Elektrownia wodna

Elektrownia wodna – zakład przemysłowy zamieniający energię potencjalną wody na elektryczną.
Elektrownie wodne są najintensywniej wykorzystywanym źródłem odnawialnej energii. W 2010 roku dostarczyły łącznie 3427 TWh energii elektrycznej, co stanowi 16% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie. Największe elektrownie wodne mają moc przekraczającą 10 GW. Norwegia, Demokratyczna Republika Konga, Paragwaj i Brazylia uzyskują ponad 85% swojej energii elektrycznej z elektrowni wodnych.
Elektrownie wodne są stosunkowo tanim źródłem energii i mogą szybko zmieniać generowaną moc w zależności od zapotrzebowania. Ich wadą jest ograniczona liczba lokalizacji, w których można je budować. Ponadto budowa zapór dla elektrowni wodnych pociąga za sobą zahamowanie naturalnego biegu rzeki i tworzenie zbiorników retencyjnych, drastycznie zmieniających środowisko.

Historia elektrowni wodnych

Energia wodna była używana w młynach wodnych od czasów starożytnych. Po wynalezieniu generatora elektrycznego, możliwe stało się wykorzystanie jej do wytwarzania elektryczności. Pierwsze elektrownie wodne powstały w drugiej połowie XIX wieku. Do 1890 roku w USA powstało ich ponad 200. Moc większości z nich wynosiła kilka kilowatów.
W 1920 roku około 40% energii elektrycznej w USA było produkowane w elektrowniach wodnych. Elektrownie te stawały się stopniowo coraz większe, co pociągnęło za sobą konieczność wprowadzenia prawnych regulacji dotyczących ich wpływu na środowisko. W 1936 powstała Zapora Hoovera o mocy 1345 MW, a w 1942 Zapora Grand Coulee o mocy 6809 MW. Kolejny rekord, 14 GW, ustanowiła Zapora Itaipu uruchomiona w 1984 w Ameryce Południowej. Aktualnie największą moc, 22,5 GW, ma Zapora Trzech Przełomów w Chinach.

Zalety i wady elektrowni wodnej:

zalety:

- darmowa energia
- zastępowanie paliw tymi źródłami energii

- mało szkodliwe dla środowiska
- możliwość korzystania z nich w szerokiej skali na świecie
- nie emitują zanieczyszczeń do środowiska
- nieograniczona ilość energii możliwej do uzyskania
- oszczędzanie zasobów złóż energetycznych
- racjonalne gospodarowanie energią
- nie pociągają za sobą produkcji odpadów
- rosnąca efektywność i sprawność technologii
- obniżanie się kosztów produkcji
- możliwość szybkiego zatrzymywania i uruchamiania elektrowni

- sztuczne zbiorniki wodne gromadzą wodę, zmniejszając ryzyko powodzi
- małe problemy przy utrzymywaniu i eksploatacji

Wady:

- deformacja - w pewnym stopniu - krajobrazu naturalnego
- duże koszty produkcji i budowy
- duży nakład finansowy

- konieczność zalania dużych obszarów i przesiedlenia ludzi
- lokalne zmiany klimatyczne

Energetyka wodna na świecie

Elektrownie wodne są najintensywniej wykorzystywanym źródłem wśród odnawialnych źródeł energii. Działają w 150 krajach i w 2010 roku dostarczyły łącznie 3427 TWh energii elektrycznej, co stanowi 16% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie. Paragwaj i Norwegia opierają swój rynek energii elektrycznej w całości na elektrowniach wodnych.

Elektrownia wodna zwykle nie pracuje z pełną mocą przez cały rok. Stosunek średniej produkcji rocznej do możliwości produkcji przy pracy z pełną mocą nazywa się współczynnikiem wydajności. Poniższa tabela przedstawia kraje wytwarzające najwięcej energii elektrycznej w elektrowniach wodnych.

Dziesięć krajów o największej produkcji energii z energii wodnej (2009)

Kraj	Roczna produkcja (TWh)	Moc elektrowni (GW)	Wydajność	% krajowej energii
Chiny	652,05	196,79	0,37	22,25%
Kanada	369,5	88,974	0,59	61,12%
Brazylia	363,8	69,080	0,56	85,56%
Stany Zjednoczone	250,6	79,511	0,42	5,74%
Rosja	167,0	45,000	0,42	17,64%
Norwegia	140,5	27,528	0,49	98,25%
Indie	115,6	33,600	0,43	15,80%
Wenezuela	85,96	14,622	0,67	69,20%
Japonia	69,2	27,229	0,37	7,21%
Szwecja	65,5	16,209	0,46	44,34%

Największe elektrownie świata

Miejsce	Elektrownia	Kraj	Moc (MW)
1	Zapora Trzech Przełomów	Chiny	20 300
2	Itaipu	Brazylia  Paragwaj	14 000
3	Guri	Wenezuela	10 200
4	Tucurui	Brazylia	8 370
5	Zapora Grand Coulee	Stany Zjednoczone	6 809