Palīdziet vietnes attīstībai, daloties ar rakstu ar draugiem!
Ūdens ir vissvarīgākais šķidrums, kas pastāv uz Zemes un piedāvā mums daudz resursu un pakalpojumu. Ūdens ir ļāvis attīstīties dzīvībai, veicinājis klimata regulēšanu un arī apgādā mūs ar enerģiju. Enerģija ir vēl viens no cilvēka nepieciešamākajiem resursiem, jo bez tās mums nebūtu, piemēram, elektrības vai siltuma. Varbūt vislabāk zināmā ūdens enerģijas forma ir hidrauliskā vai hidroelektrostacija, taču to iegūst no citām enerģijām, kas ir kinētiskā un potenciālā enerģija. Šajā Zaļā ekologa rakstā mēs iedziļināsimies izskaidrošanā kāda ir ūdens kinētiskā enerģija lai labāk izprastu ūdens kā enerģijas resursa nozīmi.
Kas ir enerģija: vienkārša definīcija
Pirmkārt, mums ir jāzina, kas ir enerģija. Enerģija tiek saprasta kā objekta spēja veikt darbu un nodot siltumu. Savukārt darbs atbilst piepūlei, kas jāpieliek, lai kādu priekšmetu vai vielu pārvietotu noteiktā attālumā. Bet, kā mēs runājām sākumā, enerģija ir arī siltums, un tāpēc enerģiju var definēt arī kā siltuma plūsma, kas kustas no karsta priekšmeta vai vielas uz aukstāku.
Enerģija To var atrast dažādos veidos, piemēram, gaismā, siltumā, elektrībā, ķīmiskajā enerģijā un/vai mehāniskajā enerģijā. Pēdējais ir balstīts uz matērijas kustību un parasti tiek definēts kā summa kinētiskās un potenciālās enerģijas. Ūdens plūsma ir spilgts šīs mehāniskās enerģijas piemērs, un tālāk mēs redzēsim, no kā sastāv ūdens kinētiskā un potenciālā enerģija.
Kāda ir ūdens kinētiskā enerģija un potenciālā enerģija
The Kinētiskā enerģija tā ir enerģija, kas saistīta ar jebkuru ķermeni, kas ir kustībā. Lai aprēķinātu kinētisko enerģiju, jāņem vērā, ka tās aprēķins ir atkarīgs gan no ķermeņa masas, gan ātruma. Tāpēc, zinot šo vispārīgo kinētiskās enerģijas definīciju, mēs varētu definēt ūdens kinētiskā enerģija kā enerģija, kas nāk no tās kustības vai plūsmas. Jo lielāks ir ūdens tilpums (un masa) un jo lielāks ir tā ātrums, jo lielāka ir tā kinētiskā enerģija.
Tomēr ir vēl viens enerģijas veids, kas ir cieši saistīts ar kinētisko enerģiju, un tas ir potenciālā enerģija. Šī potenciālā enerģija ir vienkārši enerģija, kas potenciāli var tikt pārveidota citā enerģijas formā, parasti kinētiskā. Citiem vārdiem sakot, potenciālā enerģija ir tā, kas tiek glabāta ķermenī un ko var izmantot.
Lai gan ūdenim ir kinētiskā enerģija, tajā ir arī ūdens potenciālā enerģija. Ūdens potenciālā enerģija ir tā, kas tiek uzkrāta ūdenstilpē un, kad tā sāk plūst, tiek pārveidota kinētiskā enerģijā. Potenciālā enerģija lielā mērā ir atkarīga no augstuma, tāpēc ūdenstilpēm, kas atrodas augstāk, ir lielāka potenciālā enerģija. Tādā veidā tām ūdenstilpēm, kuras atrodas aizās vai kurām ir katarakta, ir lielāka potenciālā enerģija un, ja ūdens plūst, arī lielāka kinētiskā enerģija.
Kā darbojas ūdens hidrauliskā enerģija jeb potenciālā un kinētiskā enerģija
Tāpat mēs esam izskaidrojuši ūdens kinētiskā enerģija to var izmantot, kad tas plūst vai kustas. Līdz ar to šo enerģiju var izmantot tādu procesu izpildē kā turbīnas pārvietošana. No otras puses, lai izmantotu augstāko iespējamo kinētisko enerģiju, ir nepieciešama arī maksimālā potenciālā enerģija. Uz šī principa balstās hidrauliskā jauda un šim nolūkam ir nepieciešama dambju būvniecība. Dambji un rezervuāri arī ļauj uzglabāt ūdeni un tādējādi padarīt to pieejamu patēriņam un citām darbībām, piemēram, lauksaimniecībai.
Priekš maksimāli izmantot hidraulisko jaudu Jāņem vērā divi svarīgi faktori:
- Plūsma.
- Ūdenskrituma augstums.
Dambji tiek izmantoti, lai regulētu plūsmu atkarībā no gada laika, kā arī palielinātu ūdenskritumu un tādējādi arī potenciālo enerģiju.
Priekš ražot elektroenerģiju, aizsprosts tiek atvērts un daļa uzkrātā ūdens tiek nolaista, tādējādi pārvēršot potenciālo enerģiju kinētiskā enerģijā. Krītošais ūdens darbina turbīnu, kas ir savienota ar elektroenerģijas ģeneratoru. Tādējādi tiek panākts, ka ūdens, kas lielā ātrumā iet cauri turbīnām, izraisa turbīnu rotācijas kustību, radot elektrību. Tādā veidā elektroenerģiju ražo no ūdens kinētiskās (un potenciālās) enerģijas.
Ir arī citi veidi, kā palielināt ūdenskrituma augstumu. Viens no tiem sastāv no upes ūdens novirzīšanas caur kanālu ar nelielu slīpumu (mazāku nekā upes gultnē). Tādējādi ar šo paņēmienu tiek panākts lielāks nelīdzenums starp kanālu un upes gultni. No otras puses, daudzās valstīs (īpaši jaunattīstības valstīs) ir uzstādītas mazas stacijas ar zemu jaudu, bet kas ļauj saražot pietiekami daudz elektroenerģijas, lai darbinātu mazus reģionus. Tā tas ir Ķīnā vai Kostarikā, kur šie mazie aizsprosti ir galvenais elektroenerģijas avots. Šo miniaturizēto hidrauliskās enerģijas veidu sauc par enerģiju mini hidraulika un tiek uzskatīts par videi draudzīgāku.
Šajā citā Green Ecologist rakstā mēs vairāk runāsim par to, kā darbojas hidrauliskā enerģija, īpaši par to, kas ir mini hidrauliskā enerģija un kā tā darbojas.
Hidrauliskā jauda: priekšrocības un trūkumi
Hidrauliskajai enerģijai, kas iegūta no ūdens kinētiskās enerģijas un potenciāla, ir priekšrocības un trūkumi, tāpat kā visam.
Hidroenerģijas priekšrocības
- To uzskata par atjaunojamu un tīru enerģiju.
- Ļoti stabila enerģijas ražošana.
- Elastīga ražošana, pateicoties ūdens plūsmai.
- Droša enerģija, atšķirībā no citām neatjaunojamām, piemēram, kodolenerģijas.
Hidroenerģijas trūkumi
- Tas atkarīgs no lietavām un atkušņiem, kā arī no tā, vai nav lielu sausumu.
- Vietas tās uzstādīšanai ir ierobežotas.
- Augsts sākotnējais ieguldījums.
- Tam ir ietekme uz vidi, konkrētāk, uz ainavu.
Šajā citā rakstā par hidroenerģijas priekšrocībām un trūkumiem mēs vairāk runāsim par šo tēmu.
Ja vēlaties lasīt vairāk rakstus, kas līdzīgi Kāda ir ūdens kinētiskā enerģija, iesakām ievadīt mūsu Atjaunojamās enerģijas kategoriju.
