Wasserkraft und Wasserkraft aus bewegtem Wasser

Wasserkraft und Wasserkraft aus fließendem Wasser

hydro power iconDer verallgemeinerte Begriff Wasserkraft kann verwendet werden, um sich auf jede Art von Wasserenergie zu beziehen. Wasserkraft ist keine neue erneuerbare Energietechnologie, sie wird seit Jahrhunderten genutzt und zusammen mit der Verbrennung von Holz für Licht und Heizung wurde Wasserkraft als Hauptquelle zur Erzeugung mechanischer Energie verwendet, wobei Flusswasser umgeleitet wurde, um große Wasserräder zu drehen .

Flusswasser, das einen Berg von einer höheren Ebene zu einer niedrigeren Ebene hinunterfließt, enthält in sich potentielle Energie, und aufgrund dieses Gefälles, das als „Kopf“ bezeichnet wird, wird es beim Abwärtsfließen in kinetische Energie umgewandelt. Gemeinsam tragen diese Energieformen zu dem bei, was wir „Wasserkraft“ nennen. Es ist eine erneuerbare Energiequelle, weil es auf natürliche Weise kontinuierlich erneuert wird.

Es wird geschätzt, dass Wasserkraftwerke mit dem Namen "Hydroelectric Power Plants" leisten weltweit den größten Beitrag zu Strom aus erneuerbaren Quellen, und es wird geschätzt, dass über 15 % des weltweiten Stroms aus solchen Wasserkraftwerken erzeugt wird.

Wasserkraftwerke werden auch als „Run-of- Fluss” Kraftwerke, nutzt die natürliche Strömung und das Höhengefälle eines Flusses, um ein Wasserrad oder eine Wasserturbine zu drehen. Ein Wasserrad ist eine einfache Maschine, die eine Form von kinetischer Energie, die Bewegung von fließendem Wasser, in eine andere Art von kinetischer Energie, die Rotation einer Welle, umwandelt.

Hydro Power WaterwheelHydro Power Device

Im Allgemeinen wird in einem kleinen Hydro-Run-of-River-System Wasser aus einem Fluss durch das Gebäude umgeleitet eines Umleitungswehrs, das Wasser aus einem Fluss in einen Einlass leitet, der dann durch einen Hydrogenerator fließt und das Wasser dann in einiger Entfernung zurück in den ursprünglichen Fluss zurückführt.

Wasserkraft wird erzeugt, indem einfach ein sich bewegendes Wasser verwendet wird, um ein Wasserrad zu drehen, das sich unter einer fließenden Wasserquelle befindet.

Ein Wasserrad, das eine Art Schaufelrad ist, das daran befestigt ist Ein fester Rotor oder eine Achse, der in der Strömung eines Flusses oder Baches platziert wird, fängt das fließende Wasser in Eimern auf, die am Rad befestigt sind, und das Gewicht des Wassers bewirkt, dass sich das Rad dreht.

Wasserräder wandeln die potenzielle Energie (Schwerkraft) des Wassers in Bewegung um, die dann die Turbine antreibt, und die Umdrehungen der Turbine wandeln mechanische Energie durch den Generator in Strom um.

Das Erzeugungspotential eines Standorts ist ausreichend Strommenge hängt von drei Hauptfaktoren ab: der Wassersäule, dem verfügbaren Wasserfluss und den Niederschlagseigenschaften des Standorts, denn ohne Regen gibt es kein Wasser.

Die Wassersäule bezieht sich auf das senkrechte Gefälle von der Wasseraufnahme oben bis zur Position der Turbine oder des Wasserrads unten. Der Wasserdurchfluss wird normalerweise als Wasservolumen in Kubikmetern pro Sekunde oder Litern pro Sekunde ausgedrückt und bezieht sich auf die Wassermenge, die vom System zum Antreiben der Wasserturbine verbraucht wird.

Die aus der Wasser hängt von der Wassermenge und dem Höhenunterschied zwischen Quelle und Abfluss ab. Daher ist die Menge an produzierter Wasserkraft proportional zum Produkt aus Förderhöhe x Durchfluss.

Einer der größten Vorteile eines Wasserkraftwerks ist seine Fähigkeit, Energie zu speichern. Das Wasser in einem Reservoir ist schließlich gespeicherte Energie. Wasser kann in einem Reservoir gespeichert und bei Bedarf für die Stromerzeugung freigesetzt werden. Aber Laufwasserkraftwerke sind solche mit kleineren Speicherkapazitäten, die es unmöglich machen, Wasser zu speichern.

Solange der Fluss jedoch über ausreichende Wassermengen verfügt, können erhebliche Mengen an Wasserkraft erzeugt werden. Der Nachteil ist, dass viel mehr Strom in Zeiten hoher saisonaler Flüsse, in den Wintermonaten mit schmelzendem Schnee und viel weniger in den trockeneren Sommermonaten erzeugt wird.

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Mit einer wachsenden DIY-Community und einer ständig wachsenden Interesse an umweltfreundlicher “grüner Energie” Alternativen gibt es viele Heimwerker und Bastler, die ihre eigenen Wasserkraftwerke aus alten Wassermühlen, aus Bausätzen oder von Grund auf neu gebaut haben.

Alles, was Sie brauchen, ist ein Fluss oder Bach, durch den genügend Wasser mit der richtigen Durchflussrate fließt, um Turbinen und Generatoren zu versorgen, und Sie können ein Wasserkraftwerk für Ihr Zuhause oder Ihr Unternehmen einrichten. Genau wie bei einer Solarenergie- und/oder Windenergieanlage.

Kleine Wasserkraftwerke können als Quelle kostengünstiger erneuerbarer Energie an herkömmliche elektrische Verteilungsnetze angeschlossen werden. Alternativ können kleine Wasserkraftprojekte in abgelegenen Gebieten wie Berghütten, Bauernhöfen usw. gebaut werden, wo es kein nationales Stromnetz gibt.

Mikro-Wasserkraftsysteme ergänzen photovoltaische Solarenergiesysteme, da in vielen Gebieten Wasser fließt , und damit die verfügbare Wasserkraft, ist im Winter am höchsten, wenn die Sonnenenergie minimal ist. Der Vorteil eines Wasserkraftsystems besteht darin, dass wie bei der Erzeugung erneuerbarer Energien die Umweltverschmutzung und der Verbrauch fossiler Brennstoffe reduziert werden, aber in der Regel immer noch Umweltkosten für die Herstellung des Wasserrads und des Generators entstehen.

Die Vorteile der Wasserkraft lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Es ist eine erneuerbare Energiequelle, die fossile Brennstoffreserven spart.
  • Es ist eine saubere Energiequelle, weil es keine schädlichen gibt Luftverschmutzung oder damit verbundene Probleme mit radioaktivem Abfall.
  • Da Wasserkraft kein Kohlendioxid erzeugt, trägt sie nicht zu Treibhausgasen und zur globalen Erwärmung bei.
  • Wasserräder und Wasserturbinen können für niedrige Leiter der Stromerzeugung.
  • Die durchschnittlichen Kosten für Erzeugung, Betrieb und Wartung über die Lebensdauer sind niedriger als bei allen anderen Energiequellen, aber es gibt hohe Anfangskapitalkosten .
  • Wasserkraft hat im Vergleich zu anderen Arten erneuerbarer Energiesysteme einen höheren Wirkungsgrad (über 90 %).

Trotz dieser Vorteile gibt es ein paar Einschränkungen oder Nachteile der Wasserkraft, insbesondere von großen Wasserkraftwerken:

  • Die Verfügbarkeit von Wasserkraft ist aufgrund der Verfügbarkeit von Wasser und Fallhöhe auf hügelige oder vorgebirgige Gebiete beschränkt.
  • In hügeligen Gebieten ist es schwierig, die für den Bau der Anlage erforderlichen schweren Geräte und Maschinen zu transportieren.
  • In nördlichen und bergigen Klimazonen können Wasserräder einfrieren und stehen bleiben bei kaltem Wetter, wenn die Wasserversorgung gefroren ist.
  • Zusätzliche Investition für die Installation langer Kabelwege und Übertragungsleitungen vom Generator bis zum Ort, an dem der Strom benötigt wird .
  • Beinhaltet häufig die Aufstauung großer Wassermengen mit dem Verlust des Lebensraums aufgrund von Landüberflutung.
  • Die Rehabilitierung und Wiederherstellung von Menschen und Aktivitäten in untergetauchten Gebieten ist immer a Anlass zur Sorge.
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Einer der Hauptnachteile der Installation von Wasserrädern oder Wasserturbinen zur Erzeugung von Wasserkraft besteht darin, dass der Bau von Wasserkraftwerken, selbst in kleinem Maßstab, im Mikromaßstab oder als Teil eines DIY-Projekts, für die Menge an Energie, die sie produzieren können, teuer sein kann.

Der größte Teil der Kosten liegt in der Installation hochwertiger Turbinen, die zur Stromerzeugung benötigt werden. Zum Beispiel die Getriebe, die benötigt werden, um kinetische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, und die Generatoren, die benötigt werden, um die mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.

Wenn der Wasserdurchfluss jedoch hoch ist, ist die erzeugte Energiemenge hoch eher die Kosten rechtfertigen, aber wenn der Fluss niedrig ist, ist die erzeugte Strommenge die Kosten möglicherweise nicht wert.

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