Hidroenergija

Pretvaranje potencijalne ili kinetičke energije u električnu moguće je ostvariti na više načina. Ovdje se može govoriti o konvencionalnim hidroelektranama sa velikim akumulacijskim jezerima koje, iako ne zagađuju atmosferu ne možemo smatrati ekološki čistim izvorima električne energije. Razlog je jednostavan, valika akumulacijska jezera, iako ne zagađuju gasovima okoliš, uveliko narušavaju eko sistem šireg prostora i to ne samo onog dijela koji biva potopljen i ostaje ispod površine jezera nego znatno šire. Prirodna staništa se mijenjaju, nestaju domicilne biljne i životinjske vrste, a prostor u i oko jezera nastanjuju sasvim nove vrste.

Šema dobijanja hidroenergije

Osnovne komponente hidroelektrane su:

1. Vodotok
2. Zahvat vode za HE (ustava sa filterom za grube nečistoće koje bi mogle oštetiti sistem turbine, zasuna..)
3. Napojni cjevovod HE
4. Strojarnica (kućica sa turbinom, zasunskom i generatorskim sistemom (regulacija protoka, snage, i elektroregulacija)
5. Ispusni cjevovod
6. Priključak-izlaz električne energije

Male hidroelektrane

Kada govorimo o ekološki prihvatljivim hidroelektranama onda se u obzir uzimaju samo one koje neće narušiti postojeći eko sistem u njenom okruženju. Pod pojmom male hidroelektrane podrazumijeva se hidrocentrala čija nazivna snaga ne prelazi 5 MW. Dijele se u dvije osnovne grupe i to protočne i derivacijske. Protočna je ona HE kod koje se strojarnica i turbina nalaze neposredno na ili uz vodotok te tako direktno koriste postojeću kinetičku energiju vodotoka, derivacijska je ona koja ima vodozahvat te se cjevovodom voda vodi do strojarnice sa turbinom, koji su smješteni na znatno nižem terenu nego sam zahvat, i time se dobije dodatna kinetička energija (na račun potencijalne).

Druga podjela su tzv. Elektrane sa i bez akumulacije. Elektrane sa akumulacijom (vještačko jezero) imaju ustave koje obezbjeđuju kontinuiran rad za određeni period bez obzira na količinu dotoka vode u akumulaciju, što ih sa ekonomskog aspekta čini boljim. Posebna vrsta derivacijske HE je tzv. reverzibilna HE. Ova vrsta HE ne ovisi o vodotoku nego se radi dvostruka akumulacija. U vrijeme špice potrošnje el. energije iz akumulacije koja se nalazi na većoj nadmorskoj visini se pušta voda u akumulaciju niže nadmorske visine kroz turbinu i tako proizvodi el. energiju, dok se u vrijeme izvan ove špice ta ista voda vraća pumpama nazad. Brane bez akumulacije se smatraju samo one koje ili imaju samo zahvat ili je njihova ustava sa tako malom akumulacijom da ne utiče na okolni biljni i životinjski svijet. Stalnost količine proizvodnje je upitna ali su sa ekološkog aspekta prihvatljivije.

Vrste turbina i generatora kod malih HE

U malim hidroelektranama se koriste dvije osnovne grupe turbina prema dejstvu na radno kolo rotora i to:

• akcione (impulsne) rotor nije potopljen u struji vode te se kod njih koristi samo brzina vode. Prema varijanti konstrukcije najčešće se koriste tzv. Kaplanova, Fransisova i Propelorova turbina
• reakcione koriste i energiju brzine ali i pritiska vode češće su u upotrebi te prema načinu odvođenja i dovođenja vode u turbinu mogu biti: aksijalne, radijalne i dijagonalne a najpoznatije konstrukcije su tzv. Peltonova, Turgo i Crosflow turbina.

Generatori koji se koriste u malim hidroelektranama mogu biti sinhroni i indukcioni (asinhroni)