Hoe de Waterkrachtinstallaties werken

Wereldwijd, veroorzaken de waterkrachtinstallaties ongeveer 24 percent van de elektriciteit van de wereld en voorzien meer dan 1 miljard mensen van macht. De output van de waterkrachtinstallaties van de wereld een som van 675.000 megawatt, de energie gelijkwaardig van 3,6 miljard vaten olie, volgens het Nationale Duurzame energielaboratorium. Er zijn meer dan 2.000 waterkrachtinstallaties die in de Verenigde Staten werken, die tot waterkracht maken de grootste hernieuwbare energiebron van het land.
In dit artikel, zullen wij een blik nemen bij hoe het dalende water tot energie leidt en over de hydrologic cyclus leert die tot de waterstroom essentieel voor waterkracht leidt. U zult ook een glimp bij één unieke toepassing van waterkracht worden die uw dagelijks leven kan beïnvloeden.
Wanneer het letten van op een rivierbroodje langs, is het moeilijk voor te stellen de kracht het draagt. Als u ooit stroomversnelling het rafting bent geweest, dan hebt u een stuk van de macht van de rivier gevoeld. De stroomversnellingstroomversnelling wordt gecreeerd als rivier, die een hoop van water dragen bergaf, knelpunten door een smalle gang. Aangezien de rivier door dit het openen wordt gedwongen, versnelt zijn stroom. De vloed is een ander voorbeeld van hoeveel kracht een enorm volume van water kan hebben.
De waterkrachtinstallaties rusten waterkracht en gebruiks eenvoudige werktuigkundigen uit om die energie in elektriciteit om te zetten. De waterkrachtinstallaties zijn eigenlijk gebaseerd op een eerder eenvoudig concept -- het water die door een dam vloeien draait een turbine, die een generator draait.

Hier zijn de basiscomponenten van een conventionele waterkrachtinstallatie:
Dam - de Meeste waterkrachtinstallaties baseren zich op een dam die water tegenhoudt, creërend een groot reservoir. Vaak, wordt dit reservoir gebruikt als recreatief meer, zoals Meer Roosevelt bij de Grote Coulee-Dam in Washington State.
Opname - de Poorten op de dam openen en de ernst trekt het water door penstock, een pijpleiding die tot de turbine leidt. Het water ontwikkelt druk aangezien het door deze pijp vloeit.
Turbine - het water slaat en draait de grote bladen van een turbine, die aan een generator boven het als een schacht in bijlage is. Het gemeenschappelijkste type van turbine voor waterkrachtinstallaties is Francis Turbine, wat als een grote schijf met gebogen bladen kijkt. Een turbine kan zo veel wegen zoals 172 ton en aan een tarief van 90 revoluties draaien per minuut (t/min), volgens de Stichting voor Water & Energieonderwijs (FWEE).
Generators - aangezien de turbinebladen draaien, doe dat een reeks magneten binnen de generator. De reuzemagneten roteren voorbij koperrollen, veroorzakend wisselstroom (AC) door elektronen te bewegen. (U zult meer leren over hoe de generator. later werkt)
Transformator - de transformator binnen de krachtcentrale neemt AC en zet het in hoog-voltagestroom om.
Machtslijnen - uit elke elektrische centrale kom vier draden: de drie fasen van macht die gelijktijdig plus neutraal of een grond gemeenschappelijk voor alle drie worden veroorzaakt. (Lees hoe het de Nettenwerk van de Machtsdistributie om meer over de transmissie van de machtslijn te leren.)
Afvloeiing - het Gebruikte water wordt gedragen door geroepen pijpleidingen, tailraces, en opnieuw ingeeft de stroomafwaartse rivier.
Het water in het reservoir wordt beschouwd als opgeslagen energie. Wanneer de poorten openen, wordt het water die door penstock vloeien kinetische energie omdat het in motie is. De hoeveelheid elektriciteit die wordt geproduceerd wordt bepaald door verscheidene factoren. Twee van die factoren zijn het volume van waterstroom en de hoeveelheid hydraulisch hoofd. Het hoofd verwijst naar de afstand tussen de waterspiegel en de turbines. Aangezien het hoofd en de stroom stijgen, zodat doet de geproduceerde elektriciteit. Het hoofd is gewoonlijk afhankelijk van de hoeveelheid water in het reservoir.

Er is een ander type van waterkrachtinstallatie, genoemd de pumped-storage installatie. In een conventionele waterkrachtinstallatie, vloeit het water van het reservoir door de installatie, gaat en onderaan stroom weg gedragen. Een pumped-storage installatie heeft twee reservoirs:
Hoger reservoir - als een conventionele waterkrachtinstallatie, leidt een dam tot een reservoir. Het water in dit reservoir vloeit door de waterkrachtinstallatie om tot elektriciteit te leiden.
Lager reservoir - het Water die de waterkrachtinstallatie weggaan stroomt in een lager reservoir eerder dan het opnieuw ingeven van de rivier en stroomafwaarts het stromen.
Gebruikend een omkeerbare turbine, kan de installatie pompwater terug naar het hogere reservoir. Dit wordt gedaan in uren buiten de piek. Hoofdzakelijk, vult het tweede reservoir het hogere reservoir opnieuw. Door water terug naar het hogere reservoir te pompen, heeft de installatie meer water om elektriciteit tijdens periodes van piekconsumptie te produceren.

De Generator
Het hart van de hydro-elektrische elektrische centrale is de generator. De meeste waterkrachtinstallaties hebben verscheidene van deze generators.
De generator, aangezien u zou kunnen verondersteld hebben, produceert de elektriciteit. Het basisproces om elektriciteit te produceren moet op deze wijze een reeks magneten binnen rollen van draad roteren. Dit proces beweegt elektronen, wat elektrostroom veroorzaakt.
De Hoover-Dam heeft een totaal van 17 generators, elk waarvan tot 133 megawatt kan produceren. De totale capaciteit van de Hoover-installatie van de Damwaterkracht is 2.074 megawatt. Elke generator wordt gemaakt van bepaalde basisdelen:
Schacht
Excitor
Rotor
Stator
Aangezien de turbinedraaien, excitor een elektrostroom naar de rotor verzendt. De rotor is een reeks grote elektromagneten dat de rotaties binnen een strak-gekronkelde rol van koperdraad, de stator riepen. Het magnetische veld tussen de rol en de magneten leidt tot een elektrische stroom.
In de Hoover-Dam, leidt een stroom van 16.500 ampèren van de generator tot de transformator, waar de huidige hellingen tot 230.000 ampèren alvorens wordt overgebracht.

De waterkrachtinstallaties halen voordeel natuurlijk uit a - het voorkomen, continu proces -- het proces dat regen veroorzaakt vallen en rivieren om toe te nemen. Elke dag, verliest onze planeet een kleine hoeveelheid water door de atmosfeer aangezien de ultraviolette stralen watermolecules apart breken. Maar tegelijkertijd, wordt het nieuwe water uitgezonden van het binnenstee gedeelte van de Aarde door vulkanische activiteit. De gecreeerde hoeveelheid water en de verloren hoeveelheid water zijn over hetzelfde.
Op een gegeven moment, is het totale volume van de wereld van water in vele verschillende vormen. Het kan, zoals in oceanen, rivieren en regen vloeibaar zijn; vast lichaam, zoals in gletsjers; of gasachtig, zoals in de onzichtbare waterdamp in de lucht. Het water verandert staten aangezien het rond de planeet door windstromen wordt bewogen. De windstromen worden geproduceerd door de het verwarmen activiteit van de zon. De luchtstromingscycli worden door de zon gecreeerd die meer op de evenaar dan op andere gebieden van de planeet glanzen.
De luchtstromingscycli drijven de watervoorziening van de Aarde door een cyclus van zijn, genoemd de hydrologic cyclus. Als vloeibaar water van de zonhitte, verdampt het water in damp in de lucht. De zon verwarmt de lucht, veroorzakend de lucht aan stijging van de atmosfeer. De lucht is koudere omhoog hoger, zodat aangezien de stijgingen van de waterdamp, het koelt, condenserend in druppeltjes. Wanneer genoeg druppeltjes op één gebied accumuleren, kunnen de druppeltjes genoeg zwaar worden om terug naar Aarde als precipitatie te vallen.
De hydrologic cyclus is belangrijk voor waterkrachtinstallaties omdat zij van waterstroom afhangen. Als er een gebrek aan regen dichtbij de installatie is, zal het water niet stroomopwaarts verzamelen. Zonder water die omhoog stroom verzamelen, planten minder waterstromen door de waterkracht en minder elektriciteit wordt geproduceerd.