انرژی آبی

[Aysajoon]

انرژی آبی یا هیدروپاور ، انرژی هیدرولیک یک قدرت است که انرژی یا نیرویی است که از حرکت آبی بدست می‌آید که ممکن است برای اهداف مفید مهار شود .

پیش از در دسترس بودن توان الکتریکی تجاری ، انرژی آبی بیشتر برای آبیاری و بکار انداختن دستگاه‌های مختلف مانند آسیاب‌ها ، دستگاه‌های پارچه ، دستگاه‌های اره‌کشی ، گنتری کرین‌های اسکله و آسانسورهای خانگی مورد استفاده قرار می‌گرفت .

دیگر کاربری این انرژی در دستگاه ترومپ برای فشرده کردن هوا با استفاده از ریختن آب است ، که با این کار می‌شود انرژی آب را به مسافت‌های دورتر برای استفاده در دستگاه‌های دیگر انتقال داد .

[Aysajoon]

[Aysajoon]

انرژی آبی

زمانیکه در کوهها و تپّه ها باران می بارد ، آب حاصل از آن بصورت نهر و رودخانه جاری شده و به دریا می ریزد . از آب جاری و ریزشی می توان به نحو احسن استفاده نمود . همانطوریکه قبلاً گفته شد ، انرژی عبارت است از « توانایی انجام کار » . بنابراین می توان از آب جاری ، که حاوی انرژی جنبشی است ، برای تولید برق استفاده کرد .

در گذشته برای خرد کردن گندم و ذرت در آسیابها ، از آب جاری برای چرخاندن چرخهای چوبی آسیاب استفاده می کردند . این نوع آسیاب را آسیاب آبی یا آسیاب غلات می گفتند .

[Aysajoon]

در سال 1086 ، کتاب چند جلدی Domesday نوشته شد . در این کتاب فهرست کلیه املاک ، خانه ها ، فروشگاهها و سایر موارد در انگلستان ارائه شده است .

در این کتاب فهرست 5624 آسیاب آبی واقع در جنوب رودخانه ترنت (Trent) در انگلستان درج شده است . به عبارت دیگر به ازای هر 400 نفر یک آسیاب وجود داشت .

گردش چرخهای آسیاب آبی یا از طریق آبهای ریزشی (ریزش آب از بالا برروی چرخ) و یا آبهای جاری (رودخانه) صورت می گیرد (این نوع آسیابها در تصویر نشان داده شده اند ) .

امروزه از آب جاری نیزمی توان برای تولید برق استفاده نمود . هیدرو به معنی آب است . بدین ترتیب هیدرو – الکتریک یعنی تولید برق از طریق انرژی آب .

استفاده از انرژی جنبشی آب جاری جهت تولید برق را نیروی هیدروالکتریک گویند .

[Aysajoon]

با ایجاد سد میتوان جریان رودخانه را متوقف نمود .

همانطوریکه در تصویر مربوط به سد شاستا (Shasta) در شمال کالیفرنیا ملاحضه می فرمائید ، با ایجاد سد ، مخزنی از آب تشکیل می شود .

اما سدهای احداثی برروی رودخانه های بزرگتر باعث تشکیل مخزن نمی شود .

جهت تولید برق در یک نیروگاه هیدروالکتریکی ، آب رودخانه به داخل آن هدایت می شود .

در تصویر ، سد دالاس را مشاهده می کنید که برروی رودخانه کلمبیا ، در طول مرز بین ایالت اورگون و واشنگتن ، احداث شده است .

[Aysajoon]

3 سد از 6 سد اصلی که برروی رودخانه کلمبیا احداث شده اند عبارتند از گراند کولی (Grand coulee) ، چیف جوزف (Chief joseph) و جان دی (John Day) .

حدود 87 درصد از کل برق تولیدی ایالت واشنگتن از نیروگاههای هیدروالکتریک تأمین می شود .

مقداری از برق تولیدی این نیروگاهها به ایالتهای دیگر نیز ارسال می شود .

[Aysajoon]

نحوة کار یک سد آبی

آب پشت سد بعداز عبور از یک مدخل وارد لوله ای بنام آبگیر ( دریچه مخصوص تنظیم جریان آب ) می شود .

آب به تیغه های توربین فشار آورده و باعث حرکت آنها می گردد .

توربین یک نیروگاه آبی مانند توربین یک نیروگاه معمولی عمل می کند ، با فرق اینکه در اینجا از آب بجای بخار برای چرخاندن توربین استفاده می شود .

گردش توربین باعث چرخش ژنراتور و درنتیجه تولید برق می گردد .

سپس برق تولیدی از طریق خطوط انتقال به خانه ، مدرسه ، کارخانه و مراکز تجاری ارسال می شود .

امروزه نیروگاههای آبی در نواحی کوهستانی ایالتهای مختلف آمریکا ، که در آنجا دریاچه و رودخانه های طویل وجود دارد ، ساخته می شوند .

[Aysajoon]

انرژی آب Water Energy

مقدمه

آسیابهای آبی شاید از 3 هزار سال پیش مورد استفاده بوده است .

آسیابهای قدیمی دارای چرخهایی قدیمی بوده که روی میله قائم سوار می‌شده‌اند .

رومی ها از آسیابهایی با چرخهای قائم استفاده کرده‌اند در قرن شانزدهم انرژی آب بصورت صنعتی در آمد ، تکنولوژی پیشرفته تولید انرژی الکتریکی از آب در ابعاد بزرگ در قرن نوزدهم بوجود آمد .

انرژی آب یک منبع قابل تجدید (انرژی برگشت پذیر) و وابسته به انرژی خورشیدی است .


اصول فیزیکی لازم برای استفاده از انرژی آب

انرژی ناشی از آب در کاربردهای قراردادی =توان هیدرو الکتریکی= مجموع انرژی پتاسیل ، با وضعیت یا ارتفاع مشخص می‌شود .

انرژی جنبشی که با سرعت جریان آب مشخص می‌شود و انرژی پتاسیل آبهای ساکن با جریان یا سقوط آب به یک توربین هیدرولیکی به آسانی به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود .

تعریف ارتفاع انرژی : ارتفاع مربوط به انرژی مفید در هر نقطه از جریان آب با تخلیه ثابت را ارتفاع انرژی گویند و آن را با he نشان می‌دهند .

ارتفاع انرژی برای واحد جرم بصورت زیر معین می‌شود . he = Z + v2/2g که در این فرمول Z ارتفاع سطح آزاد آب و v سرعت متوسط جریان آب و g شتاب گرانشی می‌باشد .

ارتفاع انرژی به ارتفاع آب سقوط نیز بستگی دارد . برای ارتفاع زیاد اغلب چرخ پلتون نصب می‌شود ، برای ارتفاع متوسط حدود 100 متر بهتر است توربین فرامیس انتخاب شود و برای ارتفاع کمتر توربین کاپلان ترجیح داده می‌شود .