Vízenergia – vízerőművek

A megújuló energiáról szóló poszt-sorozatunk hatodik részében a vízerőműveket mutatjuk be.

A vízenergia megújuló energiaforrás, amely a víz áramlásának vagy esésének energiáját hasznosítja. Ez az energiaforrás már az ókor óta ismert és használatos, mivel megbízhatósága és folyamatos rendelkezésre állása miatt alkalmas volt mezőgazdasági (öntözés, malmok) és ipari (például textilgyártás) alkalmazásokra. Napjainkban a vízenergia globális villamosenergia-termelés mintegy ötödét-hatodát adja. Környezetbarát energiaforrásként nem járul hozzá a szén-dioxid vagy más üvegházhatású gázok kibocsátásához.

A vízerőmű olyan létesítmény, amely a vízenergiát alakítja át villamos energiává. A világ vízerőműveinek összesített teljesítménye körülbelül 715 000 MW, ami 19%-át adja a Föld elektromos kapacitásának (2003-ban 16%), és a megújuló energiaforrások közül 2005-ben a 63%-ot képviselte. Bár a legtöbb vízienergiát nagy vízerőművek állítják elő, a kis vízerőművek (5 MW teljesítményig) is fontos szerepet játszanak, különösen Kínában, ahol a világ kis vízerőművi kapacitásának több mint fele található.

A vízerőművek típusai

Duzzasztós vízerőmű: A legelterjedtebb típus, amely egy gáttal elrekesztett folyó vagy patak felduzzasztott vizének energiáját használja fel. A vízenergia mennyisége függ a víz mennyiségétől és az esés magasságától. Az esés nagysága határozza meg a víz potenciális energiáját, amelyet különleges csövek és turbinák segítségével alakítanak át villamos energiává. Ez az erőmű egyenletes üzemmódban is működhet, de csúcsidőszakokban is használható, amikor a víz áramlásának szabályozásával változtatható a teljesítmény.

Szivattyús-tározós erőmű: Ezek az erőművek elsősorban energiatárolásra szolgálnak. Két különböző magasságú tározó közötti vízmozgást használják fel energiatermelésre csúcsidőszakokban, míg alacsony fogyasztás idején a vizet visszaszivattyúzzák a felső tározóba. Bár a rendszer összességében veszteséges, a csúcsidőszakban eladott energia magasabb ára és az alap- és atomerőművek hatékonyabb működése miatt gazdaságilag előnyös.

Folyóvizes erőmű: Ez a legősibb típus, amely a folyók vagy patakok áramló vizének energiáját használja fel. Már az ókori Kínában, Egyiptomban és Mezopotámiában is vízkerekeket használtak, amelyekkel mechanikai munkát végeztek, például vizet emeltek vagy malmokat hajtottak. Az ipari forradalom idején, a gőzgép megjelenése előtt, fonógépek és szövőgépek hajtására is használták. Ma is találkozhatunk ilyen kis teljesítményű áramfejlesztő erőművekkel a fejlődő országokban.

Föld alatti vízerőmű: Magas szintkülönbségű természetes vízfolyások esetén, mint például vízeséseknél vagy hegyi tavaknál, alagutakat építenek, hogy a vizet a turbinákon keresztül vezessék át. Ilyen megoldást alkalmaztak Bécsben is, ahol a Duna és az Új Duna mintegy 3,8 méteres szintkülönbségét használták ki egy gátba beépítve, amelyen keresztül eddig egyszerűen csak elvezettek a vizet.

Árapályerőmű: Ezek az erőművek a tenger napi árapályváltozásainak szintkülönbségét használják ki, amelyet adott esetben energiatárolásra is fel lehet használni a napi csúcsfogyasztás kiegyenlítésére.

Hullámerőmű: Az ilyen típusú erőművek a tenger hullámainak energiáját hasznosítják, általában a parthoz közel, de akár a nyílt tengerre is telepíthetők. Alkalmazásuk fő nehézségeit a sós víz korróziós hatása, illetve a tengeri viharok romboló ereje jelentik.

Tengeráramlat-erőmű: Ezek az erőművek, amelyek a tengeráramlatok mozgási energiáját alakítják át villamos energiává. Előnyük, hogy a tengeri áramlatok nem szünetelnek, a nehézséget az jelenti, hogy megfelelően védett mélységben kell őket elhelyezni, ahol azonban már gyengébb az áramlás, mint a felszínen, és nehezebb a megtermelt áramot is eljuttatni a felhasználási helyre.