Różnorodność opcji i wyjątkowość rozwiązań technicznych stosowanych przy budowie elektrowni wodnych jest zadziwiająca. W rzeczywistości nie jest łatwo znaleźć dwie identyczne stacje. Ale nadal istnieje ich klasyfikacja oparta na pewnych cechach - kryteriach.

Sposób wytwarzania ciśnienia

Być może najbardziej oczywistym kryterium jest sposób wytwarzania ciśnienia:

przepływowa elektrownia wodna (HPP);
dywersyjna elektrownia wodna;
elektrownia szczytowo-pompowa (PSPP);
elektrownia pływowa (TPP).

Istnieją charakterystyczne różnice między tymi czterema głównymi typami elektrowni wodnych. Rzeczna elektrownia wodna znajduje się na rzece, blokując jej przepływ tamą w celu wytworzenia ciśnienia i zbiornikiem. Wyprowadzenie elektrowni wodnej zwykle zlokalizowane na krętych rzekach górskich, gdzie istnieje możliwość połączenia odnóg rzeki kanałem, aby część przepływu mogła spłynąć krótszą drogą. W tym przypadku ciśnienie powstaje w wyniku naturalnej różnicy terenu, a zbiornik może być całkowicie nieobecny. Elektrownia szczytowo-pompowa składa się z dwóch basenów zlokalizowanych na różnych poziomach. Baseny są połączone przewodami, którymi woda może spływać z basenu dolnego do basenu górnego i być przepompowywana z powrotem. elektrownia pływowa położony w zatoce zablokowanej tamą w celu utworzenia zbiornika. Inaczej elektrownia szczytowo-pompowa Cykl operacyjny TES zależy od zjawiska pływowego.

Wartość ciśnienia

Ze względu na ciśnienie wytwarzane przez konstrukcję hydrauliczną (HTS) elektrownie wodne dzieli się na 4 grupy:

niskie ciśnienie - do 20 m;
średnie ciśnienie - od 20 do 70 m;
wysokie ciśnienie - od 70 do 200 m;
ultrawysokie ciśnienie - od 200 m.

Warto zaznaczyć, że klasyfikacja wg wartość ciśnienia ma charakter względny i różni się w zależności od źródła.

Zainstalowana moc

Według mocy zainstalowanej stacji – suma mocy znamionowych zainstalowanych na niej urządzeń wytwórczych. Klasyfikacja ta dzieli się na 3 grupy:

mikroelektrownia wodna – od 5 kW do 1 MW;
małe elektrownie wodne – od 1 kW do 10 MW;
duże elektrownie wodne – powyżej 10 MW.

Klasyfikacja wg moc zainstalowana podobnie jak pod względem presji, nie jest rygorystyczny. W różnych źródłach tę samą stację można sklasyfikować w różnych grupach.

Projekt tamy

Istnieją 4 główne grupy zapór wodnych:

grawitacyjny;
przypora;
łukowaty;
łukowata grawitacja.

Tama grawitacyjna Jest to masywna konstrukcja, która ze względu na swój ciężar utrzymuje wodę w zbiorniku. Tama podporowa wykorzystuje nieco inny mechanizm - rekompensuje swój stosunkowo niewielki ciężar ciężarem wody napierającej na pochyłe lico zapory od strony górnego biegu. Łukowa tama , być może najbardziej elegancki, ma kształt łuku, podstawa opiera się na brzegach, a zaokrąglona część jest wypukła w kierunku zbiornika. Retencja wody na zaporze łukowej następuje w wyniku redystrybucji ciśnienia z przodu tamy na brzegi rzeki.

Lokalizacja maszynowni

Dokładniej wg położenie turbinowni względem tamy, nie mylić z układem! Klasyfikacja ta ma zastosowanie wyłącznie do elektrowni przepływowych, dywersyjnych i pływowych.

typ kanału;
typ tamy.

Na typ kanału turbinownia zlokalizowana jest bezpośrednio w korpusie zapory, typ tamy - jest wznoszony oddzielnie od korpusu zapory i zwykle znajduje się bezpośrednio za nim.

Układ

Słowo „układ” w tym kontekście oznacza położenie turbinowni względem koryta rzeki. Należy zachować ostrożność czytając inną literaturę na ten temat, ponieważ układ słów ma szersze znaczenie. Klasyfikacja obowiązuje wyłącznie dla elektrowni przepływowych i dywersyjnych.

kanał;
równina zalewowa;
nadbrzeżny.

Na układ kanałów budynek hali turbin zlokalizowany jest w korycie rzeki, układ terenów zalewowych - w obszarze zalewowym rzeki i kiedy układ nadmorski - na brzegu rzeki.

Nadmierna regulacja

Mianowicie stopień regulacji przepływu rzeki. Klasyfikacja ma zastosowanie wyłącznie do elektrowni wodnych przepływowych i dywersyjnych.

regulacja dobowa (cykl pracy - jeden dzień);
regulacja tygodniowa (cykl pracy - jeden tydzień);
regulacja roczna (cykl operacyjny - jeden rok);
regulacja długoterminowa (cykl eksploatacji – kilka lat).

Klasyfikacja odzwierciedla wielkość zbiornika zbiornika hydroelektrycznego w stosunku do wielkości rocznego przepływu rzeki.

Wszystkie powyższe kryteria nie wykluczają się wzajemnie, tzn. ta sama elektrownia wodna może być typu rzecznego, wysokociśnieniowego, średniej mocy, o układzie przepływowym, z maszynownią typu zaporowego, zaporą łukową i roczny zbiornik regulacyjny.

Lista wykorzystanych źródeł

Bryzgałow, V.I. Elektrownie wodne: podręcznik. zasiłek / V.I. Bryzgalov, Los Angeles Gordon – Krasnojarsk: IPC KSTU, 2002. – 541 s.
Konstrukcje hydrauliczne: w 2 tomach / M.M. Grishin [i inni]. - Moskwa: Szkoła wyższa, 1979. - T.2 - 336 s.

Opublikowano: 21 lipca 2016 Wyświetleń: 4,5 tys

Elektrownia wodna Sayano-Shushenskaya (SSHHPP) to największa w Rosji, położona na rzece Jenisej, pomiędzy terytorium Krasnojarska a Chakasją. Budowę stacji rozpoczęto w 1963 roku. Pierwszą jednostkę hydrauliczną uruchomiono w grudniu 1978 r. Budowę elektrowni wodnej zakończono dopiero w 2000 roku. Dziewięć lat później na stacji miał miejsce wypadek: wówczas zepsuł się agregat hydrauliczny nr 2, który został wyrzucony z miejsca pod wpływem naporu wody. Maszynownia i pomieszczenia techniczne znajdujące się pod nią zostały zalane, w wyniku czego zginęło 75 osób. Jak później ustaliła komisja, przyczyną wypadku było zużycie sworzni mocujących pokrywę turbiny. Firma RusHydro wydała 41 miliardów rubli na renowację i kompleksową modernizację stacji. Teraz prace są już prawie ukończone. Wioska dowiedziała się, jak działa stacja.

Sayano-Shushenskaya HPP

Największa elektrownia wodna
w Rosji

rok założenia: 1963

lokalizacja: wieś Czeromuszki, Chakasja

liczba pracowników: 580 osób

Zbiornik Sayano-Shushenskoye tworzy tama wodna. Jego objętość wynosi 31 kilometrów sześciennych. Tama ta jest najwyższą zaporą łukowo-grawitacyjną na świecie, jej wysokość wynosi 245 metrów. Długość grzbietu wynosi 1074 m, szerokość podstawy 105 m.

Ze zbiornika woda wpływa do kanałów. Każdy przewód ma średnicę 7,5 metra. W korpusie tamy zainstalowanych jest około jedenastu tysięcy różnych czujników monitorujących stan konstrukcji.

Woda przepływa kanałami do turbin. Dzięki ich obrotowi wprawiane są w ruch generatory, które wytwarzają prąd.

Centralny panel sterowania. Mózg stacji, skąd tylko dwie osoby kontrolują jej pracę.

W budynku SSHHPP zainstalowanych jest dziesięć hydroelektrowni, każdy o mocy 640 megawatów. Zatem całkowita moc stacji wynosi 6400 megawatów, co jest największą elektrownią w Rosji. Każda z dziesięciu jednostek hydraulicznych SSHHPP może przepuszczać 350 metrów sześciennych wody na sekundę.

Obecnie dobiegają końca prace remontowe w turbinowni elektrowni Sayano-Shushenskaya HPP, odnawiana jest ostatnia jednostka hydrauliczna i trwają prace wykończeniowe.

Całkowicie zmodernizowano także wyposażenie dolnych poziomów hali turbin.

Wypływająca z turbin woda wrze w dole rzeki i tworzy wiry.

Przelew czynny jest używany podczas silnych powodzi i może przepuszczać do 13 tysięcy metrów sześciennych wody na sekundę.

Wcześniej prąd ze stacji doprowadzany był do otwartej rozdzielnicy, która obecnie jest w trakcie demontażu.

Obecnie jego funkcje pełni kompletna rozdzielnica w izolacji gazowej, zlokalizowana w niewielkim zamkniętym pomieszczeniu. Jest znacznie bardziej niezawodny i bezpieczny, a także wymaga znacznie niższych kosztów utrzymania. Zawiera 19 ogniw, z których każde zawiera wyłączniki, odłączniki, uziemniki, przekładniki pomiarowe prądu i napięcia oraz szafę sterowniczą. Węzły komórkowe zawierają gaz SF6. Jest to gaz ciężki i bardzo dobry izolator.

Stacja produkuje średnio 23,5 miliarda kilowatogodzin energii elektrycznej rocznie. Moc projektowa wynosi 6400 megawatów. Głównymi konsumentami są huty aluminium Sayan i Khakass, przedsiębiorstwa z terytorium Krasnojarska i regionu Kemerowo. Ponadto stacja jest regulatorem całego systemu energetycznego Syberii.

Zdjęcia: Iwan Guszczyn

Elektrownia wodna to zespół złożonych konstrukcji i urządzeń hydraulicznych. Jego zadaniem jest zamiana energii przepływu wody na energię elektryczną. Energia wodna należy do tzw. odnawialnych źródeł energii, czyli jest praktycznie niewyczerpalna.

Najważniejszą konstrukcją hydrauliczną jest tama. Zatrzymuje wodę w zbiorniku i wytwarza niezbędne ciśnienie wody. Turbina hydrauliczna jest głównym silnikiem elektrowni wodnej. Za jego pomocą energia wody poruszającej się pod ciśnieniem zamieniana jest na mechaniczną energię obrotową, która następnie (dzięki generatorowi elektrycznemu) zamieniana jest na energię elektryczną. Turbina hydrauliczna, hydroelektrownia, automatyka monitorująca i sterująca – konsole zlokalizowane są w turbinowni elektrowni wodnej. Transformatory podwyższające można umieścić zarówno wewnątrz budynku, jak i na terenach otwartych. Rozdzielnice instaluje się najczęściej na zewnątrz w pobliżu budynku elektrowni.

W Związku Radzieckim, który posiada duże zasoby energii wodnej (11112% światowych zasobów), rozpoczęto zakrojoną na szeroką skalę budowę elektrowni wodnych. Na podstawie zainstalowanej mocy hydroelektrowni. Dopiero w ciągu 30 lat powojennych, od 1950 r., podzielono stacje na małe – do 1980 r. produkcja energii elektrycznej wzrosła aż o 5 MW, średnie – od 5 do 25 i duże – elektrownie wodne wzrosły ponad 10-krotnie. ponad 25 MW. W naszym kraju funkcjonuje 20 elektrowni wodnych, z których każda ma moc zainstalowaną przekraczającą 500 MW. Największe z nich to elektrownie wodne Krasnojarsk (6000 MW) i Sayano-Shushenskaya (6400 MW).

Budowa elektrowni wodnych jest nie do pomyślenia bez kompleksowego rozwiązania wielu problemów. Konieczne jest zaspokojenie potrzeb nie tylko energii, ale także transportu wodnego, zaopatrzenia w wodę, nawadniania i rybołówstwa. Zadania te najlepiej spełnia zasada kaskadowania, gdy na rzece, położonej wzdłuż rzeki, buduje się nie jedną, ale kilka elektrowni wodnych. Umożliwia to utworzenie kilku zbiorników wodnych, rozmieszczonych kolejno na rzece na różnych poziomach, co oznacza pełniejsze wykorzystanie przepływu rzeki, jej zasobów energetycznych oraz manewrowanie mocą poszczególnych elektrowni wodnych. Na wielu rzekach zbudowano kaskady elektrowni wodnych. Oprócz Wołżskiego zbudowano kaskady na Kamie, Dnieprze, Chirczyku, Hrazdanie, Irtyszu, Rioni i Svir. Najpotężniejsza kaskada Angara-Jenisej z największymi na świecie elektrowniami wodnymi - Brack, Krasnojarsk, Sayano-Shushenskaya i Boguchanskaya o łącznej mocy około 17 GW i rocznej produkcji 76 miliardów kWh energii elektrycznej.

Istnieje kilka rodzajów elektrowni wykorzystujących energię przepływu wody. Oprócz elektrowni wodnych budowane są także elektrownie szczytowo-pompowe (PSPP) i elektrownie pływowe (TPP). Na pierwszy rzut oka prawie nie zauważysz różnicy między konwencjonalną elektrownią wodną a elektrownią wodną. Ten sam budynek, w którym znajdują się główne urządzenia energetyczne, te same linie energetyczne. Nie ma zasadniczej różnicy w sposobie wytwarzania energii elektrycznej. Czym charakteryzują się elektrownie szczytowo-pompowe?

W przeciwieństwie do elektrowni wodnej, stacja szczytowo-pompowa wymaga dwóch zbiorników (a nie jednego) o pojemności kilkudziesięciu milionów metrów sześciennych każdy. Poziom jednego powinien być o kilkadziesiąt metrów wyższy od drugiego. Obydwa zbiorniki połączone są ze sobą rurociągami. Na dolnym zbiorniku budowany jest budynek elektrowni szczytowo-pompowej. W nim na tym samym wale umieszczone są tak zwane odwracalne jednostki hydrauliczne - turbiny hydrauliczne i generatory elektryczne. Mogą pracować zarówno jako generatory prądu, jak i jako elektryczne pompy wodne. Kiedy zużycie energii spada, np. w nocy, turbiny hydrauliczne pełnią rolę pomp, przepompowując wodę ze zbiornika dolnego do górnego. W tym przypadku generatory działają jak silniki elektryczne, pobierając energię elektryczną z elektrowni cieplnych i jądrowych. Kiedy wzrasta zużycie energii elektrycznej, elektrownie szczytowo-pompowe przełączają się na bieg wsteczny. Woda spływająca ze zbiornika górnego do dolnego wprawia w ruch turbiny hydrauliczne, a generatory wytwarzają energię elektryczną. Zatem w nocy elektrownia szczytowo-pompowa gromadzi energię elektryczną wytwarzaną przez inne elektrownie i oddaje ją w ciągu dnia. Dlatego elektrownie szczytowo-pompowe służą zwykle, jak mówią inżynierowie elektrycy, do pokrywania „szczytów” obciążenia, czyli dostarczają energię wtedy, gdy jest ona szczególnie potrzebna. Na całym świecie działa ponad 160 elektrowni szczytowo-pompowych. W naszym kraju pod Kijowem zbudowano pierwszą elektrownię szczytowo-pompową. Ma niską wysokość podnoszenia, zaledwie 73 m, i łączną moc 225 MW.

W obwodzie moskiewskim uruchomiono większą elektrownię szczytowo-pompową o mocy 1,2 GW i wysokości podnoszenia 100 m.

Zazwyczaj elektrownie szczytowo-pompowe budowane są na rzekach. Ale, jak się okazało, takie elektrownie można budować na brzegach mórz i oceanów. Tylko tam otrzymali inną nazwę - elektrownie pływowe (TPP).

Dwa razy dziennie o tej samej porze poziom oceanu podnosi się i opada. To siły grawitacyjne Księżyca i Słońca przyciągają masy wody. Daleko od wybrzeża wahania poziomu wody nie przekraczają 1 m, ale w pobliżu wybrzeża mogą osiągnąć 13 m, jak na przykład w Zatoce Penżyńskiej nad Morzem Ochockim.

Jeśli zatoka lub ujście rzeki zostanie zablokowane tamą, to w momencie największego wezbrania wody w takim sztucznym zbiorniku mogą zostać zamknięte setki milionów metrów sześciennych wody. Kiedy w morzu odpływa, powstaje różnica poziomów wody w zbiorniku i w morzu, wystarczająca do obracania turbin hydraulicznych zainstalowanych w budynkach PES. W przypadku jednego zbiornika PES może generować energię elektryczną w sposób ciągły przez 4-5 godzin z przerwami odpowiednio 1-2 godzinnymi, cztery razy dziennie (poziom wody w zbiorniku zmienia się tyle razy podczas przypływów i odpływów) .

Aby wyeliminować nierównomierne wytwarzanie energii, zbiornik stacji podzielony jest zaporą na 2-3 mniejsze. Jeden utrzymuje poziom odpływu, drugi utrzymuje poziom przypływu, a trzeci służy jako rezerwa.

W TPP zainstalowane są agregaty hydrauliczne, które mogą pracować z dużą wydajnością zarówno w trybie generatorowym (wytwarzanie energii elektrycznej), jak i w trybie pompowym (przepompowywanie wody ze zbiornika o niskim stanie wody do zbiornika o wysokim poziomie). W trybie pompowym PES działa w przypadku pojawienia się nadmiaru energii elektrycznej w systemie elektroenergetycznym. W takim przypadku jednostki pompują lub wypompowują wodę z jednego zbiornika do drugiego.

W 1968 roku na wybrzeżu Morza Barentsa w zatoce Kislaya zbudowano pierwszą w naszym kraju pilotażową elektrownię przemysłową. W budynku elektrowni znajdują się 2 agregaty hydrauliczne o mocy 400 kW.

Dziesięcioletnie doświadczenie w obsłudze pierwszego TPP pozwoliło nam rozpocząć opracowywanie projektów dla Mezen TPP na Morzu Białym, Penzhinskaya i Tugurskaya na Morzu Ochockim.

Ciekawym problemem jest ujarzmienie wielkich sił pływów oceanów świata, a nawet samych fal oceanicznych. Właśnie zaczynają go rozwiązywać. Jest wiele do zbadania, wynalezienia, zaprojektowania.

Budowa wielkich gigantów energetycznych – czy to elektrowni wodnych, elektrowni szczytowo-pompowych czy elektrowni – jest za każdym razem egzaminem dla budowniczych. Tutaj łączy się pracę pracowników o najwyższych kwalifikacjach i różnych specjalnościach - od mistrzów betonu po wspinaczy.

WSTĘP

Obecnie istnieją różne rodzaje wytwarzania energii elektrycznej, różnią się one wykorzystaniem różnych rodzajów surowców. Istnieją odnawialne i nieodnawialne źródła energii. W tym eseju zbadany zostanie jeden rodzaj wytwarzania energii elektrycznej w elektrowni wodnej, która jako surowiec wykorzystuje odnawialne źródło energii.

OGÓLNA KONCEPCJA O HPP

Elektrownia wodna (HPP) to elektrownia wykorzystująca energię przepływu wody jako źródło energii. Elektrownie wodne buduje się zwykle na rzekach, budując tamy i zbiorniki.

Do wydajnej produkcji energii elektrycznej w elektrowni wodnej niezbędne są dwa główne czynniki: gwarantowane dostawy wody przez cały rok i możliwie duże zbocza rzeki;

Wady elektrowni wodnych:

zalanie gruntów ornych;

budowa prowadzona jest tam, gdzie istnieją duże rezerwy energii wodnej;

na rzekach górskich są niebezpieczne ze względu na wysoką sejsmiczność tych obszarów;

zmniejszone i nieuregulowane wypływy wody ze zbiorników przez 10-15 dni (aż do ich braku), prowadzą do restrukturyzacji unikalnych ekosystemów zalewowych wzdłuż całego koryta rzeki, w efekcie do zanieczyszczenia rzek, redukcji łańcuchów troficznych, zmniejszenia liczebności ryb, eliminacji bezkręgowych zwierząt wodnych, zwiększona agresywność składników muszek (muszek) na skutek niedożywienia w stadiach larwalnych, zanik miejsc lęgowych wielu gatunków ptaków wędrownych, niedostateczna wilgotność gleb zalewowych, negatywna sukcesja roślinna (uszczuplenie fitomasy), zmniejszenie napływ składników odżywczych do oceanów.

ZASADA DZIAŁANIA HPP

Zasada działania elektrowni wodnej jest dość prosta. Łańcuch konstrukcji hydraulicznych zapewnia niezbędne ciśnienie wody płynącej do łopatek turbiny hydraulicznej, która napędza generatory wytwarzające energię elektryczną (rys. 1).

Rysunek 1 Schemat platynowej elektrowni wodnej

Wymagane ciśnienie wody uzyskuje się poprzez budowę tamy, a także w wyniku koncentracji rzeki w określonym miejscu lub poprzez przekierowanie przez naturalny przepływ wody. W niektórych przypadkach w celu uzyskania wymaganego ciśnienia wody stosuje się zarówno tamę, jak i obejście. Wszystkie urządzenia energetyczne zlokalizowane są bezpośrednio w samym budynku elektrowni wodnej. W zależności od przeznaczenia ma swój specyficzny podział. W maszynowni znajdują się zespoły hydrauliczne, które bezpośrednio zamieniają energię przepływu wody na energię elektryczną. W ofercie znajdują się również wszelkiego rodzaju urządzenia dodatkowe, urządzenia sterujące i monitorujące pracę elektrowni wodnych, stacji transformatorowych, rozdzielnic i wiele innych.

Elektrownie wodne dzielimy ze względu na wytwarzaną moc:

potężne wytwarzają od 25 MW i więcej;

średnio do 25 MW;

małe elektrownie wodne o mocy do 5 MW.

Moc elektrowni wodnej zależy od ciśnienia i przepływu wody, a także od sprawności zastosowanych turbin i generatorów. Ze względu na fakt, że zgodnie z prawami naturalnymi poziom wody stale się zmienia, w zależności od pory roku, a także z wielu innych powodów, zwyczajowo przyjmuje się moc cykliczną jako wyraz mocy elektrowni wodnej . Na przykład istnieją roczne, miesięczne, tygodniowe lub dzienne cykle pracy elektrowni wodnej.

Elektrownie wodne dzieli się także ze względu na maksymalne wykorzystanie ciśnienia wody:

wysokie ciśnienie powyżej 60 m;

średnie ciśnienie od 25 m;

niskie ciśnienie od 3 do 25 m.

W zależności od ciśnienia wody w elektrowniach wodnych stosuje się różne typy turbin. Do turbin wysokociśnieniowych, kubełkowych i promieniowo-osiowych z metalowymi komorami spiralnymi. W elektrowniach wodnych średnioprężnych instaluje się turbiny łopatkowe i promieniowo-osiowe, w elektrowniach wodnych niskoprężnych turbiny łopatkowe montuje się w komorach żelbetowych. Zasada działania wszystkich typów turbin jest podobna: woda pod ciśnieniem (ciśnieniem wody) dostaje się do łopatek turbiny, które zaczynają się obracać. W ten sposób energia mechaniczna przekazywana jest do hydroeratora, który wytwarza energię elektryczną. Turbiny różnią się pewnymi właściwościami technicznymi, komorami stalowymi lub żelbetowymi i są zaprojektowane na różne ciśnienia wody.

Elektrownie wodne dzieli się także ze względu na zasadę wykorzystania zasobów naturalnych i wynikające z tego stężenie wody. Można tu wyróżnić następujące elektrownie wodne:

elektrownie wodne przepływowe i zaporowe;

elektrownie wodne tamowe;

dywersyjne elektrownie wodne;

Elektrownie szczytowo-pompowe.

Elektrownie wodne przepływowe i zaporowe to najpowszechniejsze typy elektrowni wodnych. Ciśnienie wody w nich powstaje poprzez zainstalowanie tamy, która całkowicie blokuje rzekę lub podnosi w niej poziom wody do wymaganego poziomu. Tego typu elektrownie wodne buduje się na rzekach równinnych o wysokim stanie wody, a także na rzekach górskich, w miejscach, gdzie koryto rzeki jest węższe, bardziej sprężone

Elektrownie wodne na zaporach budowane są przy wyższych ciśnieniach wody. W tym przypadku rzeka jest całkowicie zablokowana przez tamę, a sam budynek elektrowni wodnej znajduje się za zaporą, w jej dolnej części. Woda w tym przypadku dostarczana jest do turbin specjalnymi tunelami ciśnieniowymi, a nie bezpośrednio, jak w przepływowych elektrowniach wodnych.

W miejscach o wysokim zboczu rzeki buduje się dywersyjne elektrownie wodne. Wymagane stężenie wody w tego typu elektrowni wodnej uzyskuje się poprzez dywersję. Wodę z koryta rzeki usuwa się specjalnymi systemami odwadniającymi. Te ostatnie są wyprostowane, a ich nachylenie jest znacznie mniejsze niż średnie nachylenie rzeki. Dzięki temu woda dostarczana jest bezpośrednio do budynku elektrowni wodnej. Elektrownie wodne dywersyjne mogą być różnego typu, o swobodnym przepływie lub z zmianą ciśnienia. W przypadku zmiany ciśnienia rurociąg wodny układany jest z dużym spadkiem wzdłużnym. W innym przypadku na początku objazdu tworzy się na rzece wyższą tamę i zbiornik. Schemat ten nazywany jest również wyprowadzeniem mieszanym, ponieważ obie metody służą do wytworzenia wymaganego stężenia wody.

Elektrownie szczytowo-pompowe (elektrownie szczytowo-pompowe) są w stanie akumulować wygenerowaną energię elektryczną i wykorzystywać ją w okresach szczytowych obciążeń. Zasada działania takich elektrowni jest następująca: w określonych okresach (nie szczytowych) elektrownie szczytowo-pompowe pracują jako pompy z zewnętrznych źródeł energii i pompują wodę do specjalnie wyposażonych górnych basenów. Kiedy pojawia się zapotrzebowanie, woda z nich trafia do rurociągu ciśnieniowego i napędza turbiny.

Elektrownie wodne, w zależności od ich przeznaczenia, mogą zawierać także dodatkowe konstrukcje, takie jak śluzy czy podnośniki statków ułatwiające poruszanie się po zbiorniku, przepławki dla ryb, ujęcia wody służące do nawadniania i wiele innych.

Wartość elektrowni wodnej polega na tym, że wykorzystuje ona odnawialne zasoby naturalne do produkcji energii elektrycznej. Ze względu na to, że dla elektrowni wodnych nie ma potrzeby stosowania dodatkowego paliwa, ostateczny koszt wytworzonej energii elektrycznej jest znacznie niższy niż przy zastosowaniu innych typów elektrowni.

elektrownia wodna tama energetyczna na rzece

Elektrownie wodne wykorzystują energię spadającej wody do wytwarzania energii elektrycznej. Ze względu na różnicę poziomów woda w rzece przepływa ciągłym strumieniem od źródła do ujścia. Jeśli zbudujesz konstrukcję taką jak tama, która blokuje przepływ wody w rzece, wówczas poziom wody przed zaporą będzie znacznie wyższy niż za nią.

Różnica między górnym i dolnym poziomem (belką) nazywa się ciśnieniem lub można ją również nazwać wysokością upadku. Zasada działania elektrowni wodnej jest dość prosta – na poziomie dolnego biegu zainstalowana jest turbina, a przepływ wody z górnego biegu kierowany jest na jej łopatki. Pod wpływem siły opadającego strumienia wody turbina zacznie się obracać, napędzając wirnik generatora elektrycznego, z którym jest połączona mechanicznie. Moc elektrowni wodnych zależy bezpośrednio od wielkości ciśnienia, a także od ilości wody przepływającej przez wszystkie turbiny elektrowni wodnej. Współczynnik efektywności (COP) elektrowni wodnych jest znacznie wyższy niż elektrowni cieplnych i wynosi około 85%.

Ze względu na charakter wznoszonych obiektów elektrownie wodne dzielą się na:

Strona zaporowa – w nich ciśnienie wytwarza zapora. Takie konstrukcje budowane są na rzekach nizinnych o niskim ciśnieniu. Wynika to z faktu, że w celu uzyskania wysokiego ciśnienia konieczne jest utworzenie zbiorników zalewających duże obszary;

Pochodna - tutaj powstaje znaczne ciśnienie ze względu na kanały derywacyjne (obejściowe). Elektrownie wodne tego typu budowane są na rzekach górskich, ze względu na duże skarpy, które przy stosunkowo niskim przepływie wody wytwarzają wymagane ciśnienie;

Duże elektrownie wodne nie działają w oderwaniu od innych elektrowni. Najczęściej wykorzystuje się pracę elektrowni wodnych równolegle z elektrowniami cieplnymi, tworząc w ten sposób optymalny reżim zużycia paliwa z elektrowni cieplnych i energii wodnej z elektrowni wodnych. Proces ten przebiega następująco: zimą, gdy poziom wody w rzekach spada i w związku z tym elektrownie wodne nie mogą pracować na pełnych obrotach, wówczas część obciążenia elektrowni wodnej przejmują elektrownie cieplne, a w latem, gdy podnosi się poziom wody w rzekach, elektrownie wodne zaczynają pracować na pełnych obrotach, a elektrociepłownia zmniejsza produkcję energii elektrycznej, zmniejszając tym samym zużycie paliw kopalnych. Oszczędza to pieniądze na paliwie stałym, co zmniejsza koszty energii elektrycznej.

Elektrownie wodne mają szereg zalet w porównaniu z elektrowniami cieplnymi, a mianowicie:

Proces wytwarzania energii elektrycznej w elektrowni wodnej jest znacznie prostszy niż w elektrowni cieplnej;
Sprawność elektrowni wodnej jest znacznie wyższa niż elektrowni cieplnych;
Koszt wytworzenia energii elektrycznej w dużych elektrowniach wodnych jest około 5 razy niższy niż w elektrowniach cieplnych o porównywalnej mocy. Można to wytłumaczyć bardzo prosto - nie ma potrzeby dostarczania paliwa organicznego do elektrowni wodnych, a to minus cena samego paliwa i jego transportu. Elektrownia wodna nie posiada urządzeń paliwowych i usług niezbędnych do jej utrzymania, co zmniejsza liczbę personelu obsługującego oraz koszty części zamiennych i konserwacji.

Główną wadą elektrowni wodnych jest długi czas budowy i bardzo wysoki koszt.