Waterkrachtcentrales zijn faciliteiten die gebruik maken van de waterstroom om elektrische energie op te wekken. Deze fabrieken worden beperkt door de bijzonderheden en kenmerken van hun regio's, aangezien de topografie van het land zowel de civiele werken als de keuze van machines bepaalt. Er zijn verschillende soorten waterkrachtcentrales afhankelijk van de locatie, capaciteit en wijze van energieopwekking. In dit artikel gaan we dieper in op de soorten waterkrachtcentrales, hoe ze werken en wat hun voordelen zijn.
Wat is een waterkrachtcentrale?
Een waterkrachtcentrale is een voorziening die is ontworpen om elektriciteit op te wekken uit water dat in een reservoir is opgeslagen. Het generatieproces begint wanneer water, vrijgekomen vanaf een aanzienlijke hoogte, door een turbine stroomt die de potentiële energie van het water omzet in mechanische energie. Deze mechanische energie wordt later met behulp van een dynamo omgezet in elektriciteit.
Het doel van het opvangsysteem is om een helling te creëren waardoor de geaccumuleerde potentiële energie van het water kan worden gebruikt. Wanneer water door de turbine stroomt, ontstaat er een roterende beweging die de dynamo inschakelt en zo elektriciteit produceert.
Waterkrachtcentrales bestaan uit verschillende essentiële componenten:
- Krik: Zijn functie is om water in het reservoir vast te houden. Inclusief een overloop om overtollig water zonder schade af te voeren.
- Turbine: Ze zetten de energie van water om in kinetische energie.
- alternator: Zet kinetische energie om in elektriciteit.
- Pijpleidingen: Ze sturen de waterstroom naar de plant.
- kleppen: Ze controleren de doorgang van water om overstroming te voorkomen.
Bovendien zijn er in grote energiecentrales mechanismen bekend als energievernietigers, die verantwoordelijk zijn voor het afvoeren van de overtollige kracht van het water om schade aan de structuur en het omliggende terrein te voorkomen.
Soorten waterkrachtcentrales
Waterkrachtcentrales kunnen worden geclassificeerd op basis van hun vermogen en de locatie van de faciliteiten. Afhankelijk van de hoeveelheid energie die ze kunnen produceren en hun opslagcapaciteit kunnen we spreken van de volgende soorten planten:
- Waterkrachtcentrales met hoog vermogen: Met een capaciteit groter dan 10 MW.
- Mini-waterkrachtcentrales: Ze produceren tussen 1 MW en 10 MW.
- Micro-waterkrachtcentrales: Elektriciteitscentrales met een capaciteit van minder dan 1 MW, gebruikt in kleine gemeenschappen of voor eigen verbruik.
Er zijn ook andere classificaties van waterkrachtcentrales, voornamelijk gebaseerd op hun locatie en de manier waarop ze de waterstroom beheren. Deze omvatten:
- Continue stroom: Deze planten hebben niet de capaciteit om water op te slaan. Ze stromen rechtstreeks van de rivierstroom af, wat betekent dat ze tijdens droogtes minder effectief zijn.
- Reservoir of opslag: Ze gebruiken dammen om grote hoeveelheden water op te slaan, waardoor de waterstroom kan worden gecontroleerd en de energieopwekking kan worden gereguleerd.
- Aan de voet van de dam: Ze worden direct aan een rivier of meer gebouwd, waarbij de dam als natuurlijk reservoir fungeert.
- Pomp- of omkeerbare installaties: Deze planten slaan water op in reservoirs op verschillende niveaus. In tijden van lage vraag wordt water naar het bovenste reservoir gepompt en tijdens piekvraag wordt het vrijgegeven om extra energie op te wekken.
Werking van de verschillende soorten waterkrachtcentrales
De werking van een waterkrachtcentrale varieert afhankelijk van het type, hoewel ze allemaal het principe volgen van het benutten van de energie in het water om elektriciteit op te wekken.
- Continue stroom: Bij dit soort installaties wordt een deel van het rivierwater via een inlaat omgeleid naar een kanaal of leiding die het naar de turbines leidt. Zodra de elektriciteit is opgewekt, wordt het water teruggevoerd naar de rivierbedding.
- Centraal aan de voet van de dam: Dit type maakt gebruik van een reservoir in een rivier of meer. Water wordt gereguleerd via poorten om turbines te laten draaien en elektriciteit op te wekken.
Gepompte waterkrachtcentrales
Pompcentrales zijn een speciaal type waterkrachtcentrale. Ze werken als een gigantische batterij, waarbij energie wordt opgeslagen door tijdens de daluren water uit een lager reservoir naar een hoger reservoir te pompen en dat water vervolgens vrij te geven om elektriciteit op te wekken tijdens piekuren.
Dit systeem verbetert de elektriciteitsopwekking en maakt het gebruik van andere energiebronnen flexibeler. Bovendien zijn pomp- en vrijgavecycli een cruciaal hulpmiddel bij het balanceren van het elektriciteitsnet.
Voordelen van waterkracht:
Waterkrachtenergie is een hernieuwbare, schone en efficiënte energiebron, met verschillende voordelen op zowel energie-, milieu- als economisch vlak:
- Hernieuwbaar en niet-vervuilend: Omdat het water gebruikt, een natuurlijke en hernieuwbare bron, stoot het geen broeikasgassen of andere verontreinigende stoffen uit.
- Lage bedrijfskosten: Hoewel de initiële investering hoog is, zijn de exploitatie- en onderhoudskosten laag, omdat de turbines en apparatuur een lange levensduur hebben en weinig toezicht vereisen.
- Controle van de watervoorraden: Dammen kunnen de stroming van rivieren reguleren en bijdragen aan de bescherming tegen overstromingen, de drinkwatervoorziening en landbouwirrigatie.
- Hoge energie-efficiëntie: Vergeleken met andere technologieën is de omzetting van waterenergie zeer efficiënt, waardoor met weinig middelen grote hoeveelheden elektriciteit kunnen worden opgewekt.
Naast deze voordelen bieden waterkrachtcentrales ook andere voordelen op lokaal niveau, zoals de aanleg van wegen en recreatiegebieden die het toerisme bevorderen, en in sommige gevallen verbeteringen in de riviernavigatie.
Samenvattend zijn waterkrachtcentrales een zeer competitieve optie binnen de duurzame energiesector vanwege hun vermogen om tegen lage kosten energie op te wekken, hun flexibiliteit om aan de vraag te voldoen en hun relatief lage impact op het milieu als ze op de juiste manier worden beheerd.