Hydroelectric power production
A hydroelectric power plant has a quite simple working principle. It uses the force of gravity and the kinetic energy of flowing water, no matter whether it is a small stream or a large river. Of course, the higher the head and the more water flows, the more electricity can be produced. Water flowing downhill pushes against blades in a turbine, causing them to rotate. The turbine drives a generator to produce electricity which is then transported to the power grid and next to homes, factories and other places. Large hydroelectric systems additionally use dams and reservoirs. The dam, either opened or closed, controls water flow through the turbines. The reservoir, in turn, stores the water and can also be used for recreational purposes, as a fish breeding pond, drinking water reservoir or a flood-control reservoir.
Different kinds of hydroelectric power plants
The systems that use the energy of moving water can be divided into reservoir, run-of-the-river or pumped storage plants. There are small and large hydro plants. Small hydro plants with a capacity of up to 10 MW (up to 5 MW in Poland), built mostly on small rivers and watercourses, usually supply electricity to a local community, from a few to several dozens of buildings. Large plants generate larger amounts of electricity and can power even big towns. Nowadays, it is also possible to use the energy of ocean waves and tides as well as the thermal energy resulting from the difference in the water temperature at different depths.
Advantages and disadvantages of hydroelectric power
Hydropower is considered as a safe, clean, cheap and reliable way of producing electricity. Compared with the power plants that burn coal, oil or gas, hydroelectric plants have significantly lower operating costs, do not produce toxic by-products and are generally less harmful to the environment. Hydropower can also improve the energy security of many countries, giving them the opportunity to become less dependent on foreign energy supplies. Unfortunately, there are also certain disadvantages that may limit the full exploitation of the world’s hydropower potential. These include, among others, high investment costs as well as a negative impact on the water quality, fish population and local ecosystems. Especially large hydro plants prevent fish from migrating upstream or downstream to spawn and feed. It addition, they take up large areas of land that could otherwise have been used for farming and forestry.
Magdalena Marcinkowska
GLOSSARY:
hydropower [also hydroelectric power] – hydroenergia, energia wodna
water wheel – koło wodne
sawmill – tartak
hydroelectric power plant [AmE hydroelectric power station] – elektrownia wodna, hydroelektrownia
renewable energy – energia odnawialna
working principle – zasada działania
blade – tu: łopatka turbiny [rotor blade – łopatka wirnika]
to drive – tu: napędzać
power grid – sieć elektroenergetyczna
dam – tama, zapora wodna
reservoir – zbiornik
fish breeding pond – staw hodowlany
run-of-the-river plant – elektrownia przepływowa
pumped storage plant – elektrownia szczytowo-pompowa
watercourse – ciek wodny, wodociek
to supply electricity [also to power] – zasilać w energię elektryczną, dostarczać energię
tide – pływ [rising/high tide – przypływ; falling/low tide – odpływ]
coal – węgiel
operating costs [also maintenance costs] – koszty eksploatacyjne
by-product – produkt uboczny
dependent on – zależny od
impact on – wpływ na
upstream – w górę rzeki, w górze rzeki, pod prąd
downstream – w dół rzeki, w dole rzeki, z prądem
forestry – leśnictwo
© Grzegorz Polak – Fotolia.com
Tłumaczenie
Energia wody – czyste i odnawialne źródło energii elektrycznej
Energia wody wykorzystywana jest przez ludzi od bardzo dawna. Już starożytni Grecy używali jej do napędzania młynów wodnych w celu mielenia ziarna na mąkę. Technologia ta stosowana była również do nawadniania pól, w tartakach, kuźniach oraz garbarniach. Pierwsze zastosowania energii wody do produkcji prądu miały miejsce pod koniec XIX wieku. Dziś elektrownie wodne dostarczają światu blisko 20% energii elektrycznej, a do największych globalnych producentów tego rodzaju energii zalicza się Chiny, Kanadę, Brazylię, Stany Zjednoczone i Rosję. Co ciekawe, takie kraje jak Norwegia czy Paragwaj niemal w całości opierają swoją energetykę na hydroelektrowniach. W Polsce, choć wykorzystywana na małą skalę, energia wodna jest bardzo popularnym źródłem energii odnawialnej.
Produkcja prądu z energii wody
Zasada działania elektrowni wodnej jest dość prosta. Wykorzystuje ona siłę grawitacji i energię kinetyczną płynącej wody, bez względu na to, czy jest to mały strumyk czy też duża rzeka. Oczywiście im większy spad i im więcej wody przepływa, tym więcej energii elektrycznej może zostać wytworzone. Woda spływająca z wyżej położonych terenów napiera na łopatki turbiny, wprawiając je w ruch obrotowy. Turbina napędza generator wytwarzający energię elektryczną, która następnie przekazywana jest do sieci elektroenergetycznej, a stąd do domów, fabryk i innych miejsc. Duże instalacje wykorzystują dodatkowo tamy oraz zbiorniki wodne. Tama, otwarta lub zamknięta, kontroluje przepływ wody przez turbiny. Zbiornik, z kolei, magazynuje wodę, a także może być wykorzystywany do celów rekreacyjnych jako staw hodowlany, zbiornik wody pitnej lub też zbiornik przeciwpowodziowy.
Różne rodzaje elektrowni wodnych
Systemy wykorzystujące energię płynącej wody dzieli się na elektrownie zbiornikowe, przepływowe lub szczytowo-pompowe. Wyróżnia się małe i duże elektrownie wodne. Małe elektrownie o mocy poniżej 10 MW (w Polsce do 5 MW), budowane najczęściej na małych rzekach i ciekach wodnych, zwykle zasilają w energię lokalne społeczeństwo, od kilku do kilkudziesięciu budynków. Duże elektrownie produkują większe ilości energii elektrycznej i mogą zasilić w energię nawet duże miasta. W dzisiejszych czasach możliwe jest również wykorzystanie energii fal i pływów morskich, a także energii termicznej wynikającej z różnicy temperatur wody na różnych głębokościach.
Zalety i wady hydroenergetyki
Hydroenergetyka uważana jest za bezpieczny, czysty, tani i niezawodny sposób generowania prądu. W porównaniu z elektrowniami, które spalają węgiel, ropę czy gaz, hydroelektrownie mają znacząco niższe koszty eksploatacji, nie wytwarzają toksycznych produktów ubocznych i na ogół są mniej szkodliwe dla środowiska. Hydroenergia może też zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne wielu krajów, umożliwiając im uniezależnienie się od zagranicznych dostaw energii. Niestety, istnieją też ujemne strony, które mogą ograniczać pełne wykorzystanie potencjału hydroenergetycznego na świecie. Są to, między innymi, wysokie koszty inwestycyjne oraz niekorzystny wpływ na jakość wody, populację ryb i lokalne ekosystemy. Szczególnie duże elektrownie utrudniają migrację ryb w górę lub w dół rzeki w celu złożenia ikry i poszukiwania pokarmu. Ponadto zajmują one duże powierzchnie, które mogłyby zostać wykorzystane na obszary rolnicze i leśne.
