Energia regenerabila a apei

Text-only Preview

Energia regenerabilƒ a apei














Energia regenerabilă se referă la forme de energie produse prin transferul energetic al
energiei rezultate din procese naturale regenerabile.

Energia regenerabilă este cea care se regenerează, se reînoiește, în mod natural într-o
perioadă relativ scurtă de timp, derivată fiind dintr-un spectru larg de resurse, precum: energia
hydraulică, eoliană, solară, geotermală și din biomasă (resturi menajerem municipale, din
industrie și agricultură).

Apa determină natura lunii fizice și biologice pe planeta noastră și reprezintă cea mai
importantă substanță chimică. Apa este un constituent major al organismelor și al mediului
înconjurător în care trăim. Ea se găsește în toate cele trei stări de agregare sub formă de vapori
în atmosferă, sub formă lichidă în râuri, mări și oceane și sub formă solidă în gheață și
zăpadă1.

Energia apei cuprinde energia hidraulică (energia apelor curgătoare) și energia
mareelor.

Hidroenergie, energie hidraulică sau puterea apei este puterea care este derivată din
forța sau energia de a trece apă, care poate fi exploatată în scopuri utile. Înainte de
disponibilitatea pe scară largă a energiei electrice comerciale, hidroenergia a fost utilizată
pentru irigare și funcționarea diferitelor mașini, cum ar fi mori de apă, mașini textile, gatere,
stații de andocare macarale, pe piața internă și ascensoare.


Energia hidraulică


Energia hidraulică exploatează puterea obținută din căderea naturală a apelor
curgătoare. Aceasta reprezintă capacitatea unui sistem fizic (apa) de a efectua un lucru
mecanic la trecerea dintr-o stare în altă stare (curgere). Conversia energiei hidraulice în
energie electrică nu este poluantă, presupune cheltuieli relativ mici de întreținere, nu există
probleme legate de combustibil și constituie o soluție de lungă durată.

Datorită circuitului apei în natură întreținut de energia soarelui, este considerată o
formă de energie regenerabilă.

Energia hidraulică este de fapt o energie mecanică, formată din energia potențială a
apei dată de diferența de nivel între lacul de acumulare și centrală, respectiv din energia
cinetică a apei în mișcare.
Avantajele și dezavantajele energiei hidro sunt:
 Avantajul economic, randament ridicat, preț de cost redus, având o viață lungă;
 Avantajul ecologic, nu poluează mediul înconjurător;
 Uneori pot genera conflicte când sunt amplasate în parcuri naționale sau când nivelul
apei barajului acoperă localități.

1 http://playenergy8d.blogspot.com/2009_03_01_archive.html

Hidrocentralele asigură producerea a 19% din energia electrică la nivel mondial.
Astfel, peste 99% din totalul energiei produse în Norvegia provine din forța apei. Brazilia
produce energie hidraulică de peste 90% din totalul de energie electrică necesară acestei țări.
Noua Zeelandă produce peste 75% din energia necesară din apele sale. Țările din America
Latină produc energie hidraulică în proporție de peste 50% din potențialul lor.
Exploatarea acestei energii se face curent în hidrocentrale, care transformă energia
potențială a apei în energie cinetică, pe care apoi o captează cu ajutorul unor turbine
hidraulice care acționează generatoare electrice care o trasformă în energie electrică.
Prin potențial hidroenergetic se înțelege energia echivalentă corespunzătoare unui
volum de apă într-o perioadă de timp fixată (1 an) de pe o suprafață (teritoriu) precizată.
Potențialul hidroenergetic se poate clasifica în mai multe categorii:
 Potențial hidroenergetic teoretic (brut):
 De suprafață;
 Din precipitații;
 Din scurgere;
 Potențial theoretic liniar (al cursurilor de apă);
 Tehnic amenajabil;
 Economic amenajabil.
Sursa hidro poate fi considerată prima sursă regenerabilă de electricitate. Potențialul
mondial reprezintă un avantaj care trebuie exploatat. Producția ed energie hidro la începutul
anilor 2000 a fost de 2.700 TWh pe an, cu o putere instalată de 740 GW. Ea poate ajunge la
8.100 TWh în anul 2050 prin dublarea competitivă economic a puterii instalate. Tehnic
exploatabili sunt 14.000 TWh din potențialul teoretic de 36.000 TWh2.



Amenajări hidroenergetice


Prin amenajarea hidroenergetică se înțelege complexul de construcții și instalații cu
ajutorul cărora se realizează concentrarea energiei hidraulice a unui curs de apă și
transformarea ei în energie electrică.


Roți hidraulice


















O roată hidraulică utilizează energia râurilor pentru a produce direct lucru mecanic:
 La debite mici se exploatează în principal energia potențială a apei. Se folosesc roți pe
care sunt montate cupe, iar aducțiunea apei se face în partea de sus a roții, apa
umplând cupele.

2 http://www.mangus.ro/html/Energiile%20regenerabile.htm

2

 La debite mari se exploatează în principal energia cinetică a apei. Se folosesc roți pe
care sunt montate palete, iar aducțiunea apei se face în partea de jos a roții, apa
umplând paletele.

Hidrocentrale

















O hidrocentrală este o centrală electrică folosită pentru a transforma energia mecanică
produsă de apă în energie electrică. Aceasta reprezintă un ansamblu de clădiri și echipamente
electrice și mecanice din cadrul unei amenajări hidroenergetice.
Centralele hidroelectrice au cele mai reduse costuri de exploatare și cea mai mare
durată de viață în comparație cu alte tipuri de centrale electrice. Există o experiență de peste
un secol în realizarea și exploatarea lor, ceea ce face ca ele să atingă niveluri foarte înalte de
performanțe tehnice și economice.
Primele centrale hidroelectrice apar în plin triumf al aburului și al febrei pentru
perfecționarea motoarelor cu combustie internă. Ele au fost contruite în Marea Britanie (1881)
și apoi în SUA (1895).
Potențialul unei exploatări hidroelectrice depinde atât de cădere, cât și de debitul de
apă disponibil. Cu cât căderea și debitul disponibile sunt mai mari, cu atât se poate obține mai
multă energie electrică.
Din punct de vedere constructiv, centrala hidroelectrică cuprinde3:
 Sala mașinilor: turbinele și generatoarele, sau numai generatoarele;
 Infrastructura: susține echipamentul principal și turbinele;
 Sala de comandă: cuprinde aparatajul de comandă, control și semnalizare;
 Încăperi anexe și postul de transformare.
Printr-un baraj de acumulare a apei pe cursul unui râu unde poate fi prezentă și o
cascadă se realizează acumularea unei energii potențiale, transformată în energie cinetică prin
rotirea turbinei hidrocentralei. Această mișcare de rotație va fi transmisă mai departe printr-un
angrenaj de roți dințate generatorului de curent electric, care prin rotirea rotorului
generatorului într-un camp magnetic, va transforma energia mecanică în energie electrică.

3 http://www.slideshare.net/hidr/energia-hidraulica-1620058

3


Hidrocentralele moderne au un randament ridicat prin intermediul turbinelor și
generatoarelor ce pot realiza un randament de până la 90%.


Microcentrale și picocentrale hidraulice












Prin microcentrală hidraulică se înțelege o hidrocentrală cu puterea instalată de 5-100
kW, iar o picocentrală hidraulică are o putere instalată de 1-5 kW.
Costul unei microcentrale nu este mic și soluția este recomandabilă doar pentru zone
izolate, care nu dispun de linii electrice. Acestea se pot instala pe râuri relativ mici, dar,
datorită fluctuațiilor sezoniere de debit ale râurilor, în lipsa barajului debitul râului trebuie să
fie considerabil mai mare decât cel prelevat pentru microcentrală.


Centrale mareomotrice

O centrală mareomotrică recuperează energia mareelor.
Modurile de exploatare a energiei mareelor sunt:
 Centrale fără baraj – utilizează numai energia cinetică a apei, similar cum morile de
vânt utilizează energia eoliană;
 Centrale cu baraj – exploatează energia potențială a apei, obținută prin ridicarea
nivelului ca urmare a mareei.



4

Instalații care recuperează energia valurilor

Valurile reprezintă imense zăcăminte de energie. Puterea medie anuală pe coasta
Oceanului Atlantic este cuprinsă între 15 și 80 kW/m de coastă. Energia valurilor nu se poate
folosi însă pe scară largă.
Pentru recuperarea energiei valurilor se pot folosi scheme similare cu cele de la
centralele mareomotrice cu baraj, însă,


Energia mareelor

Energia mareelor este energia ce poate fi captată prin exploatarea energiei potențiale
rezultate din deplasarea pe verticală a masei de apă la diferite niveluri sau a energiei cinetice
datorate curenților de maree. Energia mareelor rezultă din forțele gravitaționale ale Soarelui și
Lunii, precum și ca urmare a rotației terestre4.
Acest tip de energie poate fi utilizată pentru a produce electricitate. În Franța, uzina de
profil de la Rance (240 MW) a pus în practică această tehnică de producere a electricității.
Alte proiecte importante sunt studiate în Canada sau Anglia.






















Student: Bulancea Nicoleta-Teodora







Grupa: 641

4 http://www.sunenergyconsulting.ro/

5