دسته‌بندی‌ها

  • منتشر شده در یکشنبه ۱۳۹۹/۱۰/۲۱
با بستن سد بر روی رود های پرآب چه نوع برقی تولید می شود

با بستن سد بر روی رود های پرآب چه نوع برقی تولید می شود

برق آبی

با بستن سد بر روی رود های پرآب چه نوع برقی تولید می شود

برقِ آبی (به انگلیسی: hydroelectricity) یا هیدروالکتریسیته اصطلاحی است که به انرژی الکتریکی تولیدی از نیروی آب اطلاق می‌شود. در سال ۲۰۰۳ هیدروالکتریسیته نزدیک به ۷۱۵٬۰۰۰ مگاوات یا ۱۹٪ از کل انرژی الکتریکی تولیدی جهان را پوشش می‌داده که این نسبت به سرعت در حال گسترش است. نیروی برق‌آبی همچنین ۶۳٪ از انرژی الکتریکی تولیدی از منابع تجدیدپذیر را شامل می‌شود. در سال میلادی ۲۰۱۰ کل انرژی الکتریکی از منابع تجدیدپذیر ۳٬۴۲۷٬۰۰۰ مگاوات بوده‌است. پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۲۵ سالیانه به‌طور متوسط ۳٫۱ درصد به تولید انرژی الکتریکی از منابع تجدیدپذیر افزوده شود.

تولید انرژی الکتریکی[ویرایش]

بیشتر نیروگاه‌های برق-آبی انرژی مورد نیاز خود را از انرژی پتانسیل آب پشت یک سد تأمین می‌کنند. در این حالت مقدار انرژی تولیدی از آب به حجم آب پشت سد و اختلاف ارتفاع بین منبع و محل خروج آب سد وابسته‌است. به این اختلاف ارتفاع، ارتفاع فشاری می‌گویند و آن را با H (مخفف Head) نمایش می‌دهند. در واقع میزان انرژی پتانسیل آب با ارتفاع فشاری آن متناسب است. برای افزایش فاصله یا ارتفاع فشاری، آب معمولاً برای رسیدن به توربین آبی فاصله زیادی را در یک لوله بزرگ (penstock) طی می‌کند.

نیروگاه آب تلمبه‌ای، نوعی دیگر از نیروگاه آبی است. وظیفهٔ یک نیروگاه آب تلمبه‌ای پشتیبانی شبکه الکتریکی در ساعات اوج مصرف (ساعات پیک) است. این نیروگاه تنها آب را در ساعات مختلف بین دو سطح جابجا می‌کند. در ساعاتی که تقاضا برای انرژی الکتریکی پایین است با پمپ کردن آب به یک منبع مرتفع انرژی الکتریکی را به انرژی پتانسیل گرانشی تبدیل می‌کند. در زمان اوج مصرف، آب دوباره از مخزن به سمت پایین جاری می‌شود و با چرخاندن توربین آبی موجب تولید برق و رفع نیاز شبکه می‌شود. این نیروگاه‌ها با ایجاد تعادل در ساعات مختلف موجب بهبود ضریب بار شبکه و کاهش هزینه‌های تولید انرژی الکتریکی می‌شوند.

از دیگر انواع نیروگاه‌های آبی می‌توان به نیروگاه‌های جزر و مدی اشاره کرد. همان‌طور، که از نام این نیروگاه‌های مشخص است این نیروگاه‌ها نیروی مورد نیاز خود را از اختلاف ارتفاع آب در بین شبانه روز تأمین می‌کنند. منابع در این دسته از نیروگاه‌ها نسبت به بقیه کاملاً قابل پیش‌بینی هستند. این نیروگاه‌ها همچنین می‌توانند در مواقع اوج مصرف به عنوان پشتیبان شبکه عمل کنند.

برخی نیروگاه‌های آبی که تعداد آن‌ها زیاد هم نیست از انرژی جنبشی آب جاری استفاده می‌کنند. در این دسته از نیروگاه‌ها نیازی به احداث سد نیست توربین این نیروگاه‌ها شبیه یک چرخ آبی عمل می‌کند. این نوع استفاده از انرژی شاخه نسبتاً جدیدی از علم جنبش مایعات است.

سد[ویرایش]

سد دیواری محکم از سنگ و سیمان یا ساروج است که به منظور مهار کردن آب در عرض دره یا میان دو کوه ایجاد می‌شود. برعکس خاکریزها که برای جلوگیری از ورود آب رودخانه یا دریا به مناطق اطراف ساخته می‌شوند در سدها هدف از مهار کردن آب استفاده از آن است.

سدها از نظر مشخصه‌های مختلف طبقه‌بندی می‌شوند این مشخصه‌ها معمولاً شامل:

طبقه‌بندی هیدروتوربین‌ها (توربین‌های مختص نیروگاه آبی)[ویرایش]

ضربه‌ای[ویرایش]

شکل فوران مانند، فشار، تمام انرژی را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کند. فوران از رشته فرورفتگی‌های پروانه توربین به کار برده شده در پیرامون چرخ وارد می‌شوند. علت تأثیر، گردانه توربین آبی است که چرخانده می‌شود.

واکنشی[ویرایش]

بر اساس بازگشت واکنش کار می‌کند. آب در فشار بالا و حجم پائین به توربین وارد شده، قسمتی از چنین فشار انرژی به انرژی جنبشی تبدیل و سپس آب به گردانه توربین آبی وارد و انرژی فشار متعاقباً به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. آب جریان یافته در میان گردانهٔ توربین، یک واکنش را بر روی پره گردانه به وجود آورده و گردانه را می‌چرخاند.

امروزه، مقدار واحدهای آبی تولید شده بیش از 250MW است که با افزایش این مقدار برخی نقص‌ها مانند موارد زیر ظاهر می‌شوند.

کاهش گرما افزایش‌یافته و ظرفیت سرمای بیشتری باید تأمین شود.

ارتعاشات به‌طور مشابه افزایش‌یافته و ساختارهای ایمنی باید خیلی نیرومندتر شوند.

تحمل رانش باید مخصوصاً برای وظایف سنگین طراحی شده باشد و باید راندمان بالای سرد شدن فراهم شود.

ماشین‌ها برای خروجی مشابه، کوچک‌تر شده‌اند، گنجایش ذخیره انرژی کمتری موجود است که جوابگوی نوسانات بار است.[۱]

تجهیزات مکانیکی نیروگاه آبی[ویرایش]

به دلیل اینکه نیروگاه آبی با آب به‌صورت مستقیم در تماس می‌باشد به همین دلیل از تجهیزات مکانیکی بسیاری جهت کنترل نیروی آب جاری استفاده می‌کند که عبارت‌اند از:

محفظه حلزونی[ویرایش]

حلزونی محفظه‌ای (به انگلیسی: Spiral Case) است اطراف توربین که از ورق فولادی جوش داده شده ساخته می‌شود. محفظه حلزونی به رینگ ثابت جوش داده می‌شود.

هد کاور (درپوش توربین)[ویرایش]

هد کاور (به انگلیسی: Head Cover) یک قطعه فلزی است که اجزایی مثل پره‌های تنظیم‌کننده، یاتاقان هادی، اتصالات سروموتور و بعضی از لوله‌ها و تجهیزات به آن متصل شده‌اند. آب‌های ناشی از نشتی، توسط سیستم تخلیه که شامل یک پمپ و یک انژکتور است تخلیه می‌شوند.

پره‌های تنظیم‌کننده (پره‌های هادی)[ویرایش]

از این پره‌ها، برای کنترل دبی آب توربین استفاده می‌شود. جنس آنها از فولاد زنگ‌نزن است.

مکانیسم عمل‌کننده[ویرایش]

مکانیسم عمل‌کننده (به انگلیسی: Operating Mechanism) یک حلقه فولادی است که در بالای هد کاور قرار دارد و به دو سروموتور و پره‌های تنظیم‌کننده متصل شده‌است. حرکت سروموتورها از طریق این مکانیسم به پره‌های تنظیم‌کننده منتقل می‌شود.

پوشش محفظه توربین[ویرایش]

محفظه بتونی توربین مجهز به یک‌لایه پوششی پولادی است که برای استحکام اتصال آن، از مهار فولادی در بتون استفاده شده‌است. رینگ ثابت جزئی از توربین است که نیروی توربین و ژنراتور را به پایه بتونی منتقل می‌کند و از ورق جوش‌کاری شده ساخته می‌شود که شامل رینگ‌های بالا و پائین است که بین آنها پره‌های ثابت قرار دارند. این پره‌ها جهت هدایت آب به داخل رانر از طریق پره‌های تنظیم‌کننده مورداستفاده قرار می‌گیرند.

گاورنر[ویرایش]

گاورنر یک سیستم کنترلی فیدبک است که برای کنترل دور توربین و در نتیجه تثبیت فرکانس قدرت ژنراتور به کار می‌رود.[۱]

مزایا[ویرایش]

ملاحظات اقتصادی[ویرایش]

بیشترین مزیت استفاده از نیروگاه‌ها آبی عدم نیاز به استفاده از سوخت‌ها و در نتیجه حذف هزینه‌های مربوط به تأمین سوخت است. در واقع هزینه انرژی الکتریکی تولیدی در یک نیروگاه آبی تقریباً از تغییرات قیمت سوخت‌های فسیلی نظیر نفت، گاز طبیعی و زغال‌سنگ مصون است. همچنین عمر متوسط نیروگاه‌های آبی در مقایسه با نیروگاه‌های گرمایی بیشتر است، به‌طوری‌که عمر برخی از نیروگاه‌های آبی که هم‌اکنون در حال استفاده هستند به ۵۰ تا ۱۰۰ سال پیش بازمی‌گردد. هزینه کار این نیروگاه‌ها در حالی که به صورت خودکار کار کنند کم است و بجز در موارد اضطراری به پرسنل زیادی در نیروگاه نیاز نخواهد بود.

در موقعیت‌هایی که استفاده از سد چندین هدف را پوشش می‌دهد، ساخت یک نیروگاه آبی هزینه نسبتاً کمی را به هزینه‌های ساخت سد اضافه می‌کند. ایجاد یک نیروگاه هم‌چنین می‌تواند هزینه‌های مربوط به ساخت سد را جبران کند. برای مثال درآمد ناشی از فروش انرژی الکتریکی در سد «Three Gorges» که بزرگ‌ترین سد جهان است با فروش انرژی الکتریکی تولیدی در سد در طول ۵ تا ۷ سال جبران شده‌است.

انتشار گازهای گلخانه‌ای[ویرایش]

در صورتی که سوختی در نیروگاه سوخته نشود، دی‌اکسید کربن (که یک گاز گلخانه‌ای است) نیز در نیروگاه تولید نخواهد شد. البته در مراحل احداث نیروگاه مقدار ناچیزی گاز دی‌اکسید کربن تولید می‌شود که در مقابل میزان دی‌اکسید البته در این نیروگاه‌ها بر اثر اجتماع آب پشت سد گازهایی متصاعد می‌شود که در پایین به آن‌ها اشاره شده‌است.

فعالیت‌های وابسته[ویرایش]

آب ذخیره شده در پشت یک سد در واقع می‌تواند بخشی از امکانات مربوط به ورزش‌های آبی باشد و به این ترتیب می‌تواند به جاذبه‌ای برای گردشگران تبدیل شود. در برخی از کشورها از این آب برای پرورش موجودات آبزی مانند ماهی‌ها استفاده می‌شود به این ترتیب که در برخی سدها محیط‌های خاصی برای پرورش موجودات آبزی اختصاص یافته که همیشه از نظر داشتن آب پشتیبانی می‌شوند.

معایب[ویرایش]

آسیب به محیط زیست[ویرایش]

پروژه‌های احداث سد معمولاً با تغییرات زیادی در اکوسیستم منطقه احداث سد همراه هستند. برای مثال تحقیقات نشان می‌دهد که سدهای ساخته شده در کرانه‌های اقیانوس اطلس و اقیانوس آرام در آمریکای شمالی از میزان ماهی‌های قزل‌آلای رودخانه‌ها به شدت کاسته‌است و این به دلیل جلوگیری سد از رسیدن ماهی‌ها به بالای رودخانه برای تخم‌گذاری است و این درحالی است که برای عبور این ماهی‌ها به بالای رودخانه محل‌های خاصی در سد در نظرگرفته شده‌است. همچنین ماهی‌های کوچک در طول مهاجرت از رودخانه به دریا در بین توربین‌ها آسیب می‌بینند که برای رفع این عیب نیز در قسمتی از سال ماهی‌ها را با قایق‌های کوچک به پایین رودخانه می‌برند. با تمام فعالیت‌هایی که برای ایجاد محیط مناسب برای ماهی‌ها انجام می‌شود بازهم با ساخت سد از میزان ماهی‌ها کاسته می‌شود. در کشورهایی مانند ایالات متحده بستن مسیر مهاجرت ماهی‌ها و دیگر موجودات آبزی به وسیله سد ممنوع است و حتماً باید برای عبور آن‌ها تمهیداتی اندیشیده شود. به این ترتیب در برخی موارد سدها می‌توانند واقعاً برای ماهی‌ها آسیب‌رسان باشند که نمونه‌ای از آن‌ها سد مارموت (Marmot Dam) در ایالات متحده‌است که عملیات حذف آن در ۲۰ اکتبر ۲۰۰۷ به پایان رسید. پس از تخریب این سد رودخانه برای اولین بار پس از۱۰۰ سال جریان آزاد خود را آغاز کرد. عملیات حذف این سد بزرگ‌ترین عملیات حذف سد در ایالات متحده بود.

ایجاد سدها معمولاً باعث به وجود آمدن تغییراتی در قسمت‌های پایینی رودخانه می‌شوند. آب خروجی از توربین‌ها معمولاً حامل مقدار کمتری از رسوبات است و این خود باعث پاک شدن بستر رودخانه و از بین رفتن حاشیه‌های رودخانه می‌شود. به دلیل اینکه توربین‌ها معمولاً به نوبت کار می‌کنند نوساناتی در جریان آب خروجی ایجاد می‌شود که شدت فرسایش بستر رودخانه را افزایش می‌دهد. همچنین ظرفیت اکسیژن حل شده در آب به دلیل کار توربین‌ها کاهش می‌یابد چراکه آب خروجی توربین‌ها معمولاً گرم‌تر از آب ورودی آنهاست که این خود می‌تواند جان برخی گونه‌های حساس را به خطر بیندازد. برخی دیگر از سدها برای افزایش ارتفاع فشار مسیر رودخانه را منحرف کرده و باعث عبور آب از مناطق پر شیب‌تر می‌شوند و به این ترتیب مسیر قبلی رودخانه را خشک می‌کنند. برای مثال در رودخانه‌های تکاپو (Tekapo) و پوکاکی (Pukaki) از این روش استفاده شده که نه تنها موجب به خطر افتادن برخی گونه‌های موجودات آبزی شده بلکه پرندگان مهاجر منطقه را نیز به شدت در خطر قرار داده‌است.

سدهای بسیار بسیار بزرگ مانند سد اسوان (در مصر) و سد سه‌دره (در چین) تغییرات زیادی را در بالا و پایین رودخانه به وجود می‌آورند.

انتشار گازهای گلخانه‌ای[ویرایش]

آب جمع شده در پشت سد در مناطق گرمسیری می‌تواند مقدار قابل توجهی از گاز متان و گاز کربنیک را تولید کند. این گازها در اثر پوسیدگی قسمت‌های مختلف گیاهان و زباله‌هایی به وجود می‌آیند که از بالای رودخانه آمده‌اند و به وسیله باکتری‌های ناهوازی تجزیه می‌شوند. بیشتر گاز تولیدی در اثر پوسیدگی را گاز متان تشکیل می‌دهد که از نظر آثار گلخانه‌ای از دی‌اکسید کربن خطرناک‌تر است. براساس گزارش کمیسیون جهانی سدها، در سدهایی که منبع آن‌ها نسبت به برق تولیدی آن‌ها کوچک است (کمتر از ۱۰۰ وات به ازای هر مترمربع از آب) و درخت‌های اطراف مسیر رودخانه پاکسازی نشده‌اند، میزان گاز گلخانه‌ای تولیدی از یک نیروگاه گرمایی با سوخت نفت بیشتر است.

جابجایی جمعیت[ویرایش]

از دیگر معایب ساخت سدها، جابجایی جمعیت ساکن در مناطق زیر آب رفته توسط آب پشت سد است. این مناطق ممکن است شامل مناطقی باشد که از نظر فرهنگی یا اعتقادی دارای ارزش بالایی هستند و بدین ترتیب دلبستگی زیادی بین مردم ساکن با منطقه و آن منطقه خاص وجود دارد و به این ترتیب با بالا آمدن آب این مکان‌های تاریخی یا فرهنگی از بین خواهند رفت. از جمله سدهایی که در مراحل ساخت با این قبیل مشکلات روبه‌رو شدند می‌توان به سد سه‌دره یا سد کلاید اشاره کرد.

شکست سد[ویرایش]

شکسته شدن سدها گرچه به ندرت اتفاق می‌افتد اما خطری جدی و خطرناک است. برای نمونه می‌توان به شکسته شدن سد بانکیاو (Banqiao) در جنوب چین اشاره کرد که موجب کشته شدن ۱۷۱۰۰۰ تن و بی‌خانمان شدن حدود نیم میلیون نفر شد. همچنین سدها می‌توانند هدف خوبی برای دشمن در طول جنگ یا اقدامات خرابکارانه تروریست‌ها باشند. سدهای کوچک در این حملات کمتر آسیب‌رسان هستند.

انتخاب محلی نامناسب برای احداث سد می‌تواند به فاجعه منجر شود، برای مثال می‌توان به سد واجنت (Vajont) در ایتالیا اشاره کرد که در سال ۱۹۶۳ موجب مرگ حدوداً ۲۰۰۰ نفر شد.

مقایسه‌ای با دیگر روش‌های تولید انرژی الکتریکی[ویرایش]

نیروی برق‌آبی با ایجاد انرژی الکتریکی بدون سوزاندن سوخت‌ها از ایجاد آلوده‌کننده‌های متصاعد شده از سوختن سوخت‌های فسیلی مانند دی‌اکسید گوگرد، اسید نیتریک، منواکسید کربن، گرد غبار و سرب (موجود در زغال‌سنگ) جلوگیری می‌کند. همچنین هیدروالکتریسیته با از بین بردن ضرورت استفاده از سوخت‌هایی مانند زغال‌سنگ به‌طور غیرمستقیم خطرات ناشی از استخراج زغال‌سنگ را کاهش می‌دهد.

در مقایسه با نیروگاه هسته‌ای این نیروگاه‌ها زباله هسته‌ای تولید نمی‌کنند. همچنین خطرات مربوط به تماس با اورانیوم در معادن یا نشت مواد هسته‌ای را نیز ندارند و برعکس اورانیوم در این دسته از نیروگاه‌ها از انرژی‌های تجدیدپذیری استفاده می‌شود.

در مقایسه با مولدهای بادی، منابع انرژی در نیروگاه‌های آبی خیلی قابل پیش‌بینی‌تر هستند. همچنین این نیروگاه‌ها می‌توانند ضریب بار شبکه را بهبود دهند و در زمان نیاز شروع به تولید انرژی الکتریکی کرده و به این ترتیب موجب تعدیل شبکه در طول ساعات پیک شوند.

برعکس نیروگاه‌های گرمایی در نیروگاه‌های آبی زمان زیادی صرف مطالعات مربوط به سد می‌شود. معمولاً برای انجام دقیق محاسبات، داده‌های حدود ۵۰ سال از رفتارهای رودخانه برای انتخاب بهترین مکان احداث سد و روش ساخت آن لازم است. برعکس نیروگاه‌هایی که از سوخت‌ها برای تأمین انرژی استفاده می‌کنند، مکان‌های مناسب برای احداث نیروگاه‌های آبی محدود هستند. همچنین بیشتر نیروگاه‌های آبی از مراکز تجمع جمعیت دور هستند و باید برای انتقال آن‌ها نیز هزینه‌ای صرف کرد. از دیگر ضعف‌های این نیروگاه وابستگی شدید به میزان آب ورودی است و از آنجایی که میزان آب پشت سد به بارش‌ها وابسته‌است و در صورتی‌که که میزان بارش برف و باران کاهش یابد میزان تولید انرژی الکتریکی نیز کاهش می‌یابد.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

fa.wikipedia.org

fa.wikipedia.org .

انرژی آبی

با بستن سد بر روی رود های پرآب چه نوع برقی تولید می شود

انرژی آبی (به انگلیسی: Hydropower) یا انرژی هیدرولیک یک قدرت است که انرژی یا نیرویی است که از حرکت آبی بدست می‌آید که ممکن است برای اهداف مفید مهار شود. انرژی آب مانند انرژی خورشید از منابع طبیعی انرژی می‌باشد این انرژی به دلیل حرکت و سرعت آن می‌باشد که با ایجاد سد در مقابل رودخانه‌ها می‌توان انرژی جنبشی را به انرژی پتانسیل ذخیره کرد حتی آبشارها نیز به خاطر ارتفاع زیادی که از سطح زمین دارند و به خاطر وزش باد دارای منبع عظیمی از انرژی آب می‌باشند.

مقدمه[ویرایش]

نیروهای گرانشی مابین ماه و خورشید و زمین سبب بالا و پایین رفتن منظم آب اقیانوس‌ها در سراسر جهان گردیده که نتیجه آن امواج جزر و مدی می‌باشد. ماه نیرویی بیش از دو برابر نیرویی که خورشید بر امواج جزر و مد وارد می‌نماید اعمال می‌کند در نتیجه جزر و مد به وضوح تابعی است از گردش ماه به دور زمین ایجاد موج در روز و سیکل جزر در سطح هر جزئی از اقیانوس وجود دارد با وجود کم بودن دامنه ارتفاع موج جزر و مد در اقیانوس‌های آزاد به علت آشفتگی بالا دارای جابه جایی نسبتاً قابل توجهی می‌باشند.[۱]

پیش از در دسترس بودن توان الکتریکی تجاری انرژی آبی بیشتر برای آبیاری و بکار انداختن دستگاه‌های مختلف مانند آسیاب‌ها دستگاه‌های پارچه دستگاه‌های اره‌کشی گنتری کرین‌های اسکله و آسانسورهای خانگی مورد استفاده قرار می‌گرفت. دیگر کاربری این انرژی در دستگاه ترومپ برای فشرده کردن هوا با استفاده از ریختن آب است، که با این کار می‌شود انرژی آب را به مسافت‌های دورتر برای استفاده در دستگاه‌های دیگر انتقال داد.

در گذشته برای خرد کردن گندم و ذرت در آسیاب‌ها از آب جاری برای چرخاندن چرخهای چوبی آسیاب استفاده می‌کردند این نوع آسیاب را آسیاب آبی یا آسیاب غلات می‌گفتند. در سال ۱۰۸۶ کتاب چند جلدی Domesday نوشته شد در این کتاب فهرست کلیه املاک خانه‌ها فروشگاه‌ها و سایر موارد در انگلستان ارائه شده‌است. در این کتاب فهرست ۵۶۲۴ آسیاب آبی واقع در جنوب رودخانه ترنت (Trent) در انگلستان درج شده‌است. به عبارت دیگر به ازای هر ۴۰۰ نفر یک آسیاب وجود داشت.

گردش چرخ‌های آسیاب آبی یا از طریق آب‌های ریزشی (ریزش آب از بالا بر روی چرخ) یا آب‌های جاری (رودخانه) صورت می‌گیرد. امروزه از آب جاری نیز می‌توان برای تولید برق استفاده نمود. هیدرو به معنی آب است. بدین ترتیب هیدروالکتریک یعنی تولید برق از طریق انرژی آب [۲]

استفاده از انرژی جنبشی آب جاری جهت تولید برق را نیروی هیدروالکتریک گویند. با ایجاد سد می‌توان جریان رودخانه را متوقف نمود. با ایجاد سد مخزنی از آب تشکیل می‌شود. اما سدهای احداثی بر روی رودخانه‌های بزرگتر باعث تشکیل مخزن نمی‌شود. جهت تولید برق در یک نیروگاه هیدروالکتریکی آب رودخانه به داخل آن هدایت می‌شود.

نیروگاه‌های آبی بزرگترین تولیدکنندگان برقنیروگاه برق‌آبی میکرو در ایالات متحده هستند این نیروگاه‌ها ۱۰ درصد از کل برق مصرفی این کشور را تأمین می‌کنند. ساخت نیروگاه‌های از این نوع در ایالت‌های که دارای کوهستان‌های مرتفع و رودخانه‌های زیادی هستند می‌تواند منجر به افزایش تولید برق شود. به عنوان مثال در حدود ۱۵ درصد از کل برق تولیدی ایالت کالیفرنیا از نیروگاه‌های هیدروالکتریک تأمین می‌شود. اما بیشترین تولید برق آبی مربوط به ایالت واشینگتن است. ۳ سد از ۶ سد اصلی که بر روی رودخانه کلمبیا احداث شده‌اند عبارتند از گراند کولی (Grand coulee) چیف جوزف (Chief joseph) و جان دی (John Day) حدود ۸۷ درصد از کل برق تولیدی ایالت واشینگتن از نیروگاه‌های هیدروالکتریک تأمین می‌شود. مقداری از برق تولیدی این نیروگاه‌ها به ایالت‌های دیگر نیز ارسال می‌شود.[۳] mr.nb?

تاریخچه[ویرایش]

انسان‌ها سال‌ها پیش از میلاد مسیح نیز از جزر و مد و جریانات موج آب بهره می‌گرفتند. برای مثال از نوسانات دوره‌ای موج به خوبی آگاه بودند و می‌دانستند چه زمانی و کجا با جریانات آبی قوی مواجه خواهند شد. تأسیسات و بناهای کوچک هیدرودینامیکی متعددی نظیر سیستم‌های پمپاژ آب و آسیاب‌های بادی از قرون وسطی در سرتاسر جهان به جا مانده‌است. برخی از این ابزار و وسایل هنوز و در دوران اخیر نیز استفاده می‌شدند. برای مثال چرخ آبی بزرگ برای پمپاژ آب در هامبورگ آلمان تا قرن نوزدهم همچنان مورد استفاده بود.

شهر لندن از چرخ آبی بزرگی استفاده می‌کرد که در سال ۱۵۸۰ میلادی بر روی پل لندن تعبیه شده بود و بمدت ۲۵۰ سال آب سالم برای شهر فراهم می‌نمود. لیکن با پیشرفت صنعتی بشر و جامعه، برق‌رسانی و الکتریکی کردن تمام جنبه‌های تمدن مدرن به توسعه مبدل‌های گوناگون جهت انتقال منابع انرژی پتانسیل به انرژی الکتریکی منجر شد. در این راستا مطالعات جدی به منظور طراحی نیروگاه‌های موجی در مقیاس صنعتی برای استفاده و بهره‌گیری از انرژی موج در قرن بیستم با رشد سریع دانش الکتریک در صنعت آغاز گردید.

مکانیزم[ویرایش]

این نیروگاه‌ها از انرژی نهفته شده در جزر و مد استفاده می‌کنند این انرژی عبارت است از]] انرژی پتانسیل (انرژی نهان یا ساکن) حاصل از جابجایی عمودی توده آب ساکن یا انرژی جنبشی وابسته به شدت جریان (انرژی جریان جزر و مدی) که به هر دلیل پدیده جزر و مد که خود ناشی از نیروهای گرانشی (جاذبه) ماه و خورشید می‌باشند، به وجود می‌آید. در بعضی از انواع این نیروگاه‌ها از جریان آب هم در جزر و هم در مد استفاده می‌نمایند.

در این نیرگاه‌ها، آب از بالا وارد شده و باعث جدایی دو صفحه گشته و نیروی حاصل از آن فنر پیچشی را تحت فشار قرار می‌دهد و با فروکش کردن آب و خالی شدن محفظه و برگشتن فنر به حالت اولیه باعث چرخش توربین می‌شود. نیروگاه‌های موجی می‌توانند در دو حالت تک منظوره و دو منظوره طراحی و ساخته شوند. دو منظوره بدان معناست که توربین در هر دو حالتی که آب جریان دارد کار کند. زمانی که آب بالا می‌آید و همچنین طی زمانی که آب فروکش کرده و به اقیانوس بازمی‌گردد؛ ولی در سیستم تک منظوره توربین فقط در زمان سیکل فروکش کار می‌کند.

این نوع دریچه‌های آب در زمان موج بازمی‌مانند و اجازه می‌دهند که آب فضای آبگیر را پر نماید. سپس دریچه‌ها بسته می‌شوند. ارتفاع و هد آب افزایش می‌یابد و توربین‌ها روشن می‌شوند و آب در دوره فروکش از آبگیر به درون اقیانوس بازمی‌گردد. مزایای روش توربین دومنظوره این است که به‌طور دقیق مدلی از پدیده طبیعی موج است و کمترین میزان تأثیر در محیط را دارد و از قضا در بعضی از انواع خود بازده بسیار بالایی هم دارد. اما این روش به لوازم پیچیده و توربین‌های دوجهته بازگردنده گران‌قیمت و تجهیزات الکتریکی نیاز دارد.

از سوی دیگر روش تک منظوره بسیار ساده‌تر است و به توربین‌های چندان گران‌قیمتی نیاز ندارد. از جمله جنبه‌های منفی روش تک منظوره می‌توان به زیان بیشتر آن برای محیط اشاره نمود. از آنجایی که ارتفاع هد بیشتری برای آب ایجاد می‌نماید که سبب انباشته شدن رسوبات و ته‌نشینی‌ها در آبگیر می‌شود. سوای این‌ها هر دو روش در عمل به کار گرفته می‌شود. برای مثال نیروگاه‌های موجی لارانس و کیسلایا گوبا از نوع توربین‌های دو منظوره هستند درحالی که نیروگاه موجی آناپولیس از نوع تک منظوره است. یکی از پارامترهای اصولی و مرسوم نیروگاه‌های آبی توان خروجی آن می‌باشد.

مکانیزم تولید برق از امواج دریا انرژی موجی یک انرژی پاک پایان ناپذیر است. این ویژگی‌های برجسته انرژی موجی را در آینده‌ای نزدیک به منبعی مهم و در عین حال جهانی جهت تولید انرژی تبدیل خواهد نمود. برای دستیابی به این هدف صنعت تولید انرژی موجی جزر و مدی باید در جهت بازدهی بالاتر و هزینه‌های کمتر و اجماع جهانی برای گسترش آن گام بردارد. بلندترین امواج در جهان به ندرت بتواند با ارتفاع و هد آب که در نیروگاه‌های رایج بر رودخانه‌ها که بالغ بر ده‌ها و صدها متر می‌شود مقایسه شود. ارتفاع و هد کم نیروگاه‌های موجی مشکلات فنی نسبی را برای طراحان ایجاد می‌نماید. اساسی‌ترین مشکل پیشروی طراحان، کارایی پایین اغلب ژنراتور هیدرولیکی به کار گرفته شده روی سدها با چنین ارتفاع و هد آب کمی می‌باشد و در سوی دیگر ژنراتورهای طراحی شده برای این سیستم بسیار گران و پیچیده هستند.

مسائل اقتصادی می‌توان پیش‌بینی کرد انرژی موجی و جزر و مد برای قرن‌های متمادی از دیدگاه زمانی و دامنه و گستره استفاده از سایر انرژی‌ها پیشی گیرد. هر چند که مشکلات و دشواری‌های عدیده‌ای برای گردآوری ابن منبع انرژی در قیاس با انرژی خورشیدی و انرژی باد که در مناطق وسیعی مرسوم شده‌اند وجود دارد. علاوه بر این تأسیسات مرسوم و رایج نیروگاه‌های ترکیبی موجی که شامل سدهای عظیم در اقیانوس‌های آزاد می‌باشد به دشواری می‌تواند از نظر صرفه اقتصادی با آن دسته از نیروگاه‌های سوخت فسیلی و حرارتی که در حال حاضر مؤلفه‌های اصلی تولید انرژی الکتریکی در جهان هستند و با زغال سنگ و سوخت ارزان در دسترس و فراوان کار می‌کنند رقابت کند.

جستارهای وابسته[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

منابع[ویرایش]

http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hydropower&oldid=384049588. Retrieved ۱۹ شهریور ۱۳۸۹. Check date values in: |بازیابی= (help); Missing or empty |title= (help).mw-parser-output cite.citation{font-style:inherit}.mw-parser-output q{quotes:"\"""\"""'""'"}.mw-parser-output code.cs1-code{color:inherit;background:inherit;border:inherit;padding:inherit}.mw-parser-output .cs1-lock-free a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/65/Lock-green.svg/9px-Lock-green.svg.png")no-repeat;background-position:left .1em center}.mw-parser-output .cs1-lock-limited a,.mw-parser-output .cs1-lock-registration a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d6/Lock-gray-alt-2.svg/9px-Lock-gray-alt-2.svg.png")no-repeat;background-position:left .1em center}.mw-parser-output .cs1-lock-subscription a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/Lock-red-alt-2.svg/9px-Lock-red-alt-2.svg.png")no-repeat;background-position:left .1em center}.mw-parser-output div[dir=ltr] .cs1-lock-free a,.mw-parser-output div[dir=ltr] .cs1-lock-subscription a,.mw-parser-output div[dir=ltr] .cs1-lock-limited a,.mw-parser-output div[dir=ltr] .cs1-lock-registration a{background-position:left .1em center}.mw-parser-output .cs1-subscription,.mw-parser-output .cs1-registration{color:#555}.mw-parser-output .cs1-subscription span,.mw-parser-output .cs1-registration span{border-bottom:1px dotted;cursor:help}.mw-parser-output .cs1-hidden-error{display:none;font-size:100%}.mw-parser-output .cs1-visible-error{font-size:100%}.mw-parser-output .cs1-subscription,.mw-parser-output .cs1-registration,.mw-parser-output .cs1-format{font-size:95%}.mw-parser-output .cs1-kern-left,.mw-parser-output .cs1-kern-wl-left{padding-left:0.2em}.mw-parser-output .cs1-kern-right,.mw-parser-output .cs1-kern-wl-right{padding-right:0.2em}

fa.wikipedia.org

fa.wikipedia.org .

چند درصد برق کشور از آب پشت سدها تولید می‌شود؟

به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین، متغیر بودن تولید انرژی برقابی در سال‌های مختلف به مقدار حجم آب موجود پشت سدها و به‌طور غیرمستقیم به وضعیت بارندگی و خشکسالی کشور باز می‌گردد. درحال حاضر بحران آب در کشور ایران و جنبه‌های مختلف آن بر کسی پوشیده نیست.

وقوع کم‌آبی‌ها و خشکسالی‌ها، افزایش مصارف، از بین رفتن زیست‌بومهای آبی و تبعات زیست‌محیطی، همگی از ابعاد مختلف بحران آب هستند که در دهه‌های قبل کمتر از آنها سخن بمیان می‌آمد.

این مشکلات موجب شده که مقوله سدسازی و سدها در مرکز توجه منتقدان و طرفداران آن قرارگیرد. یکی از موضوعاتی که به صورت مسائل پیرامونی مقوله سدسازی در کشور محل مناقشه موافقان و مخالفان است، مقوله نیروگاه‌های برق‌آبی است.

در نیروگاه‌های برقابی از آب جمع شده در پشت سدها برای تولید برق استفاده می‌شود. آب جمع شده در پشت سدها با برخورد به پره‌های توربین سبب چرخش روتور توربین می‌شود و چرخش روتور توربین نیز سبب چرخش ژنراتور و در نتیجه تولید برق می‌شود. نیروی برقابی یا هیدروالکتریسیته اصطلاحی است که به انرژی الکتریکی تولیدی از نیروی آب اطلاق میشود.

آنگونه که گزارش مرکز پژوهش‌های مجلس نشان می‌دهد برقابی 98,8 درصد از تولید ملی برق تجدیدپذیر و 13,8 درصد از مجموع الکتریسیته تولیدی در ایران را تشکیل می‌دهد. درحالی که هیدروالکتریسیته حدود 19 درصد از کل انرژی الکتریکی تولیدی جهان را پوشش می‌دهد.

با بستن سد بر روی رود های پرآب چه نوع برقی تولید می شود

نیروگاه برقابی کارون 3 با توان تولید برق 2280 مگاوات و تولید انرژی سالانه 4170 گیگاوات ساعت، بزرگترین نیروگاه برقابی کشور است.  درحال حاضر در کل کشور حدود 11,3 گیگاوات ظرفیت تولید انرژی برقابی وجود دارد.  از سال 1387 تا سال 1394 از 5 تا 13,5 گیگاوات ساعت انرژی برقابی در کشور تولید شده است.

ایران با متوسط بارندگی برابر با یک‌سوم متوسط جهانی، جزو کشورهای خشک و نیمه‌خشک جهان است و علاوه‌ بر این امر، شاید مهمترین علت تأسیس سدها در ایران پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارندگی باشد. این امر در درجه اول بدین معناست که باید تمهیدی در جهت ذخیره آب برای زمان مورد نیاز آن  برای کشاورزی و شرب اندیشید و در درجه دوم نیز بدین معناست که انحراف از معیار مکانی بارندگی در کشور قابل توجه است.

با بستن سد بر روی رود های پرآب چه نوع برقی تولید می شود

با توجه به اینکه میزان انرژی برقابی کمتر از 15 درصد از کل انرژی برق کشور را تشکیل می‌دهد، شاید نتوان هدف تأمین انرژی را هدف اصلی مناسبی برای تأسیس یک سد در کشور دانست. این امر در حالی است که ذخیره آب توسط سد در یک کشور کم‌آب و خشک و رهاسازی آن برای تولید برق، علیرغم وفور سوخت‌های فسیلی، چندان صحیح بنظر نمی‌رسد.

39223

www.khabaronline.ir

www.khabaronline.ir .

اندروید

اندروید

 

 

دانلود کنید

نظر خود را بنویسید

آخرین مطالب

مطالب تصادفی