بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه یکی از مهمترین چالشها در برابر برنامهریزان و توسعه اقتصادی کشور، بحران انرژی و نحوه تأمین آن است.وارد نمودن و در نظر گرفتن نیروگاههای برقآبی کوچک در برنامه انرژی کشور موجب رونق اقتصادی بخصوص در روستاها و مناطق محروم شده و فعالیتهای صنعتی و تجاری را در روستاها تشدید کرده و از مهاجرت روستاییان به شهرهامیکاهد.
همچنین محدودیت ذخایر فسیلی، حفظ محیط زیست و بهبود آن، ازدیاد جمعیت، رشد اقتصادی و ضریب مصرف بالا، ایجاد اشتغال در منطقه، ایجاد قطبهای صنعتی و تجاری کوچک، عدم وابستگی به خارج، تولید انرژی ارزان، صرفهجویی در ارز به علت تکنیک ساده ساخت و بهره برداری از نیروگاه برق آبی کوچک و همچنین تلفات شبکههای توزیع برق، همگی مباحثی هستند که یافتن راهکارهای مناسب در حل معضلات انرژی الکتریکی را از این طریق، برای برنامه ریزان اجتناب ناپذیر میکند.
در این راستا یافتن روشها و تکنولوژیهای برتر در ساخت نیروگاههای برقآبی و معرفی الگوهای جدید و دسترسی به منابع انرژی تجدیدپذیر در تأمین نیازهای حال و آینده بایستی مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق به ارزیابی روشها و تکنولوژیهای مدرن در انرژی آبی پرداخته شده است.
-1 مقدمه
انرژی آبی مانند انرژی خورشیدی، جزو منابع انرژی تجدیدپذیر و طبیعی است. انرژی آبی دارای بالاترین راندمان تبدیل به سایر انواع انرژی ها و همچنین بیشترین نرخ بازگشت سرمایه اولیه می باشد. این نوع از انرژی، معمولا دارای هزینه های سرمایه گذاری اولیه زیادی است؛ اما در عوض دارای هزینه عملکرد کم و چرخه حیات طولانی مدت - بین 50 تا 100 سال - می باشد. در حال حاضر تنها 1 درصد از کل انرژی الکتریسیته مصرفی در کشور از طریق نیروگاه های برق آبی تأمین می شود و این امر ضرورت توسعه انرژی آبی را نشان می دهد.
امروزه در برخی از کشورها، انرژی آبی یک عامل شتابدهنده برای توسعه اقتصادی و اجتماعی محسوب میشود. براساس اطلاعات انتشار یافته توسط بانک جهانی، نیروگاه های برق آبی می توانند نقش مهمی در توسعه اقتصادی، بخصوص در کشورهای در حال توسعه ایفا کنند. در این بین استفاده از روشها و تکنولوژی هایبه روز و کارآمد در احداث نیروگاههای برقآبی، موجب توسعه روزافزون انرژی آبی می شود و در نهایت مصرف سوخت های فسیلی و انتشار آلاینده ها در اتمسفر کاهش خواهد یافت
2 -انواع نیروگاههای برقآبی
نیروگاه های برق آبی معمولا براساس نحوه عملکرد و نوع جریان به سه گروه مهم طبقه بندی می شوند: جریان - رودخانه ای - 1ROR - ، مخزنی و پمپ ذخیره ای. این نیروگاه ها عمدتا برای مصارف مختلف و در مکان های متفاوتی احداث می گردند. نیروگاه برق آبی دارای مخزن، نیروگاه برق آبی ذخیره ای نیز نامیده می شود که می تواند مقدار قابل توجهی انرژی الکتریسیته تولید کرده و تحویل دهد. این نوع از نیروگاه های برق آبی می تواند دارای کاربردهایی از جمله تولید بار پایه، بار پیک و ذخیرهانرژی باشد و یا به عنوان یک سیستم تنظیم کننده برای سایر منابع تولید الکتریسیته به کار گرفته شود. معمولا نیروگاه برق آبی مخزنی زمانی شروع به تولید الکتریسیته می کند که تقاضا برای بار پیک وجود داشته باشد.
نیروگاه های جریان رودخانه ای دارای آبگیر کوچکی بوده و فاقد مخزن برای ذخیره آب هستند. البته برخی از این نیروگاه ها می توانند مخزن کوچکی نیز داشته باشند که در این حالت به عنوان نیروگاه آبگیری یا حوضچه ای شناخته می شوند. در این نیروگاه ها تولید انرژی الکتریسیته از چرخه آبی - سیکل هیدرولوژی - تبعیت می نماید. برای نیروگاه های جریان-رودخانه ای، تولید انرژی الکتریسیته با توجه به میزان آب موجود از یک جریان کوچک در یک شاخه فرعی تا جریان پایه در رودخانهای بزرگ متغیر است
در ادامه هر یک از نیروگاه ها به صورت جداگانه مورد بررسی قرار میگیرند:
1-2 نیروگاههای جریان - رودخانهای
نیروگاه های جریان رودخانه ای انرژی مورد نیاز خود را از جریان آب رودخانه ها فراهم نموده و معمولا دارای یک مخزن ذخیره کوتاه مدت - ساعتی، روزانه یا هفتگی - هستند که موجب سازگاری میزان تقاضای انرژی با میزان تولید الکتریسیته می شود. این نیروگاهها عمدتا به عنوان نیروگاه تولیدکننده بار پایه شناخته میشوند. شکل 1 نمایی از یک نیروگاه جریان - رودخانهای را نشان میدهد.
شکل .1 نیروگاه جریان رودخانه ای شیواسامودرام در کشور هند
در این نوع از نیروگاه های برق آبی، قسمتی از جریان آب رودخانه توسط یک کانال یا خط لوله - پنستاک - 1 به سمت توربین منحرف میشود.
درنیروگاههای جریان - رودخانهای، تولید انرژی الکتریسیته تحت تأثیر میزان بارندگی در حوزه آبریز قرار داشته و در نتیجه دارای تغییرات روزانه، ماهانه یا سالانه می باشد. این نیروگاه ها به علت عدم استفاده از مخزن در کنار رودخانه هااحداث می گردند که در این حالت به عنوان منابع تناوبی انرژی شناخته می شوند. نیروگاه های جریان رودخانه ای به هزینه سرمایه گذاری کمی نیاز داشته و اثرات زیستمحیطی ناچیزی نیز دارند
-2-2 نیروگاه برقآبی مخزنی
یکی از مشکلات و معایب نیروگاه های جریان رودخانه ای این است که تولید انرژی الکتریسیته در ایننیروگاه ها تحت تأثیر نوسانات سطح آب رودخانه قرار دارد؛ ولی در نیروگاه های برق آبی مخزنی به علتوجود مخازن ذخیره آب، این مشکل برطرف شده است. محل قرارگیری نیروگاه در کنار سد یا در پایین دست آن میباشد.
