انرژی برق آبی یا هیدروالکتریک، نوعی انرژی تجدیدپذیر است که از حرکت و جریان آب تولید می‌شود. هزاران سال است که بشر نحوه‌ی استفاده از انرژی حرکتی آب را آموخته است و در صنایع مختلف از آن استفاده می‌کند. به عنوان مثال، بیش از ۲۰۰۰ سال پیش، یونانیان از جریان آب برای حرکت دادن چرخ‌های آسیاب استفاده می‌کردند تا گندم را به آرد تبدیل کنند.
انرژی برق آبی چگونه تولید می‌شود؟
اکثر نیروگاه‌های برق آبی دارای سه بخش زیر هستند:
- یک مخزن برای ذخیره سازی آب؛
- یک دریچه یا شیر جهت کنترل میزان انتقال آب از مخزن به توربین؛ و
- یک خروجی جهت تخلیه‌ی آب درون سیستم
آب درون مخزن یا بالای تپه دارای انرژی پتانسیل بالایی است، با باز کردن راه حرکت آب، این انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. نیروی جنبشی آب قادر به حرکت پروانه‌های توربین و در نتیجه تولید نیروی الکتریسیته خواهد بود. در انتها نیز بسته به نوع نیروگاه برق آبی، ممکن است آب به پایین دست منتقل شود (جهت مصارف مختلف از جمله شهری و کشاورزی) و یا توسط پمپ مجدداً در چرخه‌ی تولید نیروی برق مورد استفاده قرار گیرد.
بیشتر بخوانید:
- مزایا و معایب انرژی برق آبی از دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی
- معرفی انواع سدها از نظر نوع کاربرد و ساختار
انواع نیروگاه‌های برق آبی
به طور کلی از نظر شیوه‌ی استفاده از انرژی جنبشی آب جهت تولید برق، سه نوع نیروگاه مختلف را می‌توانیم داشته باشیم:
- تأسیسات نگهدارنده
- تأسیسات انحرافی
- تأسیسات پمپاژی
در زیر به طور خلاصه به هر کدام از انواع نیروگاه‌های برق آبی اشاره خواهد شد.
تأسیسات نگهدارنده
در این نوع نیروگاه‌ها، با استفاده از احداث سد در محل مناسب، حجم بسیار زیادی از آب ذخیره و نگهداری می‌شود. در هنگام نیاز به تولید الکتریسیته، آب بیشتری به سمت توربین‌های آبی هدایت می‌شود. با چرخش پره‌های توربین، ژنراتور یا مولد الکتریکی تغذیه می‌شود و در نتیجه برق تولید می‌شود.
تأسیسات انحرافی
نوع دیگر از نیروگاه‌های برق آبی، با استفاده از انحراف جریان آب عمل می‌کند. از بزرگترین مزایای این روش می‌توان به نداشتن اثرات زیست محیطی منفی و همچنین هزینه‌ی کمتر آن نسبت به دیگر روش‌های تولید انرژی برق آبی اشاره کرد. در این روش با استفاده از یکسری مجراهای انحرافی آب رودخانه را به سمت توربین‌های برق آبی هدایت می‌کنند و سپس جریان آب به مسیر اصلی خود (رودخانه) برمی‌گردد.
تأسیسات پمپاژی
سومین نوع نیروگاه برق آبی از نظر شیوه‌ی استفاده از انرژی جنبشی آب در تولید برق، استفاده از تأسیسات پمپاژ آب است. در این شیوه، ابتدا بایستی با استفاده از پمپاژ، آب موجود در پایین دست (مثلاً در پایین تپه) به بالادست (مثلاً بالای تپه) منتقل شود. سپس با هدایت این آب از بالا به پایین که در مسیر آن توربین‌های آبی قرار دارد، نیروی برق تولید می‌شود.
معمولاً در این روش یک استخر در بالای تپه و استخری دیگر در پایین تپه ایجاد می‌شود و آب موجود در آنها مرتباً در حال گردش است.
بزرگترین مزیت این روش نسبت به دیگر روش‌های تولید انرژی برق آبی، امکان تولید الکتریسیته با میزان آب کمتر است.
میزان استفاده‌ی جهانی از انرژی برق آبی
نیروی هیدروالکتریک رایج‌ترین و پرکاربردترین انرژی تجدیدپذیر در سرتاسر جهان است. کشور چین در بین تمام کشورها، دارای بیشترین میزان استفاده از این انرژی است. همچنین کشورهای آمریکا، برزیل، کانادا، هند و روسیه در رتبه‌های دوم تا پنجم از نظر میزان بهره‌گیری از انرژی برق آبی قرار دارند. حدود ۷۰% از کل انرژی تجدید پذیر تولید شده در کره‌ی زمین، از طریق نیروگاه‌های برق آبی تولید می‌شود.
میزان استفاده‌ی کشور ایران از انرژی برق آبی
کشور ایران با ظرفیت تولید بیش از ۱۲ گیگاوات نیروی برق آبی، در رتبه‌ی نوزدهم جهانی قرار دارد. همچنین ایران از نظر میزان رشد استفاده از انرژی هیدروالکتریک رتبه‌ی هفتم جهانی را از این نظر به خود اختصاص داده است. سد کارون۳ نیز با ظرفیت تولید ۲۲۸۰ مگاوات دارای بالاترین رتبه‌ی تولید برق در میان تمام نیروگاه‌های آبی کشور است.
بزرگترین نیروگاه برق آبی در جهان
سد مخزنی سه دره (Three Gorges) در کشور چین که بر روی رودخانه‌ی یانگ تسه (Yangtze) احداث شده است، بزرگترین سد جهان از نظر میزان تولید انرژی برق آبی محسوب می‌شود. این سد با طول ۲۳۳۵ متر و ارتفاع ۱۸۵ متر، توان تولید ۲۲۵۰۰ مگاوات انرژی برق را دارد (حدوداً ۱۰ برابر میزان برق تولیدی توسط نیروگاه سد کارون۳).
منبع: National Geographic
