水力発電を理解する

他の発電方法と同様に、水力発電もタービンで駆動される発電機から電気を生成します。これらのタービンは、水力エネルギーである落下または急速に流れる水の位置エネルギーを使用し、それを機械エネルギーに変換します。 21 世紀初頭に広く使用されている再生可能エネルギーの一種です ^st 。 世紀。 2019 年、水力発電は世界の総発電容量の 18% 以上を占めました。

今日は、水力発電の定義、用途、図、種類、働き、長所と短所を知ることができます。また、水力発電のしくみも理解できます。

水力発電とは

水力発電は水力発電とも呼ばれ、流れている水から集められたエネルギーが電気に変換されるか、機械の動力に使用されます。生成された電気は、タービンによって駆動される発電機から得られます。システムの動作では、落下または高速で流れる水の位置エネルギーが機械エネルギーに変換されます。

21 ^st の初めに 水力発電は、水を加熱する太陽エネルギーを含む 3 つのステップで発生する水循環に依存しています。川、湖、海の表面に。これにより、水が蒸発します。第二に、水蒸気が凝縮して雲になり、降水、雨、雪または露として落下します。最後に、小川や川で集められた降水は、海や湖に流れ込み、そこで蒸発して再び循環を開始します。

水力発電の応用

今日の水力発電の用途は非常に広く、電気は今日の私たちの基本的なニーズの 1 つです。水力発電は何世紀にもわたって存在し、水車に動力を供給し、初期の産業機械を駆動するために使用されてきました。また、何千年も前に、川で外輪を回したり、穀物を粉砕したりするためにも使用されました。現在、発電には水力発電が使われています。実際、米国は水力発電を使用して、他のどの再生可能エネルギーよりも多くの電力を生成しました。以下は、ほとんどの先進国における水力発電の一般的な用途です:

• 主な用途であるクリーンな電力の生成
• 水力発電所は安価で過剰なエネルギーを生成するため、主要な生産施設を配置するのに適した場所になるなど、ビジネス上の利益のために。
• 水力発電のもう 1 つの有効な用途は、水泳、釣り、ボート遊びなどのレクリエーション施設を一般に提供することです。
• 洪水リスク管理に使用される水力発電
• このシステムは、農業用の灌漑を可能にするために使用されます。

水力エネルギーの図:

水力発電の種類

水力発電には、設計の異なる 3 つのタイプがあります。水力発電所には、ダムを使用するものと使用しないものがあります。以下は、さまざまなタイプの水力発電所です:

差し押さえ:

これらのタイプの水力発電所は一般的であり、通常は大規模な水力発電システムを備えた貯水施設です。ダムを利用して川の水を貯水池に貯め、水車を回転させるだけです。タービンシャフトが発電機を回転させて発電します。電力需要を満たすため、または一定の貯水池レベルを維持するために、水が放出されることがあります。

転換:

水力発電所の分流は、ラン・オブ・リバーと呼ばれることがあります。その施設は、運河または水圧管を介して川の一部を流します。ダムを使用する場合と使用しない場合があります。最後に、

揚水貯留:

これらのタイプの水力発電所はバッテリーのように機能し、風力や太陽光などの他の再生可能エネルギー源と同様に、生成された電気を蓄えます。エネルギーは、水が 2 番目の貯水池からより低い高さにある高地の貯水池まで上り坂で汲み上げられるときに蓄えられます。電力需要が少ないときは、下の貯水池から上の貯水池に水が汲み上げられ、エネルギーが蓄えられます。電力需要が高い場合、水は下部貯水池に放出され、タービンを回して電力を生成します。

水力発電所は、次のようなさまざまなサイズで利用できます:

大規模な水力発電 – 容量が 30 メガワット (MW) を超える施設。

小水力発電 – 発電量が 10 MW 以下のプロジェクト。最後に、

マイクロ水力 – 最大 100 キロワットの容量。小規模またはマイクロ水力発電システムは、家庭、農場、牧場、または村に十分な電力を生成できます。

水力発電の働き

水力発電の作業では、水はより高い位置で受け取られ、または貯留され、大きなパイプまたはトンネル (ペンストック) を通って低い位置まで下方に放出されます。この 2 つの高さの差をヘッドと呼びます。タービンはダウンパイプの末端通路にあり、落下する水がそれに触れると回転します。タービンは、タービンの機械エネルギーを電気に変換する発電機を駆動します。次に変圧器を使用して、発電機に適した交流電圧を長距離伝送に適したより高い電圧に変換します。

水力発電の仕組みについて詳しくは、以下のビデオをご覧ください:

水力発電のメリットとデメリット

利点:

以下は、さまざまな用途における水力発電の利点です。

• エネルギー源はクリーンです。
• 環境にやさしい
• 燃料で動作します。
• 水力発電は国内のエネルギー源です。
• エネルギーは水循環に依存しています。
• 再生可能です。
• ほとんどの水力発電施設は、ゼロから最大出力まですばやく移行できます。
• 水力発電は、大規模な停電時に不可欠なバックアップ電力を提供します。
• 水力発電は、洪水、灌漑、給水を制御します。

短所:

水力発電の優れた利点にもかかわらず、いくつかの制限が依然として存在します。以下は、水力発電の欠点です。

• 魚が貯水ダムを越えて産卵場まで上流に移動できない場合、または下流の海に移動できない場合、魚の個体数に影響が及ぶ可能性があります。
• 水力発電所の維持は面倒です。
• 水質と流れが影響を受ける可能性があります。
• 水力発電所は水中の溶存酸素レベルを低下させる可能性があります。
• 水力発電所は干ばつの影響を受ける可能性があります。
• 水がなければ、水力発電所は電気を生み出すことができません。
• 新しい水力発電施設が地域の環境に影響を与える

結論

水力発電は、流れる水から集められたエネルギーで、電気に変換されるか、機械の動力に使用されます。生成された電気は、タービンによって駆動される発電機から得られます。水力発電は何世紀にもわたって存在し、水車に動力を供給し、初期の産業機械を駆動するために使用されてきました。米国は水力発電を使用して、他のどの再生可能エネルギーよりも多くの電力を生成しました。水力発電の定義、用途、図、種類、働き、長所と短所についてのこの記事は以上です。

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