Vízenergia
A vízenergia a mozgó víz energiájának hasznosítása valamilyen hasznos célra.
Az 1830-as években, a csatornaépítés korszakának csúcspontján a vízenergiát arra használták, hogy az uszályforgalmat ferde síkú vasutak segítségével szállítsák fel és le a meredek hegyeken. A közvetlen mechanikus erőátvitelhez a vízenergiát használó iparágaknak a vízesés közelében kellett lenniük. A 19. század utolsó felében például számos malom épült a Saint Anthony vízesésnél, hogy kihasználják a Mississippi folyó 15 méteres (50 láb) esését. A malmok fontosak voltak Minneapolis növekedése szempontjából. Ma a vízenergiát leginkább az elektromos áram előállítására használják. Ez lehetővé teszi, hogy a vízfolyástól nagy távolságra is alacsony költségű energiát használjanak.
A vízenergia típusai
A vízenergiának számos formája létezik:
- Vízikerekek, amelyeket évszázadok óta használnak malmok és gépek meghajtására.
- Hidroelektromos energia, amely kifejezés általában a vízerőművek számára van fenntartva.
- árapály-energia, amely az árapályból származó energiát vízszintes irányban nyeri el.
- Az árapály-energia, amely ugyanezt teszi, de függőlegesen.
- Hullámerőművek, amelyek a hullámok energiáját használják fel.
Vízerőművek
Fő cikk: Vízerőművek
A vízenergia olyan eszköz, amellyel tüzelőanyag elégetése nélkül lehet villamos energiát előállítani. A vízenergia a világ villamosenergia-termelésének mintegy 715 000 MWe-t, azaz 19%-át adja (2003-ban 16%-át). A nagy gátakat még mindig tervezik. Néhány olyan országtól eltekintve, ahol bőven van belőle, a vízenergiát általában a csúcsterhelési igényekre alkalmazzák, mivel könnyen leállítható és indítható. Mindazonáltal a vízenergia valószínűleg nem jelent jelentős lehetőséget a fejlett országok jövőbeli energiatermelésében, mivel a legtöbb nagy területet ezekben az országokban már vagy már kiaknázták, vagy más okokból, például környezetvédelmi megfontolásokból nem állnak rendelkezésre.
A vízenergia - a fosszilis tüzelőanyagok elégetésével ellentétben - lényegében nem termel szén-dioxidot vagy más káros kibocsátást, és a szén-dioxid2 révén nem járul hozzá jelentősen a globális felmelegedéshez.
A vízenergia sokkal olcsóbb lehet, mint a fosszilis tüzelőanyagokból vagy atomenergiából előállított villamos energia. A bőséges vízenergiával rendelkező területek vonzzák az ipart. A víztározók hatásaival kapcsolatos környezetvédelmi aggályok megakadályozhatják a gazdaságos vízenergiaforrások fejlesztését.
Szökőár
Az árapályok hasznosítása egy öbölben vagy torkolatban már megvalósult Franciaországban (1966 óta), Kanadában és Oroszországban, és más, nagy árapály-tartományú területeken is megvalósítható. A csapdába esett víz turbinákat forgat, amikor az árapálygáton keresztül bármelyik irányba áramlik. Egy másik lehetséges hiba az, hogy a rendszer hatóránként (dagályonként egyszer) kitörve termelné a leghatékonyabban az áramot. Ez korlátozza az árapály-energia felhasználásának módját.
Szökőár energiája
A viszonylag új technológia, az árapálygenerátorok az áramlatokból merítik az energiát, hasonlóan a szélgenerátorokhoz. A víz nagyobb sűrűsége azt jelenti, hogy egyetlen generátor is jelentős energiát tud biztosítani. Ez a technológia a fejlesztés korai szakaszában van, és további kutatásokra lesz szükség, mielőtt nagyobb mennyiségű energiát tudna termelni.
De több prototípust is teszteltek az Egyesült Királyságban, Franciaországban és az Egyesült Államokban. Már 2003-ban teszteltek egy 300 kW teljesítményű turbinát az Egyesült Királyságban.
A kanadai Blue Energy vállalat tervei szerint a világ különböző pontjain nagyon nagy méretű, függőleges tengelyű turbinákból álló, úgynevezett "árapály-kerítésbe" szerelt árapály-áramlást előidéző berendezéseket telepítenének.
Hullámerő
Az óceán felszíni hullámmozgásából származó energia sokkal több energiát termelhet, mint az árapály. Kipróbálták, hogy lehetséges-e energiát termelni a hullámokból, különösen az Egyesült Királyságban, Skóciában. De még mindig sok technikai probléma van.
Az ausztráliai Port Kemblában épül egy part menti hullámerőmű prototípusa, amely várhatóan évente akár 500 MWh energiát is termelhet. A hullámenergiát egy levegővel hajtott generátor fogja fel és alakítja át villamos energiává. A nagy partvonalakkal és zord tengeri viszonyokkal rendelkező országok számára a hullámok energiája lehetőséget kínál arra, hogy nagy mennyiségben termeljenek villamos energiát. A viharos tengerek során keletkező energiafelesleget hidrogén előállítására lehetne felhasználni.
Hidraulikus turbina és elektromos generátor.
Kapcsolódó oldalak
- Megújuló energia
- Megújuló erőforrás
- Vízturbina
- Vízikerék
Kérdések és válaszok
K: Mi az a vízenergia?
V: A vízenergia a mozgó víz energiájának valamilyen hasznos célra történő hasznosítása.
K: Mire használták a vízenergiát az 1830-as években?
V: Az 1830-as években a vízenergiát arra használták, hogy az uszályforgalmat ferde síkú vasutak segítségével meredek hegyeken felfelé és lefelé szállítsák.
K: Milyen iparágak használták a vízenergiát közvetlen mechanikus erőátvitelre?
V: Azoknak az iparágaknak, amelyek közvetlen mechanikai erőátvitelre használták a vízenergiát, vízesés közelében kellett lenniük.
K: Hol épült sok malom a 19. század utolsó felében?
V: A 19. század utolsó felében sok malom épült a Saint Anthony vízesésnél, hogy kihasználják a Mississippi folyó 15 méteres esését.
K: Miért voltak fontosak a Saint Anthony Fallsnál épült malmok Minneapolis növekedése szempontjából?
V: A malmok azért voltak fontosak Minneapolis növekedése szempontjából, mert működésükhöz a vízenergiát használták, amely a folyóban könnyen hozzáférhető, alacsony költségű energiaforma volt.
K: Mi a vízenergia legnagyobb felhasználási területe napjainkban?
V: Ma a vízenergia legnagyobb felhasználása az elektromos áram előállítása.
K: Mit tesz lehetővé a vízenergia felhasználása az elektromos áram előállítására?
V: A vízenergia villamosenergia-termelésre történő felhasználása lehetővé teszi az alacsony költségű energia felhasználását a vízfolyástól nagy távolságra.
