Какие существуют виды гидроэнергетики?

Люди использовали силу движущейся воды на протяжении тысячелетий, но сегодня гидроэнергетика приобретает новый интерес как источник чистой, возобновляемой энергии. Гидроэнергетические плотины являются наиболее известным видом гидроэнергетики, но в настоящее время разрабатываются несколько других методов использования энергии движущейся воды. Земные океаны ищут новые виды гидроэнергетики.

Идея использования воды в качестве источника энергии восходит по крайней мере к древней Греции, где сила протекающих рек была захвачена водяными колесами и использовалась для измельчения пшеницы в муку. Подобные устройства были разработаны в других частях света, а ранние европейские и американские заводы и фабрики были оснащены водяными колесами. До конца 19 века вода снабжалась только механической энергией; Движение водяных колес использовалось для поворота пил и другой техники.

В конце 1800-х годов был достигнут быстрый прогресс в гидроэнергетике, форме гидроэнергетики, в которой движение воды преобразуется в электричество. Только в США на рубеже веков насчитывалось более двухсот гидроэлектростанций, большинство из которых располагалось на средних и больших плотинах. Сегодня большинство развитых мест для крупных гидроэлектростанций эксплуатируются в развитых странах, поэтому новые проекты в основном реализуются в развивающихся странах, таких как Китай. Меньшие по размеру гидроэлектростанции рассматриваются как в развитых, так и в развивающихся странах.

Мировой океан также содержит много потенциальных источников энергии, к которым может подключиться гидроэнергетика. Приливная сила направлена ​​на использование изменяющихся уровней океанов в прибрежных районах. Хотя большая приливная электростанция начала работать во Франции в конце 1960-х годов, высокие затраты на строительство и ограниченное число подходящих мест не позволили широко использовать приливную энергию.

Другим потенциальным вариантом является волновая энергия, которая может быть использована несколькими различными способами. В одном демонстрационном проекте в Норвегии движение волн используется для проталкивания и протягивания воздуха через трубу, которая, в свою очередь, вращает турбину для выработки электроэнергии. Португалия, Австралия и Великобритания все экспериментировали с волновыми фермами - группами устройств, которые генерируют электроэнергию из энергии волн. Некоторые другие устройства пытаются захватить морские течения далеко под поверхностью воды.

Преобразование тепловой энергии океана (OTEC) отличается от других видов гидроэнергетики тем, что оно не улавливает энергию непосредственно от движения воды. Вместо этого OTEC использует преимущества температурных различий, обнаруженных на разных глубинах океана. Теплая вода на поверхности океана находится под давлением и превращается в пар или используется для нагрева другой жидкости, которая превращается в пар. Затем пар можно использовать для питания турбин и выработки энергии, а затем холодная вода перекачивается с больших глубин, превращая пар обратно в жидкость и перезапуская цикл. Экспериментальные системы OTEC были построены в таких местах, как Гавайи, но откачка холодной воды с больших глубин снижает эффективность системы, затрудняя экономическую эффективность систем OTEC.