Använda rörligt vatten för elproduktion

Vattenkraft omvandlar den kinetiska energin från strömmande eller fallande vatten till elektricitet. Denna process utnyttjar det naturliga vattnets kretslopp och gravitationskrafter för att tillhandahålla en kontinuerlig energikälla.

Steg-för-steg-konverteringsprocessen

Vatten samlas upp i en reservoar eller avleds från en flod som rör sig snabbt.
Vattnet rinner genom ett intag och färdas ner i ett rör som kallas en pennstock.
Trycket från det rörliga vattnet träffar bladen på en turbin och får den att snurra.
Den snurrande turbinen roterar en axel som är ansluten till en elektrisk generator.
Inuti generatorn roterar magneter runt kopparspolar för att producera en elektrisk ström.
Elektriciteten passerar genom en transformator för att justera spänningen för distribution.
Vattnet kommer ut ur anläggningen genom en svans och återgår till den naturliga vattenvägen.

Nödvändiga systemkomponenter

Reservoar: En stor mängd lagrat vatten som ger potentiell energi.
Dam: En struktur som håller tillbaka vatten och kontrollerar höjden på vattennivån.
Turbin: En mekanisk anordning med blad som fångar upp energin från rörlig vätska.
Generator: En maskin som omvandlar mekanisk rotation till elektrisk energi med hjälp av elektromagnetisk induktion.
Transmissionsledningar: Ledare som transporterar elektriciteten från anläggningen till elnätet.

Jämförelse av vanliga vattenkraftsmetoder

Metodtyp	Lagringskapacitet	Primär energikälla	Typiskt program
Invallning (stor dammen)	Hög lagringskapacitet	Kontrollerad reservoarutsläpp	Storskalig nätförsörjning
Run-of-River (avledning)	Minimalt till inget lagringsutrymme	Naturligt flodflöde	Lokalt eller regionalt utbud
Pumpad lagring	Mycket högt (energibatteri)	Återvunnet vatten mellan bassängerna	Peak efterfrågehantering
Tidvattensystem	Förutsägbara intervall	Oceaniska tidvattenrörelser	Kustenergiproduktion

Faktorer som påverkar energiproduktionen

Vattenhuvud: Det vertikala avståndet mellan vattenintaget och turbinen. Större höjd ökar vattentrycket.
Flödeshastighet: Volymen vatten som passerar genom systemet under en viss tid. Högre volym ökar effekten.
Mekanisk effektivitet: Utformningen och underhållet av turbinbladen och generatorns lager.
Säsongsvariation: Förändringar i nederbörd och snösmältning som påverkar vattentillgången i floder och reservoarer.

Alternativa vattenenergikällor

Vågenergiomvandlare fångar rörelsen av ytvågor i havet.
Tidvattenströmsgeneratorer fungerar som undervattensvindkraftverk för att fånga upp strömrörelser.
Omvandling av termisk energi från havet använder temperaturskillnaden mellan djupt och grunt vatten.