Гидроэнергетика, краеугольный камень возобновляемой энергетики, развивалась с конца 19 века, поддерживая солнечную и ветровую энергию за счет возможностей ее хранения и генерации. Различные типы гидроэлектростанций, такие как русловые, водохранилища и гидроаккумулирующие электростанции, удовлетворяют различные потребности в энергии.
Что такое гидроэнергетика?
Силу воды использовали для выполнения работ на протяжении тысячелетий. Поскольку текущая вода обладает энергией, которую можно уловить и превратить в электричество, гидроэлектростанция, также известная как гидроэнергетика, в конце XIX века стала источником электроэнергии.й век.
В книге «Наука 101: Что такое гидроэнергетика» инженер Квентин Плауссар и директор Центра анализа энергетических, экологических и экономических систем Аргоннской национальной лаборатории Владимир Коритаров описывают, как вода используется для выработки и хранения электроэнергии. Гидроэнергетика играет важную роль в поддержке возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия, которые не всегда могут производить электроэнергию. Гидроэнергетика действует как батарея, способная хранить энергию и использовать ее при необходимости. На протяжении более 35 лет компания Argonne помогает странам всего мира удовлетворить растущий спрос на гидроэнергетику, разрабатывая компьютерные модели и инструменты, которые помогают принимать решения об электросетях, водопользовании и гидроэлектростанциях.
Сегодня гидроэнергетика является одним из крупнейших производителей возобновляемой энергии. Он также играет важную роль в поддержке других возобновляемых источников энергии, таких как быстрорастущая солнечная и ветровая энергия. Когда солнце не светит и ветер стихает, эти источники энергии не могут производить электричество. Гидроэнергетика может помочь, выпустив больше воды из своих водохранилищ для увеличения выработки электроэнергии. С другой стороны, когда имеется слишком много ветровой и солнечной энергии, гидроэнергетика может хранить излишки энергии в виде воды в водохранилищах для последующего использования.
Существует несколько типов гидроэлектростанций:
- Растения, расположенные в русле реки, хранят мало или вообще не хранят энергии. Их способность вырабатывать электроэнергию зависит от расхода воды в реке.
- Резервуарные электростанции имеют возможности хранения энергии и могут регулировать выработку электроэнергии в зависимости от спроса.
- Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции (ПАГ) работают как большие водяные батареи. Установки PSH обеспечивают циркуляцию воды между двумя водоемами, расположенными на разной высоте — один выше, другой ниже. Вода закачивается в верхний водоем для хранения энергии, а затем сбрасывается в нижний водоем, когда возникает необходимость выработки электроэнергии. Электростанции PSH в настоящее время обеспечивают около 93% всех систем хранения энергии в США.
Ученые из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) уже более 35 лет помогают удовлетворить растущий мировой спрос на гидроэнергетику. Поскольку строительство новых гидроэлектростанций или обновление существующих ранее может быть сложной задачей, Аргонн разработал компьютерные модели, которые в настоящее время используются более чем в 20 странах, чтобы помочь правительствам и операторам сетей планировать свои электросети, улучшать водопользование, определять возможности и предоставлять оценки затрат и выгод. гидроэнергетические услуги.
Ученые Аргонны также объединились с другими национальными лабораториями США и разработчиками PSH, чтобы создать руководство по оценке чтобы помочь лицам, принимающим решения, расширить существующие заводы или построить новые объекты.
Возможности Аргонны помогают гидроэнергетической отрасли путем:
- Исследование того, как гидроэнергетика играет важная роль в чистой энергетике обеспечивая столь необходимую электроэнергию для заполнения пробелов, когда солнечная или ветровая энергия недоступна
- Предлагая самое современное инструменты моделирования, приложения и анализ который можно использовать по всему миру.
- Предоставление доступа к суперкомпьютерам мирового класса для повышения сложности моделирования и сокращения времени обработки для более быстрого получения результатов за счет использования Аргоннский вычислительный центр для руководителей.
Фото: Аргоннская национальная лаборатория.
Что такое гидроэнергетика?
Гидроэнергетика является одним из старейших и крупнейших источников возобновляемой энергии.
Гидроэнергетика использует естественный поток движущейся воды для выработки электроэнергии. Гидроэлектростанции обеспечивают около 60% возобновляемой электроэнергии во всем мире.
К основным типам гидроэлектростанций относятся русловые, аккумулирующие и гидроаккумулирующие гидроэлектростанции. Русловые гидроэлектростанции практически не имеют возможностей хранения энергии. Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции обычно имеют большие водохранилища значительной емкости, а гидроаккумулирующие электростанции работают как гигантские водяные батареи.
Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции вырабатывают электроэнергию, когда это необходимо, за счет того, что вода из (1) верхнего резервуара течет вниз, чтобы вращать (2) турбины и (3) генераторы, таким образом генерируя электроэнергию, которая может быть подана в (4) энергосистему за считанные секунды. Вода позже (5) перекачивается обратно в верхний резервуар, когда электроэнергии становится много и она становится менее ценной.
Гидроаккумулирующая гидроэнергетика в настоящее время является единственной коммерциализированной технологией длительного хранения энергии, которая будет становиться все более ценной по мере того, как энергосистема будет развиваться и включать в себя ветровую и солнечную генерацию.