Chúng ta làm thế nào để tạo ra điện từ nước?
Thực tế thì năng lượng thủy điện và năng lượng nhiệt điện sản xuất ra điện theo cách giống nhau. Cả hai trường hợp một nguồn năng lượng được sử dụng để làm quay cánh quạt bộ phận này được gọi là tua bin, sau đó chúng sẽ quay một trục kim loại ở trong máy phát điện một loại motor sử dụng để tạo ra điện. Năng lượng nhiệt điện sử dụng hơi nước để làm quay tua-bin, ngược lại thì năng lượng thủy điện lại sử dụng sức nước để làm quay tua bin và kết quả đạt được là tương tự.
Sơ đồ đây mô tả các bộ phận của một nhà máy thủy điện
Reservoir: bể chứa
Intake: đường ống vào nước
Control gate: cổng điều khiển
Penstock: ống dẫn nước
Turbine: tua-bin
Outflow: đường ống thoát nước
Power line: đường dây truyền tải
Power house: trạm điện
Transformer: máy biến thế
Generator:máy phát điện
Dam: đập
Theo lý thuyết là xây dựng đập chặn trên một con sông lớn. Đập được sử dụng để dự trữ nhiều nước vào trong một bể chứa lớn. Gần dưới đáy của đập là chỗ cung cấp nguồn nước đầu vào. Lực tạo ra ra dòng thác đổ từ ống dẫn nước vào đập. Cuối đường ống dẫn nước là tua bin, chúng sẽ quay do có tác động của dòng nước chuyển động. Trục từ tua bin gắn với máy phát điện và chúng sẽ tạo ra điện. Dây chuyền tải điện sẽ nối với máy phát điện để mang điện về các hộ gia đình. Nước tiếp tục đi qua kênh thoát nước ở đằng sau đập. Cách này thì không phải là cách hay để sử dụng được nguồn nước hợp lý khi nguồn nước thoát ra ngoài.
Sơ đồ này sẽ giải thích cụ thể nguyên lí họat động của nhà máy thủy điện
Tua bin thủy lực sẽ chuyển đổi năng lượng thế năng thành cơ năng . Máy phát điện sẽ chuyển đổi cơ năng thành điện năng. Hoạt động của máy phát điện dựa vào nguyên lí do nhà bác học Fa-ra- đây phát hiện ra. Ông phát hiện ra rằng khi từ trường chuyển động trong một một vật dẫn điện sẽ tạo ra một dòng điện chạy quanh nó.Đối với máy phát điện cỡ lớn, nam châm điện sẽ được tạo ra bằng cách cho dòng điện một chiều đi qua các vòng dây quấn quanh các lá thép từ. Đó được gọi là cực từ và được gắn ở bên ngoài rotor. Rotor được gắn vào trục của tua bin và chúng quay với tốc độ có định. Khi rotor quay nó tạo ra cực từ di chuyển qua vật dẫn điện gắn với stator. Và lần lượt theo thứ tự sẽ tạo ra điện có hiệu điện thế tăng lên ở đầu ra của máy phát điện.
Dự trữ nước: sử dụng lại nguồn nước cho những ngày nhu cầu sử dụng điện tăng cao
Nhu cầu sử dụng điện không ổn định, nó thường xuyên thay đổi. Nhu cầu có thể tăng cao hoặc giảm xuống tùy theo từng ngày, và thường thì ban đêm nhu cầu sử dụng điện sẽ ít hơn đối với các hộ gia đình, và doanh nghiệp.
Năng lượng thủy điện cung cấp năng lượng trong khi nhu cầu sử dụng điện vào thời điểm gian cao điểm trong một thời gian ngắn một cách hiệu quả hơn so với nhiên liệu hóa thạch và năng lượng hạt nhân, một trong những cách thực hiện việc này là sử dụng nước dự trữ, việc này sẽ giúp tận dụng lượng nước tương ứng nhiều hơn một lần.
Bơm nước dự trữ là phương pháp giữ nước để phục vụ khi nhu cầu về tiêu thụ năng lượng lên tới đỉnh điểm , việc bơm nước sẽ từ tua bin chảy ngược bể dự trữ khi các hộ tiêu thụ điện ít, chẳng hạn vào lúc nửa đêm. Sau đó, khi nhu cầu sử dụng điện tăng cao, thì nước lại được quay ngược trở lại làm quay tua bin và tạo ra điện.
Bể chứa đóng vai trò như là ắc quy dự trữ năng lượng khi nhu cầu sử dụng năng lượng điện thấp và cung cấp lượng điện tối đa khi vào nhu cầu tiêu thụ điện cao điểm. Ưu điểm của phương pháp này là lượng điện tạo ra có khả năng điều chỉnh tăng áp hay hạ áp nhanh chóng tại đẩu ra của máy phát điện. Chúng hoạt động hiệu quả trong vòng một giờ hoặc vài giờ. Bởi vì bể chứa thường tương đối nhỏ, chi phí xây dựng thấp hơn so với các phương pháp sản xuất điện truyền thống.
nguồn tham khảo: http://water.usgs.gov/edu/hyhowworks.html
