Τι καθορίζει πόση δύναμη μπορεί να γίνει με νερό;
1. Ρυθμός ροής:
* Περισσότερη ροή νερού σημαίνει περισσότερη ισχύ. Ο όγκος του νερού που κινείται μέσω στροβίλου ανά μονάδα χρόνου (π.χ. κυβικά μέτρα ανά δευτερόλεπτο) είναι ένας βασικός καθοριστικός παράγοντας.
* Αυτό σχετίζεται άμεσα με την κεφαλή (εξηγείται παρακάτω).
2. Κεφάλι (ύψος):
* Υψηλότερη κεφαλή =περισσότερη δυναμική ενέργεια =περισσότερη ισχύ. Η διαφορά στην ανύψωση μεταξύ της πηγής νερού και του στροβίλου είναι κρίσιμη.
* Σκεφτείτε το σαν καταρράκτη:όσο υψηλότερη είναι η πτώση, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη του νερού που χτυπά στον πυθμένα.
3. Απόδοση του στροβίλου:
* Οι αποτελεσματικοί στρόβιλοι εξάγουν περισσότερη ισχύ από το νερό. Αυτό εξαρτάται από τον τύπο του στροβίλου, τον σχεδιασμό του και τη συντήρησή του.
* Ορισμένα σχέδια στροβίλων είναι καλύτερα προσαρμοσμένα για ορισμένα ποσοστά ροής και ύψη κεφαλής.
4. Απόδοση γεννήτριας:
* Η γεννήτρια μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια από τον στρόβιλο σε ηλεκτρική ενέργεια. Οι πιο αποτελεσματικές γεννήτριες παράγουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια για την ίδια μηχανική είσοδο.
5. Πυκνότητα νερού:
* Ενώ δεν είναι τόσο σημαντικό όσο ο ρυθμός ροής ή η κεφαλή, το πυκνότερο νερό (όπως το αλμυρό νερό) μπορεί να παράγει ελαφρώς περισσότερη ισχύ.
Η εξίσωση:
Μπορείτε να υπολογίσετε το θεωρητικό δυναμικό ισχύος του νερού χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:
ισχύς (p) =ρ * g * q * h
Οπου:
* p: Ισχύς στο Watts (W)
* ρ: Πυκνότητα νερού (kg/m³)
* g: Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,81 m/s²)
* q: Ρυθμός ροής (m³/s)
* h: Κεφάλι (m)
Παράδειγμα:
Ένα υδροηλεκτρικό φράγμα με ρυθμό ροής 10 m³/s και κεφαλή 100 μέτρων έχει ένα θεωρητικό δυναμικό ισχύος:
P =1000 kg/m³ * 9,81 m/s² * 10 m³/s * 100 m =9,810,000 W (ή 9,81 MW)
Σημαντική σημείωση: Αυτό είναι ένα θεωρητικό μέγιστο. Η ισχύς του πραγματικού κόσμου θα είναι χαμηλότερη λόγω απώλειας στο σύστημα (π.χ. τριβή, αναποτελεσματικότητα του στροβίλου, απώλειες γεννήτριας).
Συνοπτικά, η ποσότητα ισχύος που μπορεί να δημιουργηθεί από το νερό καθορίζεται από τον όγκο του νερού που ρέει, το ύψος από το οποίο πέφτει και η αποτελεσματικότητα του στροβίλου και της γεννήτριας
