Ο Άτακτος
Νικόλαος Στεφανής, τέως Επιθεωρητής Δ.Ε.Η.
Με τον λιγνίτη η κυβέρνηση του Μητσοτάκη εχει ξεπουλήσει και τα ΝΕΡΑ τον ΥΗΣ, Δεν είδα γ αυτό κανενα ενδιαφέρων !!
Υδροηλεκτρική ενέργεια λέγεται η εκμετάλλευση της μηχανικής ενέργειας του τρεχούμενου νερού με σκοπό -κυρίως- την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια πολύ σημαντική πηγή ηλεκτρισμού, με ικανότητα παραγωγής κοντά στο 1 TW, που αποτελεί το 16.5% (3400 TWh) της συνολικής παγκόσμιας προσφοράς. Σε περισσότερες από είκοσι χώρες, η υδροηλεκτρική ενέργεια παρέχει περισσότερο από το 90% της ηλεκτρικής ενέργειας. Οι περισσότερες από τις νέες υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις
βρίσκονται στην Ασία (κυρίως στην Κίνα) και στη Λατινική Αμερική (κυρίως στην Βραζιλία). Η Κίνα έχει μακράν τη μεγαλύτερη εγκατεστημένη ισχύ (210 GW) και στοχεύει σε νέα έργα. Η υδροηλεκτρική ενέργεια παράγει περίπου το 8% του ηλεκτρισμού των ΗΠΑ το οποίο, αν και ακούγεται κάπως μέτριο, εξακολουθεί να είναι σημαντικά περισσότερο από όσο παρέχουν σε συνδυασμό οι άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας κάτι που αποδεικνύει την χρησιμότητα της συγκεκριμένης ανανεώσιμης πηγής ενέργειας. Στις ΗΠΑ και τις άλλες χώρες του Οργανισμού Οικονομικής Συνεργασίας και Ανάπτυξης (ΟΟΣΑ), όπου έχουν ήδη αναπτυχθεί οι καλύτερες τοποθεσίες, η εστίαση έχει μετατοπιστεί από την ανάπτυξη νέων περιοχών στη βελτίωση των υφιστάμενων εγκαταστάσεων, προσθέτοντας δυνατότητες παραγωγής σε υφιστάμενα φράγματα όπου δεν έχουν γίνει ακόμα εγκαταστάσεις υδροηλεκτρικής ενέργειας. Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια εδραιωμένη ώριμη τεχνολογία, αλλά υπάρχει ακόμα ενδιαφέρον στην ανάπτυξη φθηνότερων και καλύτερων τεχνολογιών για εφαρμογές μικρής ισχύος και χαμηλού ύψους πτώσης.Η υδροηλεκτρική ενέργεια έχει ένα σαφές πλεονέκτημα ως προς τις περισσότερες άλλες τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: πρόκειται για μια πολύ πιο ευέλικτη πηγή ενέργειας. Μπορεί να παρέχει ενέργεια φορτίου βάσης, ενέργεια αιχμής, στρεφόμενη εφεδρεία και αποθήκευση ενέργειας. Μπορεί να καλύπτει λεπτό προς λεπτό διακυμάνσεις του φορτίου γρηγορότερα και με μεγαλύτερο εύρος και ευελιξία από ότι τα συμβατικά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας. Όσον αφορά την αποθήκευση, είναι ένα ιδανικό συμπλήρωμα για τις μεταβλητές και απρόβλεπτες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.,
Η ενέργεια που σχετίζεται με το νερό εκδηλώνεται με τρεις τρόπους: ως δυναμική ενέργεια, ως ενέργεια υπό πίεση και ως κινητική ενέργεια. Η ενέργεια σε ένα υδροηλεκτρικό σύστημα ξεκινάει ως δυναμική ενέργεια λόγω του ύψους του πάνω από ένα επιπέδου αναφοράς, σε στάθμη υψηλότερη από αυτή του εργοστασίου παραγωγής ηλεκτρισμού. Το νερό υπό πίεση στον αγωγό πτώσης, όταν ελευθερώνεται, είναι ικανό να παράγει έργο, συνεπώς υπάρχει ενέργεια που οφείλεται σε αυτή την πίεση. Τέλος, καθώς το νερό ρέει, υπάρχει κινητική ενέργεια που σχετίζεται με τη μάζα που κινείται. Βοηθάει να εκφράσουμε καθεμία από τις τρεις μορφές ενέργειας ανά μονάδα βάρους. Στην περίπτωση αυτή, η ενέργεια αναφέρεται ως στήλη ύψους και έχει διαστάσεις μήκους, με μονάδες όπως πόδια στήλης (“feet of head”) ή μέτρα στήλης (“meters of head”). Η συνολική ενέργεια είναι το άθροισμα του ύψους της δυναμικής ενέργειας, του ύψους της πίεσης και του ύψους της κινητικής ενέργειας και δίνεται από:
Ύψος ενέργειας = {\displaystyle z+\left({\frac {p}{\gamma }}\right)+\left({\frac {v^{2}}{2g}}\right)}
όπου
z = στάθμη ύψους (υψόμετρο) πάνω από ένα ύψος αναφοράς (m) ή (f)
p = πίεση (N/m2)
γ = ειδικό βάρος (N/m3)
v = μέση ταχύτητα (m/s)
g = επιτάχυνση της βαρύτητας (9,81 m/s2)
τους υδροηλεκτρικούς σταθμούς (ΥΗΣ) μετατρέπεται η κινητική ή η δυναμική ενέργεια του τρεχούμενου νερού σε μηχανική ενέργεια, μέσω ενός υδροστρόβιλου που λειτουργεί στην περίπτωση αυτή σαν μετατροπέας ενέργειας. Η γεννήτρια, που είναι σε κοινό άξονα με τον υδροστρόβιλο, μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική. Ανάλογα με την υψομετρική διαφορά του νερού οι ΥΗΣ διακρίνονται σε σταθμούς χαμηλής (0-20 m), μέσης (20-100m) και υψηλής πίεσης (>100m). Οι υψομετρικές διαφορές που είναι εκμεταλλεύσιμες κυμαίνονται από μερικά μέτρα, π.χ. 3m, μέχρι και 1500m περίπου. Στην Ελλάδα οι ΥΗΣ είναι, κατά κανόνα, ΥΗΣ δεξαμενής, με ρυθμιζόμενη ισχύ. Οι σταθμοί αυτοί, όπως θα αναλυθεί στη συνέχεια, χρησιμοποιούν το νερό που είναι αποθηκευμένο σε μια δεξαμενή χωρητικότητας της τάξης των 109 m3 . Στο εξωτερικό, σε μεγάλα ποτάμια (Ρήνος), χρησιμοποιούνται και ΥΗΣ φυσικής ροής. Στις περιπτώσεις αυτές χρησιμοποιείται η ροή του ποταμού για την παραγωγή ενέργειας. Η ηλεκτρική ισχύς που αποδίδεται από τη γεννήτρια προκύπτει από το γινόμενο της δυναμικής ενέργειας του νερού επί ένα βαθμό απόδοσης, ο οποίος είναι το γινόμενο της απόδοσης των αγωγών, na = 0,93…0,99 , του στροβίλου nT = 0,85..0,94 και της γεννήτριας nG = 0,95..0,99. Ο ολικός βαθμός n της απόδοσης ενέργειας των ΥΗΣ κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 0,75 έως 0,92.
Η ισχύς που παράγεται από έναν ΥΗΣ δίνεται από τη σχέση:
{\displaystyle P=n\cdot \gamma \cdot Q\cdot H}
όπου
{\displaystyle n=n_{a}\cdot n_{T}\cdot n_{G}}
{\displaystyle \gamma }
{\displaystyle Q}
{\displaystyle H}
Για ένα βαθμό απόδοσης 0,82 η ισχύς είναι:
{\displaystyle P\approx 8\ \cdot Q\cdot H\ (kW)}
όπου Q είναι σε m3/s και H σε m.
Ένα μεγάλο πλεονέκτημα των ΥΗΣ είναι ότι η ισχύς τους ρυθμίζεται σε χρόνους πολύ πιο σύντομους από ότι σε έναν ατμοηλεκτρικό σταθμό. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται σαν ρυθμιστικά εργοστάσια για τη ρύθμιση της ροής της ισχύος στο δίκτυο, εκεί όπου απαιτούνται μικρές χρονικές σταθερές ρύθμισης
Οι ΥΗΣ ανήκουν στα μεγαλύτερα έργα της τεχνικής. Τις περισσότερες φορές συνδυάζουν την παραγωγή ενέργειας και την άρδευση ή ύδρευση μεγάλων περιοχών. Η υλοποίηση τους όμως είναι πολυδάπανη, μακροχρόνια και πολλές φορές επιβάλλει και γενικότερες κοινωνικές μεταβολές, όπως μετακίνηση οικισμών από περιοχές που θα πλημμυρίσουν κατά την δημιουργία ταμιευτήρων νερού. Σήμερα ο μεγαλύτερος ΥΗΣ του κόσμου βρίσκεται στον ποταμό Itaipu, στα σύνορα Βραζιλίας – Παραγουάης. Από όλες τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας η υδροηλεκτρική ενέργεια κατέχει το μεγαλύτερο μερίδιο της παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Η υδροηλεκτρική ενέργεια έχει πολλά οφέλη: είναι ανταγωνιστική ως προς το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας (παρόλο που το αρχικό κόστος κατασκευής μπορεί να είναι υψηλό), είναι αρκετά αξιόπιστη σε σύγκριση με άλλες ανανεώσιμες πηγές και συνδυάζεται καλά με άλλες πηγές, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βασική ισχύς φορτίου. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι δεξαμενές των φραγμάτων μπορούν επίσης να βοηθήσουν στον έλεγχο των πλημμυρών και να είναι αξιόπιστη παροχή νερού για τις κοινότητες.
