اقتصاد دانش بنیان

تحول تکنولوژی هیدروپاور؛ گذشته و آینده ژنراتورها

هيدروپاور يا همان برق آبي با استفاده از قدرت آب به توليد برق مي پردازد. آب به عنوان يک منبع غني انرژي در گستره جهاني وجود دارد و در يک چرخه مداوم عمل مي کند. تبخير آب از روي درياچه ها و اقيانوس ها، رسوب آن با بارش برف و باران و باز تبخير دوباره آن، چرخه اي است که در نيروي گسترده آب جهان وجود دارد. در اين ميان بهره برداري از اين نيروي عظيم و توليد الکتريسيته از جمله اقداماتي است که سال هاست انسان از آن سود مي برد و با توليد برق آبي، يک منبع عظيم سوختي را توليد مي کند. روند کارايي اين سيستم نيز استفاده از انرژي جنبشي آب توسط توربين ها و ژنراتورهايي است که در نهايت نيروي آبي را به برق تبديل مي کنند.

تاريخ بهره برداري انسان از نيروي آب به هزاران سال پيش بازمي گردد. بشر از ديرباز به قدرت آب پي برد و سعي در استفاده از آن داشت. جالب است بدانيد که سابقه آسياب هاي آبي به دو هزار سال پيش برمي گردد که يونانيان براي آرد کردن گندم هاي خود آن را به کار بستند. در سال هاي 1700 تا 1800 ميلادي نيز کم کم نمونه هاي اوليه توربين هاي آبي راه اندازي شدند و در نهايت در دنياي امروزي توليد برق  آبي به يکي از ارکان جدايي ناپذير انرژي هاي تجديدپذير جهان تبديل شده است و محققان زيادي در مورد نحوه کارايي و استفاده از نيروي جنبشي آب براي توليد نيروي برق پاک تر تحقيق مي کنند. استفاده از نيروي برق آبي در قالب نيروگاه ها انجام مي گيرد که البته معمول ترين و قديمي ترين نمونه اين نيروگاه ها سدها هستند که به نيروگاه هاي توقيفي نيز مشهور هستند. نمونه هاي ديگر آن نيز نيروگاه هاي آبي انحرافي و تلمبه ذخيره اي هستند که نسبت به همتاي قديمي تر خود، کارايي بيشتر و بهتري دارند. در اين جا به طور مختصر به معرفي انواع نيروگاه هاي آبي به منظور توليد برق آبي مي پردازيم.

نيروگاه توقيفي

مي توان گفت رايج ترين نوع نيروگاه برق آبي، توقيقي يا Impoundment است که به طور معمول از طريق يک سيستم آبي بزرگ، آب رودخانه ها را در پشت يک سد ذخيره مي کند. آبي که از اين مخزن بزرگ آزاد مي شود، از طريق توربين هاي بزرگ در حال چرخش که به ژنراتورهاي فعال متصل هستند، توليد نيروي برق را امکان پذير مي کند.

نيروگاه انحرافي

برخلاف نيروگاه هاي توقيفي، نيروگاهاي انحرافي يا Diversion به احداث سد نياز ندارند. در واقع اين نيروگاه ها نيز از آب رودخانه  براي توليد برق استفاده مي کنند و ساختاري مشابه با همتاي قبلي خود دارند، اما تنها با ايجاد يک کانال يا يک آبگير در مسير رودخانه، بخشي از حجم آب آن را به منظور تسهيلات نيروي برق مورد استفاده قرار مي دهند.

نيروگاه تلمبه ذخيره اي

نيروگاه  تلمبه ذخيره اي به عنوان جديدترين روش بهره برداري از نيروي آب مورد استفاده قرار مي گيرد. اين نيروگاه ها در واقع مانند يک باتري عمل مي کنند، به اين صورت که برق توليد شده توسط منابع نيروي تجديدپذير ديگر مانند آب، نور خورشيد، باد يا انرژي هسته اي را براي استفاده هاي بعدي ذخيره مي کنند. اين ذخيره انرژي توسط پمپاژ نيروي آب انجام مي شود، به اين صورت که آب موجود در دو مخزن آبي که يکي در ارتفاع بالاتر و ديگري در ارتفاع پايين تر قرار گرفته اند، توسط يک پمپ ذخيره مي شود.

در واقع نيروگاه هاي تلمبه اي به منظور ذخيره کردن برق مازاد بر مصرف ايجاد شده اند؛ هنگامي که تقاضاي مصرف کم است، اين نيروگاه ها از طريق تلمبه آب از يک مخزن پايين تر به مخزن بالاتر، به ذخيره آن مي پردازند. تعيين ارتفاع مناسب بين دو مخزن اين نوع نيروگاه ها بسيار حائز اهميت است، چراکه امکان ذخيره نيروي آب در دو نوع ديگر نيروگاه هاي آبي وجود ندارد و به همين دليل نيز نيروگاه هاي تلمبه ذخيره اي، از انواع قديمي تر خود، کاربردي تر عمل مي کنند.

منبع: مجله دانش بنیان