ВЕЦ: какво е и как работи

Изграждането на водноелектрическа централа води до необратими социално-екологични въздействия

Дан Майерс на Unsplash изображение

Водноелектрическата централа се формира от набор от работи и оборудване, използвани за производство на електрическа енергия чрез използване на хидравличния потенциал, съществуващ в река. Тази сила се осигурява от потока на реката и от концентрацията на съществуващите неравности по нейното течение, които могат да бъдат естествени или изградени под формата на язовири или чрез отклоняване на реката от естественото й корито за образуване на резервоари. Въпреки че използва възобновяем енергиен източник за производство на електроенергия, водноелектрическата централа причинява необратими социални и екологични въздействия в региона, където е инсталирана.

Какво е водноелектрическа централа?

Хидроелектрическата централа е инженерна работа, която използва силата на водата за производство на електричество. Известна също като водноелектрическа централа или водноелектрическа централа, тя е голяма структура, която се възползва от движението на реките за получаване на електричество. Инсталирането на водноелектрическа централа обаче изисква сложни инженерни работи, които причиняват няколко социално-екологични въздействия върху обекта.

Как работи водноелектрическата централа?

За да се произвежда електроенергия във водноелектрическа централа, е необходимо да има интеграция между потока на реката, неравностите на терена и наличното количество вода. Накратко, водата, която се съхранява в резервоара, се канализира и отвежда към големите турбини. Потокът на тази вода кара турбините да се завъртят и да задействат генераторите, които ще произвеждат електричество.

По този начин има трансформация на механичната енергия, от движението на водата, в електрическа енергия. След като се преобразуват в електрическа енергия, трансформаторите увеличават напрежението на тази енергия, позволявайки й да се движи през преносните потоци и да достига до обекти, които се нуждаят от електрическа енергия.

Системата на водноелектрическа централа се състои от:

Язовир

Целта на язовира е да прекъсне естествения цикъл на реката, създавайки воден резервоар. В допълнение към запазването на този ресурс, резервоарът създава водната междина, улавя вода в достатъчен обем за производство на електричество и регулира потока на реките в периоди на дъжд и суша.

Система за приемане на вода (аддукция)

Тази система се състои от тунели, канали и метални тръбопроводи, които отвеждат водата до електроцентралата.

Електростанция

Именно в тази част на системата се намират турбините, свързани към генератор. Този инструмент позволява на движението на турбините да преобразува кинетичната енергия на движението на водата в електрическа енергия. Има няколко вида турбини, като основните от тях са pelton, kaplan, francis и bulb. Най-подходящата турбина за всяка водноелектрическа централа зависи от височината на падането и потока на реката.

Евакуационен канал

След преминаване през турбините водата се връща в естественото корито на реката през евакуационния канал. Евакуационният канал е разположен между електроцентралата и реката и размерът му зависи от размера на електроцентралата и въпросната река.

Преливник

Преливникът позволява на водата да излиза, ако нивото на резервоара надвишава препоръчаните граници, което обикновено се случва в периоди на дъжд. Преливникът се отваря, когато производството на електричество е нарушено, тъй като нивото на водата е над идеалното ниво; или за да се избегне преливане и наводняване около растението, често срещани събития в много дъждовни периоди.

Видове водноелектрически централи

Растение с река

За да се избегнат загубите, причинени от изграждането на традиционни водноелектрически централи, бяха създадени проточни инсталации, по-устойчив вариант, който не използва големи водоеми, намалявайки структурата на язовирите и размера на наводненията. В този модел силата на течението на реките се използва за генериране на енергия, без да се налага да се съхранява вода.

Растения като Санто Антонио и Жирау, на река Мадейра, и Бело Монте, в Пара, имат своите структури, базирани на концепцията за течението на реката. Въпреки че не се нуждаят от големи резервоари, тези растения поддържат минимален резерв, който да гарантира тяхната работа и стабилност.

Въпреки че има социално-екологични предимства, централата намалява енергийната сигурност на страната. Това е така, защото в периоди на продължителна суша тези структури могат да останат без вода, за да произвеждат електричество, тъй като малките им резервоари не позволяват експлоатация за дълги периоди.

Според експерти алтернатива за компенсиране на ограничения потенциал на тези централи е инвестирането в допълнителни източници. По този начин, в периоди, когато водноелектрическите централи работят с нисък капацитет, може да се използва генериране на енергия чрез вятърни или слънчеви източници, гарантиращи снабдяването и балансирайки въздействията, причинени от всяка една.

Растения с резервоари за натрупване

Водноелектрическите централи с акумулиращи резервоари съхраняват вода и регулират нейната работа, за да отговорят на енергийните нужди. Капацитетът за съхранение се получава чрез язовир, разположен нагоре по течението на централата и в зависимост от капацитета му се говори за сезонно, годишно и свръхгодишно регулиране.

Водноелектрически централи в Бразилия

Бразилия е третият по големина производител на водна енергия в света, след Канада и САЩ. Освен това тя е и третата държава с най-голям хидравличен потенциал, зад Русия и Китай. Около 90% от електричеството, генерирано в Бразилия, идва от водноелектрически централи.

Има малко над 100 водноелектрически централи, разпръснати из цяла Бразилия. Сред тях петима се открояват със способността си да генерират електричество:

Хидроелектрическа централа Itaipu Binacional: разположена на река Парана, обхващаща част от щата Парана и част от Парагвай;
Водноелектрическа централа Бело Монте: намира се на река Сингу, в Пара;
Хидроелектрическа централа Тукуруи: намира се на река Токантинс, също в щата Пара;
Хидроелектрическа централа Жирау: намира се на река Мадейра, в Рондония;
Хидроелектрическа централа Santo Antônio: намира се на река Мадейра, също в Рондония.

Любопитства

Най-голямата водноелектрическа централа в света е Трите клисури, разположена в Китай;
Американското общество на строителните инженери (ASCE) смята завода Itaipu за едно от „Седемте чудеса на съвременния свят“. Това е втората по големина водноелектрическа централа в света и произвежда 20% от търсенето в Бразилия и 95% от търсенето на електричество от Парагвай;
Около 20% от електрическата енергия, произведена в световен мащаб, идва от водноелектрически централи.

Социално-екологични въздействия на водноелектрическа централа

Въпреки че водноелектрическата енергия се счита за възобновяем енергиен източник, докладът на Aneel посочва, че нейният дял в глобалната електрическа матрица е малък и става още по-малък. Подобна нарастваща липса на интерес би била резултат от негативни външни ефекти, произтичащи от изпълнението на проекти с такъв размер, според доклада.

Едно от отрицателните въздействия от въвеждането на водноелектрическа централа е промяната, която тя причинява в начина на живот на населението, живеещо в региона. Важно е да се отбележи, че тези общности често са човешки групи, идентифицирани като традиционни популации (коренни народи, киломболи, крайречни общности на Амазония и други), чието оцеляване зависи от използването на ресурси от мястото, където живеят, особено от реките, и които имат връзки културен ред с територията.

Чиста ли е енергията, генерирана във водноелектрическата централа?

Въпреки че се счита за чист енергиен източник, производството на водноелектрическа енергия допринася за емисиите на въглероден диоксид и метан, два газа, които засилват глобалното затопляне.

Емисията на въглероден диоксид (CO2) се дължи на разлагането на дърветата, които остават над нивото на водата в резервоарите, а отделянето на метан (CH4) се случва чрез разлагането на органичното вещество, намиращо се на дъното на резервоара. С увеличаване на водния стълб се увеличава и концентрацията на метан (CH4). Когато водата достигне турбините на растението, разликата в налягането води до изпускане на метан в атмосферата. Метанът също се отделя във водния път през преливника на растението, когато освен промяната в налягането и температурата водата се пръска на капки.

Тъй като метанът не е включен в процесите на фотосинтеза, той се счита за по-вреден за глобалното затопляне в сравнение с въглеродния диоксид. Това е така, защото голяма част от излъчения въглероден диоксид се неутрализира чрез абсорбции, които се случват в резервоара.

Увреждане на фауната и флората

Основните въздействия от изграждането на водноелектрическа централа за местната фауна и флора са:

Унищожаване на естествената растителност;
Заилване на коритото на реката;
Срутване на бариери;
Изчезване на рибни видове, поради намеса в миграционните и репродуктивните процеси (пирацема);
Подкисляване на водата, когато площта, която ще се използва за резервоара на растението, не е добре почистена;
Загуба на местна водна и наземна флора и фауна;
Поява на сеизмични дейности поради тежестта на водата върху подлежащия скалист субстрат;
Промени във водата в резервоара, свързани с температурата, оксигенирането (разтворен кислород) и рН (поява на подкисляване);
Замърсяване на водата, замърсяване и въвеждане на токсични вещества в резервоарите от потока на пестициди, хербициди и фунгициди от съществуващи насаждения в наводнения регион;
Въвеждане на екзотични видове във водоемите, извън баланс с водосборните екосистеми;
Премахване на крайречна гора;
Увеличение на хищния риболов, от професионални рибари или в развлекателни дейности;
Прилагане на физическа бариера, която предотвратява сезонните миграции на видове, нарушавайки баланса на екосистемата;
Намаляване на улавянето на въглерод от наводнена растителност, допринасяйки за увеличаване на парниковия ефект.

Загуба на почвата

Почвата в наводнената зона ще стане неизползваема за други цели. Това се превръща в централен въпрос в предимно равнинни региони, като региона на Амазонка. Тъй като мощността на централата се дава от връзката между потока на реката и неравностите на терена, ако теренът има ниска неравномерност, трябва да се съхранява по-голямо количество вода, което предполага обширна площ на резервоара.

Промени в хидравличната геометрия на реката

Реките са склонни да имат динамичен баланс между изтичането, средната скорост на водата, натоварването на утайките и морфологията на коритото. Изграждането на резервоари засяга това равновесие и вследствие на това води до промени в хидрологичния и седиментния ред не само на площадката на язовира, но и в околността и в коритото под язовира.

По този начин образуването на резервоари на водноелектрически централи обикновено достига до по-плодородни почви и обработваеми земи, като дезинтегрира местното население, което губи своите исторически характеристики, културна идентичност и връзките си с мястото, в допълнение към промените във водните екосистеми и унищожаването на флората и фауната. на фауната.