Energia idroelettrica - Introduzione
L'energia idroelettrica (HEP) è una delle principali fonti di energia rinnovabile utilizzata oggi in tutto il mondo per produrre elettricità. Utilizza le leggi fondamentali della fisica. L'acqua che cade ad alta pressione ha un'elevata energia cinetica. In una stazione HEP, l'acqua che cade fa girare le turbine. Attraverso l'induzione magnetica, il generatore converte l'energia meccanica delle turbine in elettricità.
Centrale idroelettrica
È la tecnica che utilizza l'acqua della diga che cade dall'alto per far girare le turbine di un generatore. L'energia meccanica viene convertita in forma elettrica e immessa nella rete nazionale. Il diagramma seguente mostra lo schema di una centrale idroelettrica.
L'ubicazione di una centrale idroelettrica deve essere analizzata da un esperto per determinare la prevalenza effettiva per la massima efficienza. I sistemi idraulici vengono utilizzati anche per utilizzare il concetto su corsi d'acqua più lenti e lenti.
Un vantaggio dell'energia idroelettrica è che l'acqua è disponibile per altri usi dopo la generazione. Un fiume con un flusso d'acqua e una prevalenza elevati è una migliore fonte di energia idroelettrica.
La portata indica la velocità alla quale l'acqua passa al secondo in un punto particolare del fiume. La prevalenza si riferisce alla distanza verticale dalla sommità del pendio alla centrale elettrica.
Viene costruita una diga con un grande dislivello per aumentare l'energia potenziale dell'acqua. La presa è posta nella parte inferiore dove la pressione è massima. L'acqua scorre quindi per gravità attraverso la condotta forzata. A questo livello, l'energia cinetica è sufficiente per far girare le turbine.
Stima della potenza
La potenza in una diga può essere stimata da due fattori: flusso dell'acqua e prevalenza.
Flowindica il volume che passa attraverso una data sezione di un fiume in un dato momento. La portata è data da m 3 / s.
Head è la distanza verticale attraversata dall'acqua.
Teoricamente, la potenza è direttamente proporzionale ai fattori sopra menzionati, vale a dire
P = Q*H*c
Dove,
P - potenza prevista
Q- la portata in m 3 / s
H - Testa in m
c - costante (densità * gravità)
Pertanto, considerando la densità dell'acqua come 1000 gm -3 e la gravità 1,9 -
P = 1000*1.9*Q*H
L'energia è necessaria per far girare le turbine di un generatore per provocare un'induzione elettromagnetica.
Lo stoccaggio con pompaggio è una tecnica utilizzata per riciclare l'acqua dopo che è passata attraverso le turbine. In particolare, lo stoccaggio con pompaggio migliora l'efficienza complessiva della diga.
Una centrale idroelettrica ha tre componenti principali. Sono -
La prima è la diga che crea il battente d'acqua. L'acqua cade ad alta velocità dalla base della diga e fornisce energia cinetica per far girare le turbine.
Il secondo componente è il serbatoio. Il serbatoio dell'acqua è il luogo dietro la diga in cui viene immagazzinata l'acqua. L'acqua nel serbatoio si trova più in alto rispetto al resto della struttura della diga. L'altezza dell'acqua nel serbatoio decide quanta energia potenziale possiede l'acqua. Maggiore è l'altezza dell'acqua, maggiore è la sua energia potenziale.
La terza componente è l'impianto elettrico dove viene prodotta e collegata alla rete elettrica.
Valutazione delle risorse per piccole installazioni
Prima di installare un impianto mini-idro, è importante identificare la risorsa vicina che può essere sfruttata. Un buon flusso con un flusso abbastanza costante (m 3 / s) è una risorsa che vale la pena sfruttare.
Un fiume con un buon flusso può utilizzare la velocità dell'acqua per far girare la ruota idraulica. I pendii di montagna o collina sono i più adatti per la produzione idroelettrica. Come accennato prima, è necessario considerare sia la prevalenza che la portata del fiume per determinare la potenza di uscita approssimativa.
Conoscendo i parametri, la potenza approssimativa è determinata come segue:
Head in feet * flow in gallons per meter / 10 = power in Watts
La testa potrebbe anche avere le unità di pressione per un fiume uniforme.
Metodo tubo flessibile
Questa tecnica viene utilizzata per determinare la prevalenza in un flusso basso per una turbina sommersa.
I requisiti per un metodo con tubo flessibile includono una tubazione flessibile (preferibilmente un cavallo da giardino), un imbuto e un materiale di misurazione. Il flusso dovrebbe essere abbastanza basso da permetterti di guadare (controlla la profondità del fiume prima di iniziare). La procedura per l'installazione di un metodo con tubo flessibile è descritta di seguito.
Innanzitutto, allungare il tubo dal punto in cui il flusso inizia a scendere. Secondo, solleva l'estremità del tubo finché l'acqua non smette di scorrere. Prendi la distanza verticale e ripeti lo stesso per altre sezioni fino a raggiungere il sito preferito. La figura seguente illustra le varie teste in ciascuna sezione.
Determining head
Determinazione del flusso
Il flusso di un flusso normale per un'energia idroelettrica domestica potrebbe essere determinato dai seguenti due metodi:
Float method- in questa tecnica, un galleggiante del peso misurato viene rilasciato in una parte uniforme del flusso e viene registrato il tempo impiegato per coprire la distanza misurata. La distanza in metri è divisa per il tempo impiegato in secondi per ottenere la velocità. Vale la pena notare che il galleggiante non deve toccare il suolo. Nel caso sia troppo pesante da toccare il letto del torrente, si può scegliere un galleggiante più piccolo.
Bucket method- Ciò si ottiene arginando il flusso e deviandolo in un secchio. Viene quindi registrata la velocità necessaria per riempirlo. Questo viene fatto in galloni al secondo. Usa un secchio con una misura standard per essere più preciso.