10 įdomių faktų apie hidroenergiją, kurių galbūt nežinojote: kuo hidroelektrinės lenkia atomines jėgaines, kada pirmoji pastatyta Lietuvoje ir kaip hidroenergija virsta dyzelinu?

10 įdomių faktų apie hidroenergiją, kurių galbūt nežinojote: kuo hidroelektrinės lenkia atomines jėgaines, kada pirmoji pastatyta Lietuvoje ir kaip hidroenergija virsta dyzelinu?

Atsinaujinanti energetika mums yra labai svarbi. Jai skiriamos didžiulės investicijos, ji nuolat auga, o ir technologijos vis tobulėja. Pastebimiausia atsinaujinančios energetikos rūšis yra vėjo energija, tačiau ne ką mažiau svarbios yra ir hidroelektrinės. Štai 10 įdomių faktų apie hidroenergiją, kurių tikriausiai nežinojote.

Įdomius faktus NODUM stengiasi pateikti kiekvieną pirmadienį. Praeitą kartą siūlėme paskaityti kelias įdomybes apie ledus. Kviečiame prisiminti ir tą straipsnį. O jei norėtumėte daugiau sužinoti apie vėjo energiją, siūlome 10 įdomių faktų apie vėjo jėgaines. Na, o dabar – prie hidroenergijos.



Hidroenergija naudojama jau labai ilgą laiką. Hidroenergija – tai bet koks vandens judėjimo mechaninės energijos panaudojimas darbui dirbti. Dabar tą darbą suprantame tik kaip elektros energijos gamybą, tačiau anksčiau tai buvo malūnų, siurblių, kūlimo ir kitokių mašinų sukimas. Pirmieji duomenys apie hidroenergijos panaudojimą yra bent 2500 metų senumo – Indijoje vandens malūnuose buvo malami grūdai. Romos Imperijoje hidroenergija buvo naudojama ne tik miltams gaminti, bet ir medienai pjauti. Senovės Kinijoje vandens ratai suko primityvias vandens pompas. Buvo naudojami ne tik vandens ratai – prieš beveik 2000 metų iš vandens rezervuaro paleistos bangos leido atskirti iš kasyklų ištrauktus mineralus. Pirmosios hidroelektrinės pastatytos 1876-1881 metais Laufene, Vokietijoje ir Greisaide, Jungtinėje Karalystėje.

Anksčiau hidroenergija daugiau naudota malūnams ir kitiems įrengimams sukti. (Lisa Jarvis, Wikimedia (CC BY-SA 2.0)

Kada hidroenergija panaudota Lietuvoje? Lietuvoje nestinga upių ir upelių, bet jie nėra labai sraunūs. Visgi, jų pilnai pakanka nedideliems mechanizmams sukti. Pirmieji vandens malūnai tikriausiai atsirado 14 amžiuje, o 1841 metais Lietuvoje buvo 532 hidrojėgainės, sukančios įvairių fabrikų mechanizmus. Pirmoji prie tinklo prijungta hidroelektrinė Lietuvoje pastatyta 1910 metais Anykščiuose. Tačiau pirmasis hidrogeneratorius įrengtas dar 1903 metais prie Virvytės upės Kairiškių dvaro popieriaus fabrike.

Šiuo metu Lietuvoje galingiausia hidroelektrinė yra Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė. Ji naktį, kai elektros poreikis yra sumažėjęs, panaudoja perteklinę kitų elektrinių energiją vandeniui į viršutinį rezervuarą pumpuoti. Dienos metu vanduo per turbinas leidžiamas žemyn ir taip gaminama elektros energija. Įrengta Kruonio HAE galia siekia 900 megavatų.

Kruonio HAE yra galingiausia hidroelektrinė Lietuvoje. (Shimatonis, Wikimedia)

Ne visoms hidroelektrinėms reikia užtvankų. Įprastai hidroelektrinės turi dideles užtvankas, kurios suformuoja didelius dirbtinius rezervuarus. Iš šių tvenkinių bėgantis vanduo ir suka uždaras turbinas, kurios suka elektros generatorius. Tokios elektrinės turi daug privalumų. Visų pirma, dažnai jos yra labai galingos, o jų elektros gamybos apimtis galima reguliuoti. Kai elektros poreikis yra mažesnis, galima mažiau vandens nukreipti per turbinas, taip po truputį keliant vandens lygį rezervuare. Padidėjus elektros energijos poreikiui, šis vanduo būtų nukreipiamas į turbinas gaminant daugiau elektros. Kitaip tariant, galima elektros energiją pakeisti potencialia vandens energija.

Tačiau užtvankos kenkia gamtai, trukdo žuvų migracijai, užlieja didelius protus. Todėl egzistuoja ir natūralios upės tėkmės jėgainės. Jų turbinas suka tiesiog sraunios upės, dažnai be jokio tvenkinio

Upės tėkmės elektrinė Mičigane, JAV. (Chris857, Wikimedia (CC BY-SA 3.0)

Hidroelektrinės gali prisidėti prie klimato kaitos. Atsinaujinanti energetika dažnai vadinama tiesiog žaliąja energetika, tačiau yra ne visai taip. Gerai apskaičiuota, suplanuota ir tinkamai įrengta hidroelektrinė gali padėti sumažinti klimato kaitą skatinančių dujų išsiskyrimą. Tačiau dauguma dabartinių tvenkinių yra seni ir, kaip tikriausiai galite atspėti, prastai suplanuoti. Tai reiškia, kad tvenkiniuose kaupiasi augmenija, kuri kuria netolygius, nereguliarius metano išsiskyrimus. Kitaip tariant, ne visos hidroelektrinės yra žaliosios. O ką kalbėti apie dažnai sudarkytą kraštovaizdį, prarastus miškus, natūralius krantus ir taip toliau.

Kavanakos hidroelektrinės rezervuaras Japonijoje. (Qurren, Wikimedia (CC BY-SA 3.0)

Hidroenergija yra labiausiai naudojamas atsinaujinančios energetikos šaltinis. Ir tai nieko keisto – pasaulyje vis dar veikia nemažai įvairių mechaninių hidrojėgainių, kurios suka kokius nors mechanizmus. Šalia to dar pridėkite visas hidroelektrines, kurių gausu ir mūsų šalyje, ir suprasite, kad hidroenergija yra labiausiai naudojamas atsinaujinančios energijos šaltinis. Visgi, elektros energijos iš hidroelektrinių pakanka tik 28,3 milijonams žmonių visame pasaulyje. Skaičiuojama, kad panaudojus visą hidroenergijos potencialą, būtų galima užtikrinti net 40 % viso pasaulinio elektros energijos poreikio.




Niagaros kriokliai – ne tik turizmo objektas. Tikriausiai esate girdėję apie Niagaros krioklius – tai gražus gamtos objektas, gausiai lankomas turistų. Tačiau čia turizmas ir gamtosauga yra derinami su komercine veikla – čia yra kelios hidrojėgainės. Kartu jos gamina 4,4 gigavatus elektros energijos.

Viena iš hidroelektrinių Niagaros kriokliuose JAV pusėje. (Busfahrer, Wikimedia (CC BY 3.0)

Paragvajus eksportuoja nemažai savo hidroenergijos. Paragvajus beveik 100 % savo energijos poreikio patenkina vien tik hidroenergija ir labai daug jos eksportuoja į Argentiną ir Braziliją. Paragvajus yra vienas didžiausių elektros energijos eksportuotojų pasaulyje. Tai įmanoma dėl itin sraunių ir vandeniu turtingų upių. Europoje pagal šį požiūrį pirmauja Norvegija, kuri hidroenergija patenkina 98 % savo poreikių. Vėlgi, nemažai energijos yra eksportuojama į kaimyninę Švediją.

Yacyretá užtvanka – viena didžiausių hidroelektrinių Paragvajuje. (Eby gov py, Wikimedia (CC BY-SA 2.5)

Didžiausios hidroelektrinės yra nepalyginamai galingesnės už didžiausias atomines jėgaines. Manote, kad atominės jėgainės pagamina daug energijos? Žinoma. Štai Kashiwazaki-Kariwa, Japonijoje veikiančios galingiausios atominės elektrinės, galingumas siekia 7965 megavatų – tai yra išties daug. Tačiau galingiausia hidroelektrinė Trijų tarpeklių užtvanka Kinijoje gali pasigirti kur kas didesne galia – net 22500 MW. Galingiausių elektrinių sąraše Kashiwazaki-Kariwa užima šeštą vietą – pirmosios penkios priklauso hidroelektrinėms.

Trijų tarpeklių užtvanka savo galingumu daugiau nei dvigubai lenkia galingiausią pasaulio atominę jėgainę. (Le Grand Portage, Wikimedia (CC BY 2.0)

Kitokios hidroelektrinės. Energiją įmanoma išgauti ir iš kitokio vandens judėjimo, nebūtinai natūralios ūkių tėkmės. Egzistuoja potvynių, bangavimo ir povandeninių srovių jėgainės, kurios gali būti įrengiamos vandenynuose ir jūrose. Tiesa, šios technologijos sunkiai skinasi kelią, nes tokias jėgaines sunku prižiūrėti, jos nepasižymi dideliu efektyvumu.

Video reportažas apie bangų energetikos kilimą ir technologijas

 

Hidroenergija gali būti panaudota ir dyzeliui gaminti. Audi yra užsispyrusiai stengiasi gaminti sintetinius degalus, tačiau jiems reikia nemažai energijos. Laufenburge, Šveicarijoje, atliekami bandymai su hidroenergija. Kadangi hidrojėgainės nuolat gamina energiją, kurios poreikis naktį yra mažesnis, Audi nori ją panaudoti sintetiniam dyzelinui gaminti. Elektros energija elektrolizės būdų vandenį padalina į deguonį ir vandenilį. Vėliau vandenilis reaguoja su CO2, kurį galima paimti iš atmosferos ar gamtinių dujų. Galutiniame etape susidaro e-dyzelis (sintetinis dyzelinas) ir vaškai, kurie gali būti panaudoti kitose pramonės šakose.

Audi sintetinio dyzelino gamybos schema. (Audi nuotrauka)

Perteklinę hidrojėgainių energiją taip pat galima panaudoti hidroakumuliacinėmis elektrinėmis pumpuojant vandenį į aukštuminį rezervuarą. Taip pat galima įkrauti baterijas, tačiau šie būdai dažnai yra brangūs ir komerciškai nepelningi. Audi sumanymas, jei, aišku, jis veiktų kaip planuojama, leistų ne tik panaudoti perteklinę energiją, bet iš jos iš užsidirbti. Kartu dyzeliniai automobiliai mažiau kenktų aplinkai ir sumažėtų priklausomybė nuo iškastinio kuro.



Taip pat skaitykite:

10 įdomių faktų apie vėjo jėgaines;

10 įdomių faktų apie ledus;

10 įdomių faktų apie kruizinius laivus;

10 įdomių faktų apie motociklus;

10 įdomių faktų apie traukinius;

10 įdomių faktų apie traktorius;

10 įdomių faktų apie tankus;

10 įdomių faktų apie sunkvežimius;

10 įdomių faktų apie pasaulio greitkelius;

10 įdomių faktų apie vėjo jėgaines, kurių galbūt nežinojote: kaip atrodo vertikalios ašies vėjo jėgainė, kodėl jos visada baltos ir turi tris mentis? (Video)

10 įdomių faktų apie vėjo jėgaines, kurių galbūt nežinojote: kaip atrodo vertikalios ašies vėjo jėgainė, kodėl jos visada baltos ir turi tris mentis? (Video)

Vėjo jėgainės šiais laikais jau yra įprasta kraštovaizdžio dalis. Visi žino, kad vėjo energija yra švarus būdas užtikrinti mūsų energijos poreikius – vėjo niekada nepritrūksime, o šalia didelių baltų jėgainių nematyti dūmų stulpus kuriančių kaminų. Visgi, apie vėjo jėgaines žinome tikrai ne viską. Todėl šį pirmadienio vakarą kviečiame paskaityti 10 įdomių faktų apie vėjo jėgaines, kurių galbūt nežinojote.

Įdomius faktus siūlome kiekvieną pirmadienį. Praeitą savaitę kvietėme paskaityti 10 įdomių faktų apie sniegaeigius. Jei to dar nepadarėte, siūlome užmesti akį ir į tą straipsnį. O dabar – iškart prie vėjo jėgainių.



Vėjo jėgainės yra senesnės nei manote. Galite pamanyti, kad vėjo jėgainės yra modernių laikų išradimas. Visgi, nesvarbu kiek jums metų, jos yra senesnės už jus. Pirmosios vėjo turbinos, skirtos mechaninei energijai išgauti, buvo pastatytos dar 500-900 metų prieš kristų Persijoje. Aišku, jos suko įvairias mašinas, elektros negamino. Pirmoji elektrą generuojanti vėjo jėgainė buvo pastatyta 1887 metais škotų išradėjo Jameso Blytho. Visgi, tankiai gyvenamoje Europoje toks išradimas nepaplito, o štai JAV išradėjo Charleso F. Brusho automatizuota elektrą gaminanti vėjo jėgainė, sukurta tais pačiais 1887 metais, labiau patraukė žmonių dėmesį. Vėjo jėgainės išplito po nuošalesnes JAV vietoves, kur elektros tinklai nebuvo taip gerai išplėtoti – daugelis nuošalių sodybų turėjo nuosavas vėjo jėgaines.

Charleso F. Brusho Klyvlande 1887 metais pastatyta 18 metrų aukščio vėjo jėgainė. (Wikimedia)

Vėjo jėgainės gali pasiekti labai didelį greitį. Pažvelgus į didelę vėjo jėgainę sunku įsivaizduoti ją labai greitai besisukančią. Tačiau taip gali nutikti. Vėjo jėgainė gali suktis 10-22 apsisukimų per minutę greičiu. Vis tiek neatrodo labai greitai? Sukantis 22 apsisukimų per minutę greičiu mentės galas gali pasiekti didesnį nei 320 km/h greitį. Teoriškai vėjo jėgainės galėtų suktis ir dar greičiau, tačiau tuomet menčių ir mechaninių mazgų susidėvėjimas nusvertų vėjo jėgainių suteikiamus privalumus. Esant didelėms audroms vėjo jėgainės yra sustabdomos apskritai – jos turi stabdžius. O pučiant stipriam vėjui koreguojamas menčių atakos kampas, kad jos suktųsi optimaliu greičiu. Kas nutiktų, jei jos pasiektų per didelį greitį? Iš esmės, jos susinaikintų:

 

Vėjo jėgaines mėgsta ne visi. Kodėl reikėtų nemėgti šių elegantiškų statinių, kurie yra giliai įsirėžę į mūsų civilizacijos istoriją ir dabar gamina švarią elektros energiją? Pasirodo, priežasčių yra daug. Taip, vėjo malūnai kadaise buvo įprastas reiškinys kone kas antrame kaime, tačiau jie buvo nedideli. Vėjo jėgainių aukštis siekia ir 160 metrų, todėl jos labai lengvai pastebimos ir, kaip mano kai kurie žmonės, bjauroja kraštovaizdį. Jau minėjome, kad jų menčių galai gali pasiekti nemažą greitį, todėl nenustebsite sužinoję, kad vėjo jėgainės gali skleisti ir erzinantį garsą. Jis erzina žmones, o štai šikšnosparnius ir, kaip manoma, bites net paklaidina. Vakarėjant ilgi vėjo jėgainių šešėliai gali pasiekti ir žmonių namus – tuomet problema yra šviesos mirgėjimas languose – besisukančios mentys kuria labai nemalonų efektą. Sąrašą būtų galima tęsti – žmonės vėjo jėgainių nemėgsta ir dėl jų gaminamos energijos kainos, ir dėl statymo metu apkraunamų kelių, ir netgi dėl išvaizdos.

Žmonės mano, kad vėjo jėgainės darko kraštovaizdį. (Naturpuur, Wikimedia(CC BY-SA 4.0)

Kodėl vėjo jėgainės yra baltos? Jei jau prakalbome apie išvaizdą, ar pastebėjote, kad beveik visos be išimties vėjo jėgainės yra baltos arba šviesiai pilkos? Pasirodo, taip yra dėl dviejų esminių priežasčių. Pirma, taip vėjo jėgainės lengviau įsilieja į aplinką – jos mažiau pastebimos, todėl ne taip darko kraštovaizdį. Dėl tos pačios priežasties kartais jų stiebo pagrindai yra dažomi žaliai. Kita priežastis skamba visai priešingai – baltą spalvą lengviau pastebėti iš orlaivių. Kraštovaizdis beveik niekada nebūna visai baltas, todėl baltas vėjo jėgainės mentis iš aukštai lengviau pastebėti. Kartais padeda ir raudoni menčių galai, ir įspėjamosios šviesos ant vėjo jėgainės viršaus. Balta taip pat geriau atspindi saulės šviesą, todėl vėjo jėgainės stipriai neįkaista, bet tai jau ne pirminė spalvos pasirinkimo priežastis.

Baltos mentys su raudonomis juostomis yra lengviau pastebimos iš oro, bet nerėžia akies stovint ant žemės. (Peter Spieß, Wikimedia(CC BY-SA 4.0)

Kodėl dauguma vėjo jėgainių turi tris mentis? Vėjo jėgainės mentys turi būti subalansuotos, todėl jų turi būti bent dvi. Didesnių jų skaičius gali padėti iš vėjo išgauti daugiau energijos, tačiau negalima sukurti jėgainės su daugybe menčių ir tikėtis, kad ji veiks efektyviai. Pasiekus tam tikrą ribą efektyvumo augimas jau nebėra žymus ir neatsveria papildomos kainos ir sudėtingumo. Vėjo jėgainių kūrėjai stengiasi suderinti efektyvumą, kaštus ir mechanizmo ilgaamžiškumą. Pasirodo, tam geriausiai tinka trys mentys.




Kai kurios vėjo jėgainės turi apžvalgos aikšteles. Kelios tokios vėjo jėgainės yra Austrijoje, Vokietijoje ir kitose Vakarų Europos ir Šiaurės Amerikos šalyse. Jos tampa turistų traukos centru, padeda iš aukštai apžvelgti apylinkes ir dar geriau įsilieja į vietinį visuomeninį gyvenimą. Įprastai jos įrengiamos prie pat viršūnės, dažnai – netoli kalnų ar kitų ypatingai gražių gamtos kampelių.

Vėjo jėgainė su apžvalgos aikštele Kanadoje. (Jonathon Simister, Wikimedia(CC BY-SA 3.0)

Ateityje vėjo energetika taps vienu iš pagrindinių elektros šaltinių. Pasaulyje vėjo energetika tik plečiasi. Naujos technologijos leidžia išvengti daugelio su vėjo jėgainėmis susijusių problemų, o jėgainės jūrose jau kurį laiką rodo puikius rezultatus. Tačiau tai – tik pradžia. Pasaulinė vėjo energijos taryba prognozuoja, kad iki 2020 metų 15,7 % visos pasaulio elektros energijos bus pagaminama vėjo jėgainių, o jau 2030 metais šis skaičius pasieks 28,5 %.

Vandenyje stovinčios vėjo jėgainės niekam netrukdo ir yra labai efektyvios. (Tycho, Wikimedia(CC BY-SA 3.0)

Egzistuoja kelios vėjo jėgainių rūšys. Jūs geriausiai pažįstate horizontalios ašies vėjo turbinas, tačiau egzistuoja ir vertikalios ašies vėjo jėgainių. Jos yra lengviau prižiūrimos, nes visi mechanizmai yra ant žemės, tačiau nėra tokios efektyvios. Kita vertus, vertikalios ašies vėjo jėgainės gali būti tylesnės, joms nebūtina kaskart prisitaikyti prie vėjo krypties, jų komponentai dažnai yra pigesni.

Didžiausia vertikali vėjo jėgainė pasaulyje – ji stovi Kvebeke, Kanadoje. (ChristianT, Wikimedia(CC BY-SA 3.0)

Vėjo jėgainių priežiūrai netinka aukščio bijantys žmonės. Įprastų vėjo jėgainių mechaniniai ir elektroniniai komponentai yra tiesiai už menčių. Tai reiškia, kad norint atlikti jų priežiūrą reikia pasikelti į labai didelį aukštį, kuris siekia ir 10-160 metrų. Tai, beje, daroma liftu, nebent prižiūrima mažesnė jėgainė – tuomet tenka lipti kopėčiomis. Kartais tenka apžiūrėti ir pačias mentis – reikia patikrinti kaip laikas veikia stiklo pluoštą, kiek jos susidėvėjo. Todėl pasivaikšiojimai lauke, žinoma, su visomis atsargumo priemonėmis, yra būtini. Lauke taip pat atliekami ir tokie kasdieniškai skambantys darbai kaip įspėjamosios lemputės keitimas.

Bet koks būtų pasaulis be ekstremalų – su leidimu galima nuo vėjo jėgainės menties ir nušokti:

 

Perdirbimas taps tikru iššūkiu. Vėjo jėgainių technologija šuoliais juda į priekį. Tai reiškia, kad ateityje teks perdirbti senas jėgaines ir jas keisti naujomis. Tai taps visai nauju iššūkiu, nes mentys yra didžiulės, jos turi ir vidinių komponentų. Manoma, kad daug jų bus paprasčiausiai susmulkintos. Vėjo jėgainių mentys yra gaminamos iš kompozitinių medžiagų, dažniausiai – iš stiklo pluoštu sustiprinto plastiko. Susmulkintos dalys vėliau būtų naudojamos naujų daiktų gamybai, tarp kurių – ir naujos mentys, laivai, automobiliai ir taip toliau.



Tiek įdomių faktų šį pirmadienį. Taip pat kviečiame skaityti:

10 įdomių faktų apie sniegaeigius;

10 įdomių faktų apie sniego valymo mašinas;

10 įdomių faktų apie sraigtasparnius;

10 įdomių faktų apie motociklus;

10 įdomių faktų apie sunkvežimius;

10 įdomių faktų apie traukinius;

10 įdomių faktų apie traktorius;

Apie Nodum

Nodum.lt - įdomiems skaitiniams skirtas puslapis. Čia reguliariai publikuojami straipsniai apie naujausias technologijas, mokslo pasiekimus, automobilių pasaulio naujienas ir kultūrą, patarimus ir visokias internete aptinkamas įdomybes. Didžiausias dėmesys skiriamas žmonėms, kurie kuria, keliauja, myli savo darbą, įdomioms lankytinoms vietoms ir pomėgiams. Nodum.lt - įvairenybių mazgas, jei veikiate ką nors įdomaus, apie ką norėtumėte papaskoti - susisiekite su mumis per mūsų Facebook puslapį ar elektroniniu paštu - nodum2017@gmail.com.