نیروگاه های آبی

(Hydro Electric Power Plants)

 نیرو گاه های آبی انرِژی ذخیره شده آب در ارتفاع بالا را با استفاده از توربین های آبی به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. در این نیروگاه ها ابتدا انرژی پتانسیل به انرزی جنبشی و سپس انرزی جنبشی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

معیارهای انتخاب محل نیروگاه

1. موجود بودن مقادیر عظیم انرژی آبی.

2. انتخاب محل مناسب برای ساخت سد (وجود کوه های بلند و مقاوم در دو طرف آن)

3. استحكام قوی فونداسیون محل سد همراه با صرف حداقل هزینه.

4. سطح آب نبایستی از حداقل مقدار مورد نیاز پائین تر بیاید.

5. محل مورد نظر از لحاظ دستیابی بایستی سهل الوصول باشد.

6. جریان آب در پریودهای مختلف مناسب باشد.

7. منابع محلی شن و ماسه و مصالح ساختمانی در دسترس باشد.

طبقه بندی نیروگاه های آبی

تمام نیروگاه های آبی نیاز به سد دارند. سد مقادیر زیادی آب پشت خود ذخیره می کندحوضچه سد معمولا آب پشت خود را برای پریود هفته ای نگهداری می کنند. مراحل تولید برق در مسیر جریان آب صورت می گیرد و در نهایت در پائین سد

تولید برق می شود.

نیروگاه های آبی به دو روش طبقه بندی می شوند:

روش اول

1. نیروگاه های آبی بدون نیاز به حوضچه

در این حالت جریان آب با فشار متناسب به سمت توربین هدایت می شود. بنابراین هیچ نوع کنترلی روی مسیر جریان آب وجود ندارد. قدرت خروجی چنین توربین هایی در فصول پرآب زیاد است. بخاطر عدم اطمینان و کنترل مناسب بر روی چنین نیروگاه هائی کمتر از آن ها استفاده می شود.

2. نیروگاه های آبی همراه با حوضچه پشت سد

در این حالت میزان جریان تنظیم شده ای از آب وارد توربین می شود. در این صورت قدرت خروجی چنین نیروگاه هائی در سال نوسان کمتری دارد(Low Fluctuation).

3. نیروگاه های پیک بار

این نیروگاه ها معمولا بصورت طراحی ذخیره پمپی هستند. آب در ارتفاع پائین توسط پمپ به محل ذخیره آن در ارتفاع بالا پمپ شده و در هنگام فرستادن آب به سمت توربین جاری می شود. موتور(برای پمپ) و ژنراتور (برای تولید انرژی از توربین) هر دو به یک محور متصل اند.

2 روش دوم

1. نیروگاه آبی با ارتفاع زیاد High Head 

هر گاه سدی با ارتفاع زیاد در دسترس باشد با جمع آوری آب در پشت سر می توان آن را از طریق تونل به اتاق شیر هدایت کرد و سپس از طریق لوله آن را به اتاق تولید برق فرستاد، این لوله ها در مسیر طولانی بوده وحجم زیادی از آب را انتقال می دهند.

تانک ضربه ای محفظه ای روباز است و در ابتدای لوله قرار دارد. در هنگامی که آب زیاد است پره های ثابت توربین فرمان بسته شدن را دریافت کنند تا فشار سنگین آب باعث صدمه رسیدن به پره ها نشود.

2. نیروگاه آبی با ارتفاع متوسط  Medium Head

در این حالت جریان آب برای استفاده در اتاق برق از طریق مسیر باز عبور می کند. توربین مورد استفاده در این حالت  از نوع فرانسیس Francis می باشد.

3. نیروگاه آبی با ارتفاع کم Low Head

در این حالت جریان مۆثری از رودخانه به سمت توربین ها و اتاق تولید برق هدایت می شود. در این نیروگاه 2 تا 3 توربین نوع Kaplan استفاده می شود.

تنها عیب این تاسیسات کم بودن سطح و جریان ورودی به توربین است، برای از بین بردن این عیب یک جریان اضافی و موجی از آب ایجاد می شود.

مزایای نیروگاه های آبی

1. ساختمان آن ساده و مقاوم بوده و نیاز به نگهداری کمتری دارد.

2. با وجود متغییر بودن مفدار آب، پاسخ مناسبی می دهد.

3. برای ساخت آن نیاز به متخصصین زیادی است اما در نگهداری آن تعداد بسیار کمی لازم است.

4. سوختی لازم ندارد.

5. راندمان آن با گذشت زمان کاهش نمی یابد.

6. آلودگی محیطی ندارد.

7. از آب می توان پس از راه انداختن توربین در مصارف دیگر استفاده کرد.

معایب نیروگاه های آبی

1. هزینه ساختمان و نیروگاه آن بالا است.

2. هزینه خطوط انتقال در آن زیاد است.

3. در فصول خشک مدت خروجی آن تحت تاثیر قرار می گیرد.

4. باعث تغییرات زیادی در تبدیلات اکولوژی سیستم در ایجاد دریاچه مصنوعی پشت سد می شود.

مرکز یادگیری تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی