخت قفل برای انتقال کشتی ها به سطح آب مورد نیاز نیاز است.
دانشگاه دولتی نووسیبیرسک
فارغ التحصیل دانشکده انفورماتیک
چکیده در مورد ایمنی زندگی
موضوع: "ایمنی و سازگاری با محیط زیست نیروگاه های آبی"
دانش آموز: کیسارووا والنتینا
گروه: 803С
معلم: خگای ای.گ.
انرژی به دو دسته سنتی و غیر سنتی تقسیم می شود. انرژی سنتی مبتنی بر استفاده از سوخت های فسیلی یا سوخت هسته ای و انرژی آب از رودخانه های بزرگ است. این رشته به مهندسی برق حرارتی، مهندسی برق، مهندسی انرژی هسته ای و مهندسی برق آبی تقسیم می شود.
برای هزاران سال، انرژی موجود در آب جاری، صادقانه به انسان خدمت کرده است. ذخایر آن در زمین عظیم است. بی دلیل نیست که برخی از دانشمندان بر این باورند که صحیح تر است که سیاره خود را نه زمین، بلکه آب بنامیم - از این گذشته، حدود سه چهارم سطح سیاره با آب پوشیده شده است. اقیانوس جهانی به عنوان یک انباشته کننده انرژی عظیم عمل می کند و بیشتر آن را از خورشید جذب می کند. امواج در اینجا می پاشند، جزر و مد جزر و مد می ریزد و جریان های اقیانوسی قدرتمندی پدید می آیند. رودخانه های قدرتمندی متولد می شوند که توده های عظیم آب را به دریاها و اقیانوس ها می برند. واضح است که بشریت در جستجوی انرژی نمی تواند از کنار چنین ذخایر عظیمی بگذرد. اول از همه، مردم یاد گرفتند که از انرژی رودخانه ها استفاده کنند.
به نظر می‌رسید که اختراع ماشین بخار، راهپیمایی پیروزمندانه چرخ‌های آب را که چندین قرن طول می‌کشید، متوقف کرد. موتورهای کوبنده کوچکی که می‌توان آنها را در هر جایی نصب کرد، نه فقط در ساحل رودخانه، ماشین‌آلات و چکش‌های آهنگری و آسیاب‌های پرکننده را به حرکت درآوردند، و حتی به هدف ابدی چرخ‌های آب - آبیاری مزارع - تجاوز کردند. چرخ های غول پیکر آب یکی پس از دیگری از بین رفتند؛ به نظر می رسید که تاریخ چند صد ساله انرژی آب به پایان خود نزدیک شده است. اما زمانی که عصر طلایی برق فرا رسید، چرخ آب احیا شد، البته در ظاهری متفاوت - به شکل یک توربین آبی. ژنراتورهای الکتریکی که انرژی تولید می کنند نیاز به چرخش دارند و آب می تواند این کار را با موفقیت انجام دهد.
انرژی آبی و همچنین انرژی خورشیدی برای مدت بسیار طولانی مورد استفاده قرار گرفته است. اشاره به استفاده از انرژی آب در آسیاب های آبی برای آسیاب غلات و دمیدن هوا هنگام ذوب فلز به اواخر قرن دوم بازمی گردد. قبل از میلاد مسیح ه. در طول قرن ها، چرخ های آب در اندازه و کارایی افزایش یافته اند. در قرن یازدهم در انگلستان و فرانسه به ازای هر 250 نفر یک آسیاب وجود داشت. در این زمان، دامنه کاربرد آسیاب ها گسترش یافت. آنها شروع به استفاده در تولید پارچه، دم کردن آبجو، اره کردن چوب، برای کارکرد پمپ ها و در کارخانه های نفت کردند. می توان انرژی آبی مدرن را در سال 1891 متولد شد. امسال، مهندس روسی میخائیل اوسیپوویچ دولیوو-دوبروولسکی، که به دلیل "عدم اطمینان سیاسی" به آلمان مهاجرت کرد، قرار بود موتور جریان متناوب را که در نمایشگاه برق در فرانکفورت آم ماین اختراع کرد، نشان دهد. این موتور با قدرت حدود 100 کیلووات در عصر غلبه جریان الکتریکی مستقیم خود باید به نقطه برجسته نمایشگاه تبدیل می شد، اما مخترع تصمیم گرفت برای قدرت خود در آن زمان سازه ای کاملاً غیرمنتظره بسازد - یک نیروگاه برق آبی. . در شهر کوچک لاوفن، Dolivo-Dobrovolsky یک ژنراتور جریان سه فاز را نصب کرد که توسط یک توربین آب کوچک می چرخید. انرژی الکتریکی از طریق خطوط انتقال فوق العاده طولانی برای آن سالها به طول 175 کیلومتر به قلمرو نمایشگاه منتقل می شد (امروزه خطوط انتقال هزاران کیلومتری هیچ کس را شگفت زده نمی کند، اما در آن زمان چنین ساخت و ساز به اتفاق آرا غیرممکن شناخته می شد). تنها چند سال قبل از این رویداد، برجسته ترین مهندس و فیزیکدان انگلیسی آزبورن رینولدز، در سخنرانی های کانتور خود، ظاهراً به طور غیرقابل انکاری ثابت کرد که هنگام انتقال انرژی از طریق انتقال، تلفات انرژی تنها 1.4٪ در هر مایل است، در حالی که هنگام انتقال تلفات انرژی الکتریکی در طول سیم در همان فاصله 6٪ خواهد بود. بر اساس داده های تجربی، وی به این نتیجه رسید که هنگام استفاده از جریان الکتریکی در انتهای دیگر خط انتقال، بعید است که بتوان بیش از 15 تا 20 درصد توان اولیه را داشت. او در عین حال معتقد بود، می توان مطمئن بود که با انتقال انرژی توسط کابل درایو، 90 درصد برق حفظ می شود. این نتیجه "غیرقابل انکار" توسط کار اولین صنعت برق آبی در لاوفن با موفقیت رد شد.
اما دوران برق آبی هنوز فرا نرسیده بود. مزایای نیروگاه های برق آبی آشکار است - منبع انرژی که به طور مداوم توسط خود طبیعت تجدید می شود، سهولت بهره برداری و عدم آلودگی محیط زیست. و تجربه ساخت و راه اندازی چرخ های آب می تواند کمک بزرگی به مهندسان نیروگاه آبی باشد. با این حال، ساخت سدی برای یک نیروگاه برق آبی بزرگ کار بسیار دشوارتر از ساختن یک سد کوچک برای چرخاندن چرخ آسیاب بود. برای راندن توربین های هیدرولیک قدرتمند، باید مقدار زیادی آب در پشت توربین جمع کنید. برای ساختن سد باید آنقدر مصالح گذاشت که حجم اهرام غول پیکر مصر در مقایسه با آن ناچیز به نظر برسد. بنابراین، در آغاز قرن بیستم، تنها چند نیروگاه برق آبی ساخته شد. این سرآغاز است. توسعه منابع برق آبی با سرعتی سریع انجام شد و در دهه 30 قرن بیستم، اجرای پروژه های بزرگی مانند نیروگاه برق آبی هوور در ایالات متحده آمریکا با ظرفیت 1.3 گیگووات به پایان رسید. ساخت چنین نیروگاه های برق آبی قدرتمندی باعث افزایش مصرف انرژی در کشورهای صنعتی شد و این به نوبه خود انگیزه ای برای برنامه های توسعه پتانسیل های بزرگ برق آبی ایجاد کرد.
در حال حاضر استفاده از انرژی آب همچنان مطرح است و جهت اصلی تولید برق است.
نیروگاه های برق آبی یا به اختصار HPP ها عمدتاً بر روی رودخانه های بزرگ ساخته می شوند. و جنبه های مثبت و منفی زیادی دارند.
موارد مثبت شامل این واقعیت است که آنها از منابع طبیعی تجدید پذیر استفاده می کنند، منابع سوخت را "صرفه جویی" می کنند (از جمله پول برای استخراج و حمل و نقل آنها)، نیاز به 15 تا 20 برابر کمتر پرسنل تعمیر و نگهداری نسبت به نیروگاه های حرارتی (نیروگاه های حرارتی)، راندمان قابل توجه (بیش از حد). 80٪، کم هزینه (5-6 برابر کمتر از نیروگاه های حرارتی)، به شما امکان می دهد جریان آب را تنظیم کنید، مناطق مجاور را از سیل های فاجعه بار محافظت کنید، شرایط را برای کشتیرانی کشور (سرزمین) بهبود بخشید و شرایطی را برای توسعه ایجاد کنید. تفریحات فرهنگی انبوه
از معایب آن می توان به اتصال 100 درصدی به رودخانه های بزرگ، طغیان بخش قابل توجهی از زمین (چمنزارها، سکونتگاه های جنگلی)، تغییر تدریجی ریزاقلیم مناطق اطراف، گله های ماهی های ارزشمند در حال کاهش و جلبک های سبز آبی در حال توسعه اشاره کرد. .
یکی دیگر از نمایندگان نیروگاه های برق آبی، نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده یا نیروگاه های ذخیره سازی پمپی هستند که فقط در بزرگترین مناطق پرجمعیت صنعتی که تعداد زیادی مصرف کننده برق در آن قرار دارند ساخته می شوند. آنها به طور قابل توجهی مشکل کمبود برق را کاهش می دهند (به ویژه در طول روز)، عمدتاً بر روی مخازن مصنوعی ساخته می شوند، بنابراین آسیب جزئی به گیاهان و جانوران اطراف وارد می کنند، از نظر هزینه های مالی توجیه می شوند، اما از نظر اقتصادی زیان آور هستند (بی سود)، زیرا در طول کار، آنها کمی بیشتر از آنچه که خودشان تولید می کنند، برق مصرف می کنند.
هنگام استفاده از منابع انرژی آبی، جنبه زیست محیطی بسیار مهم است. منابع انرژی آبی عبارت است از ذخایر انرژی جریان آب رودخانه ها و مخازن موجود در بالای سطح دریا (و همچنین انرژی جزر و مد دریا) احداث نیروگاه های برق آبی در بسیاری از موارد با ساخت مخازنی همراه است که گاهی اوقات دارای مخازن هستند. تأثیر منفی بر وضعیت اکولوژیکی و ایجاد تعدادی از تغییرات در طبیعت. صنعت برق آبی آینده باید با حداقل تاثیر منفی بر محیط طبیعی، نیاز مردم به برق را حداکثر برآورده کند. از این رو امروزه در ساخت و ساز مهندسی هیدرولیک به مشکلات حفظ محیط طبیعی و اجتماعی توجه بیشتری می شود. در شرایط مدرن، پیش بینی صحیح عواقب چنین ساخت و ساز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. نتیجه پیش بینی باید توصیه هایی برای کاهش و غلبه بر شرایط محیطی نامطلوب در طول ساخت نیروگاه های برق آبی، ارزیابی مقایسه ای از کارایی زیست محیطی نیروگاه های برق آبی ایجاد شده یا طراحی شده باشد. بنابراین، ما می توانیم در مورد امکان تشکیل یک دسته جدید، باریکتر و پیچیده تر از منابع انرژی آبی صحبت کنیم - بخشی موثر از نظر زیست محیطی، که با درجه بار زیست محیطی ناشی از استفاده از سهم معینی از پتانسیل برق آبی متمایز می شود. متأسفانه، در حال حاضر، عملاً هیچ روشی برای تعیین پتانسیل انرژی زیست محیطی وجود ندارد، اما بدیهی است که توسعه نیروگاه های آبی بدون ارزیابی دقیق زیست محیطی پروژه های برق آبی می تواند تعادل اکولوژیکی در حال حاضر شکننده در جهان را تضعیف کند.
در پی علاقه به منابع انرژی تجدیدپذیر در سراسر جهان، سدهای برق آبی اینجا و آنجا ساخته می شوند، برخی از آنها در عظمت خود شگفت انگیز هستند. اما ضمن ادای احترام به راه حل های مهندسی جسورانه، باید به خاطر داشت که توده های عظیم آب که توسط سدها نگهداری می شود مملو از قدرت مخرب وحشتناکی است.
تاسیسات برق آبی تاثیر بسزایی بر محیط طبیعی دارند. این نفوذ محلی است. با این حال، ساخت آبشارهای مخازن بزرگ، برنامه ریزی برای انتقال بخشی از جریان رودخانه های سیبری به آسیای مرکزی و سایر اقدامات عمده مدیریت آب می تواند شرایط طبیعی را در مقیاس منطقه ای تغییر دهد.
در حین بهره برداری، تاسیسات برق آبی تاثیرات متنوعی بر محیط زیست دارند. آب انبارها بیشترین تأثیر را بر طبیعت دارند:
سازه های هیدرولیک نیز بر محیط زیست تأثیر می گذارد. ساخت سدهای هیدرولیکی منجر به افزایش سطح آب در استخر بالایی و تشکیل مخازن می شود. سدهایی که رودخانه‌ها را مسدود می‌کنند، دسترسی ماهی‌ها به مکان‌های تخم‌ریزی طبیعی در بالادست رودخانه‌ها را دشوار می‌کند. اما پلاتین‌ها، ساختمان‌های نیروگاه‌های برق آبی، قفل‌ها، کانال‌ها و غیره که با موفقیت در زمین ادغام شده و از نظر معماری به خوبی طراحی شده‌اند، همراه با منطقه آب بالادست، مجموعه‌های دیدنی و دیدنی را ایجاد می‌کنند.
فعالیت های حفاظت از طبیعت . کار بر روی ساخت تاسیسات برق آبی باید با حداقل آسیب به طبیعت طراحی شود. هنگام تهیه نقشه های ساخت و ساز، لازم است که معادن، موقعیت جاده ها و غیره را به طور منطقی انتخاب کنید. تا پایان ساخت و ساز، باید کارهای لازم برای بازیابی مزاحمت های زمین و محوطه سازی منطقه انجام شود. برای یک مخزن، موثرترین اقدام حفاظت از محیط زیست، حفاظت مهندسی است. به عنوان مثال، احداث سدهای خاکی باعث کاهش مساحت سیلابی و حفظ زمین و ذخایر معدنی برای مصارف اقتصادی، کاهش سطح آبهای کم عمق و بهبود وضعیت بهداشتی مخزن و حفظ مجموعه های طبیعی می شود. اگر ساخت سدها توجیه اقتصادی نداشته باشد، می توان از آب های کم عمق برای پرورش پرندگان و سایر نیازهای اقتصادی استفاده کرد. اگر سطح آب مورد نیاز حفظ شود، می توان از آب های کم عمق برای ماهیگیری، به عنوان محل تخم ریزی و تامین غذا استفاده کرد.
برای جلوگیری یا کاهش پردازش بانک ها، حفاظت بانک ها انجام می شود. شرکت‌ها، راه‌آهن‌ها، ساختمان‌های مسکونی و تاسیساتی و آثار باستانی از منطقه سیل حذف می‌شوند.
برای اطمینان از کیفیت بالای آب، تمیز کردن بهداشتی بستر مخزن قبل از غرق شدن با آب ضروری است. برای این منظور اقدامات کشاورزی فنی برای کاهش رواناب سطحی آلوده انجام می شود و تصفیه خانه های فاضلاب احداث می شود.
در صورت لزوم ذخیره گاه های طبیعی، پناهگاه های حیات وحش، صید و جابجایی حیوانات ساماندهی و جنگل کاری انجام می شود. به منظور پرورش ماهی، زمین‌های تخم‌گذاری مصنوعی، مزارع تخم‌ریزی و نهالستان ایجاد می‌شود، سازه‌های گذرگاه ماهی برای عبور ماهی برای تخم‌ریزی از استخر پایین به استخر بالا ساخته می‌شود. کارهای حفاظتی مهندسی گسترده ای در پایین دست در حال انجام است.
وضعیت بخش برق آبی هر کشور تا حد زیادی به نسبت ذخایر منابع انرژی آبی آن یا به عبارت دیگر به پتانسیل برق آبی رودخانه های آن و همچنین به مقیاس و سطح توسعه آنها بستگی دارد.
پتانسیل فنی، یا به عبارت دیگر، آنچه می تواند بیشتر با تولید برق در نیروگاه های برق آبی یا سایر روش های فنی موجود مورد استفاده قرار گیرد، معمولاً در میلیاردها کیلووات ساعت در سال محاسبه می شود. اما در این صورت قبل از هر چیز امکان اقتصادی ساخت و البته بهره برداری از نیروگاه های برق آبی کوچک لحاظ خواهد شد. به عبارت دیگر، هر چه قیمت سوخت مصرفی بالاتر باشد، مزایای استفاده از انرژی آبی بیشتر خواهد بود.
مزایای HPP:
انعطاف پذیری
نیروگاه های آبی یک منبع انعطاف پذیر برق است زیرا نیروگاه های برق آبی می توانند به سرعت با تغییر تقاضای انرژی، افزایش یا کاهش تولید برق سازگار شوند. یک توربین هیدرولیک دارای زمان راه اندازی چند دقیقه است. 60 تا 90 ثانیه طول می کشد تا دستگاه از حالت شروع سرد به بار کامل برسد. این بسیار کمتر از توربین های گازی یا نیروگاه های بخار است. تولید برق نیز می تواند به سرعت در صورت وجود نیروی اضافی کاهش یابد.
نیروگاه Ffestiniog می تواند 360 مگاوات را در 60 ثانیه تولید کند
هزینه انرژی پایین
مزیت اصلی برق آبی عدم وجود هزینه سوخت است. هزینه راه اندازی یک نیروگاه برق آبی تقریباً در برابر افزایش هزینه سوخت های فسیلی مانند نفت، گاز طبیعی یا زغال سنگ مصون است و نیازی به واردات نیست. میانگین هزینه برق یک نیروگاه برق آبی بزرگتر از 10 مگاوات، 3 تا 5 سنت آمریکا در هر کیلووات ساعت است.
نیروگاه های برق آبی عمر مفید بالایی دارند، برخی از نیروگاه های برق آبی پس از 50-100 سال فعالیت هنوز برق را تأمین می کنند.
هزینه های نگهداری عملیاتی کم است، تعداد کمی از افراد برای کنترل عملکرد نیروگاه برق آبی مورد نیاز هستند.
سد را می توان برای چندین منظور به طور همزمان استفاده کرد:جمع آوری آب برای نیروگاه های برق آبی، حفاظت از سرزمین ها در برابر سیل، ایجاد یک مخزن.
مناسب برای مصارف صنعتی
در حالی که بسیاری از سدهای برق آبی انرژی شبکه های خدمات عمومی را تامین می کنند، برخی از آنها برای خدمت رسانی به کارخانه های صنعتی خاص ایجاد می شوند. به عنوان مثال، در نیوزلند، یک نیروگاه برای تامین برق کارخانه ذوب آلومینیوم Tiwai Point ساخته شد.
کاهش انتشار CO 2
نیروگاه های برق آبی سوخت های فسیلی را نمی سوزانند و مستقیماً دی اکسید کربن تولید نمی کنند. اگرچه در طول فرآیند تولید و ساخت پروژه مقداری دی اکسید کربن تولید می شود. بر اساس مطالعه ای که توسط پل شرر از دانشگاه اشتوتگارت انجام شد، انرژی آبی کمترین دی اکسید کربن را در میان سایر منابع انرژی تولید می کند. باد در رتبه دوم، انرژی هسته ای سوم و انرژی خورشیدی در رتبه چهارم قرار گرفتند.
سایر موارد استفاده از مخزن
مخازن برق آبی اغلب فرصت هایی را برای ورزش های آبی فراهم می کنند و خود به جاذبه های گردشگری تبدیل می شوند. در برخی کشورها پرورش آبزیان در مخازن رایج است. از آب مخازن می توان برای آبیاری محصولات کشاورزی استفاده کرد و در آن ماهی پرورش داد. سدها همچنین به جلوگیری از سیل کمک می کنند.
معایب نیروگاه آبی:
آسیب اکوسیستم و از دست دادن زمین
مخازن بزرگ مورد نیاز برای راه اندازی سدهای برق آبی، مناطق وسیعی از زمین را در بالادست سد سیل می کند و دره های جنگلی و باتلاق ها را از بین می برد. از دست دادن زمین اغلب با تخریب زیستگاه در مناطق اطراف اشغال شده توسط مخزن ترکیب می شود.
نیروگاه های برق آبی می توانند منجر به تخریب اکوسیستم ها شوند، زیرا آب از میان توربین ها عبور می کند.پاکسازی از رسوبات طبیعی نیروگاه های برق آبی در رودخانه های بزرگ به ویژه خطرناک هستند، زیرا منجر به تغییرات جدی در محیط می شوند.
عکس مخزنی حاصل از ساخت یک سد را نشان می دهد.
سیلتاسیون
وقتی آب جاری می شود، ذرات سنگین تری در پایین دست شناور می شوند.
این امر تأثیر منفی بر سدها و متعاقباً نیروگاه های آنها، به ویژه بر روی رودخانه ها یا حوضه های آبریز با سطوح بالای گل و لای می گذارد. سیلت می تواند مخزن را پر کرده و توانایی آن را در کنترل سیلاب کاهش دهد و باعث ایجاد فشار افقی اضافی بر روی سد شود. کاهش بستر رودخانه می تواند منجر به کاهش تولید برق شود. علاوه بر این، حتی تابستان گرم یا بارندگی کم می تواند منجر به کاهش رودخانه شود.
انتشار متان (از مخازن)
نیروگاه های برق آبی در مناطق گرمسیری بیشترین تأثیر را دارند؛ مخازن نیروگاه های مناطق گرمسیری مقادیر قابل توجهی متان تولید می کنند. این به دلیل وجود مواد گیاهی در مناطق سیل زده است که در یک محیط بی هوازی تجزیه می شود و متان و گاز گلخانه ای تولید می کند. بر اساس گزارش کمیسیون جهانی سدها، در مواردی که مخزن بزرگ در مقایسه با ظرفیت تولید (کمتر از 100 وات بر متر مربع سطح) باشد و جنگل‌های منطقه مخزن پاکسازی نشده باشد. . سپس انتشار گازهای گلخانه ای در مخزن ممکن است بیشتر از یک نیروگاه حرارتی معمولی باشد.
اخیراً، به عنوان جایگزینی برای ایستگاه‌های برق آبی کلاسیک سدهای فشار متوسط، نیروگاه‌های برق آبی کم فشار که بر روی جریان طبیعی کار می‌کنند، که در اروپای غربی کاملاً گسترده هستند، به طور فعال پیشنهاد شده‌اند. بیایید سعی کنیم بفهمیم این نیروگاه های برق آبی چیست و مزایا و معایب آنها چیست.
نمونه ای از نیروگاه برق آبی کم فشار رودخانه، نیروگاه برق آبی ایفژهایم در راین است که در سال 1978 راه اندازی شد. عکس از اینجا
مفهوم مجتمع برق آبی کم فشار روان شامل ایجاد یک نیروگاه برق آبی بر روی یک رودخانه مسطح با سرچشمه چند متری است که مخزن آن معمولاً در منطقه سیلاب طبیعی دشت سیلابی در هنگام سیلاب های شدید قرار دارد. چنین آبرسانی دارای مزایای زیر است:
* منطقه سیل کوچکی که معمولاً شامل زمین های ساخته شده نمی شود (یا تقریباً شامل نمی شود). در نتیجه، هیچ کس نیازی به اسکان مجدد ندارد و تأثیر آن بر اکوسیستم ها بسیار کمتر است.
* ادغام گذرگاه های ماهی در سدهای کم فشار بسیار ساده تر است و ماهی ها با آسیب کمتری از داخل توربین ها عبور می کنند.
نیروگاه برق آبی ساراتوف کم فشارترین نیروگاه در آبشار ولگا-کاما است.
حالا بیایید به معایب آن بپردازیم:
* چنین نیروگاه های برق آبی مخازن کوچکی را تشکیل می دهند که در بهترین حالت برای تنظیم جریان روزانه یا حتی کار بر روی یک جریان آب مناسب هستند. در نتیجه، تولید چنین نیروگاه های برق آبی به شدت به فصل و شرایط آب و هوایی وابسته است - در دوره های کم آب به شدت کاهش می یابد.
* راندمان استفاده از رواناب چنین نیروگاه های برق آبی بسیار کمتر از نیروگاه های کلاسیک است - عدم توانایی در جمع آوری رواناب در هنگام آب زیاد و سیل، مجبور می شوند آب زیادی را تخلیه کنند.
* بدون یک مخزن بزرگ، چنین سیستم های برق آبی نمی توانند با سیل مبارزه کنند.
* از نظر ناوبری، ساخت چندین مجتمع برق آبی کم فشار به جای یک مجتمع بزرگ منجر به افزایش زمان برای قفل می شود - به جای یک قفل، باید از چندین قفل عبور کنید.
* نیروگاه های برق آبی کم فشار دارای هزینه واحد قابل توجهی بالاتری هستند (محاسبه به ازای هر کیلووات توان و کیلووات ساعت برق تولیدی). هرچه فشار کمتر باشد، ابعاد بزرگتر و بر این اساس، مصرف فلز تجهیزات بیشتر می شود؛ عدم توانایی در تجمع رواناب در مخزن منجر به نیاز به ایجاد سازه های کانالی قدرتمندتر می شود؛ چندین دریچه گرانتر از یک و غیره است. برای مقایسه، می توان نیروگاه برق آبی کم فشار پولوتسک در بلاروس و نیروگاه برق آبی فشار قوی Boguchanskaya را ذکر کرد. اولی تقریباً 4500 دلار در هر کیلو وات هزینه دارد، دومی - حدود 1000 دلار در هر کیلو وات. تفاوت، همانطور که می بینیم، 4.5 برابر است.
نیروگاه برق آبی Tucurui در برزیل. در جنگل های آمازون، مانند تایگای سیبری، نیروگاه های برق آبی بزرگ کارآمدتر هستند.
بیایید خلاصه کنیم. مزایای نیروگاه های برق آبی کم فشار در مناطق پرجمعیت بسیار قابل توجه است، جایی که هزینه بالای زمین و حجم زیادی از کار برای جابجایی افراد، حذف سازه ها و زیرساخت ها باعث می شود که نیروگاه های برق آبی بزرگ با مخازن بزرگ غیرقابل قبول باشند. به همین دلیل است که نیروگاه های برق آبی کم فشار در اروپا، جایی که تراکم جمعیت بالاست و منابع انرژی کمی وجود دارد، بیشترین استفاده را دارند، که باعث می شود از تمام پتانسیل آبی موجود، هرچند به روش های گران قیمت استفاده شود.
در همان زمان، در مناطق نسبتاً کم جمعیت، مزایای نیروگاه های برق آبی بزرگ آشکار است - در واقع، آنها در حال حاضر بیشتر در سراسر جهان در آنجا ساخته می شوند (اگرچه معیارهای جمعیت کم در کشورهای مختلف به طور قابل توجهی متفاوت است، برای چین. ، با جمعیت میلیاردی خود، اسکان مجدد چند ده هزار نفر کاملاً قابل قبول است).
نیروگاه های برق آبی کم فشار رودخانه با نیروگاه های برق آبی فشار متوسط و فشار قوی رقابت نمی کنند - هر نوع نیروگاه برق آبی دارای "طاقچه اکولوژیکی" خود است که در آن بیشترین تاثیر را دارند. و ارجاع به نیروگاه های برق آبی جاری در اروپای غربی هنگام بحث در مورد پروژه های برق آبی در سیبری شرقی، مقایسه ای غیرقابل مقایسه است.
