Năng lượng nước là gì? Quy trình hoạt động và lợi ích của năng lượng nước

Năng lượng nước được tạo ra bằng cách chuyển đổi động năng từ nước thành năng lượng điện. Để tìm hiểu rõ hơn năng lượng nước là gì? Quy trình hoạt động của năng lượng nước cũng như lợi ích của nguồn năng lượng này, bạn đọc cùng tham khảo tiếp trong bài viết dưới đây.

Năng lượng nước là gì?

Năng lượng nước là năng lượng được tạo ra từ chuyển động của nước, đặc biệt là các dòng chảy qua các con sông và hồ. Đây là một trong những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng nhất và lâu đời nhất mà con người đã khai thác. Ngày nay năng lượng nước đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất điện trên toàn thế giới. 

Trong bối cảnh các nguồn năng lượng hóa thạch dần cạn kiệt và môi trường đang chịu tác động mạnh từ biến đổi khí hậu, năng lượng nước ngày càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

Quy trình hoạt động của năng lượng nước thủy điện

Tích trữ nước

Quy trình sản xuất điện từ năng lượng nước bắt đầu với việc xây dựng đập chắn nước trên sông hoặc suối, tạo ra một hồ chứa lớn. Hồ chứa này không chỉ đảm bảo nguồn nước liên tục mà còn giúp điều chỉnh lưu lượng nước theo nhu cầu sử dụng điện. 

Vào mùa mưa, hồ chứa tích trữ nước dư thừa và giữ cho hệ thống không bị ngập lụt. Trong mùa khô, hồ chứa cung cấp nước ổn định để duy trì hoạt động sản xuất điện.

Chuyển hóa năng lượng thế thành động năng

Tiếp theo, nước tại các hồ chứa sẽ được dẫn qua các đường ống. Nước từ hồ chứa có độ cao lớn, do đó khi nước chảy qua ống dẫn, năng lượng tiềm năng của nước sẽ được chuyển đổi thành năng lượng động học, tức là năng lượng của dòng chảy. Đường ống được thiết kế để tối ưu hóa áp lực nước khi đổ xuống tuabin.

Sản xuất điện năng

Khi nước từ đường ống dẫn chảy vào tuabin, lực của dòng nước sẽ đẩy các cánh quạt của tuabin quay. Tuabin được kết nối trực tiếp với máy phát điện. Khi tuabin quay, trục của tuabin làm quay rotor trong máy phát điện và tạo ra điện năng. 

Máy phát điện chứa các nam châm mạnh và các cuộn dây điện. Khi rotor quay, các nam châm di chuyển quanh cuộn dây, tạo ra một dòng điện từ trường. Chính dòng điện này sẽ được chuyển hóa thành điện năng, sau đó truyền tải vào lưới điện quốc gia để cung cấp cho các hộ gia đình và nhà máy.

Truyền điện

Điện năng sau khi được tạo ra từ máy phát điện sẽ được dẫn vào hệ thống truyền tải điện. Do điện áp của nguồn điện được sản xuất từ năng lượng nước thủy điện có thể thấp hoặc không ổn định, nên trước khi được truyền tải, nguông điện này sẽ được điều chỉnh qua các trạm biến áp. 

Tại các trạm biến áp, điện áp sẽ được tăng lên hoặc giảm xuống tùy theo nhu cầu sử dụng và được truyền đến các khu vực dân cư, doanh nghiệp hoặc khu công nghiệp. Điều này đảm bảo rằng điện năng được phân phối một cách an toàn và hiệu quả.

Lợi ích của năng lượng nước 

Năng lượng nước đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn năng lượng tái tạo và sạch cho toàn cầu. Dưới đây là một số lợi ích quan trọng mà nguồn năng lượng này mang lại: 

Nguồn năng lượng tái tạo quan trọng

Năng lượng nước là một trong những nguồn năng lượng tái tạo lâu đời nhất mà con người biết đến. Hơn nữa, nước là nguồn tài nguyên có thể được tái tạo thông qua chu kỳ tự nhiên. Chu kỳ này bao gồm quá trình bốc hơi nước từ đại dương, sông hồ, ngưng tụ và tạo thành mưa, sau đó nước lại chảy vào các dòng sông và đại dương, cung cấp năng lượng liên tục cho các nhà máy thủy điện.

Giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Lợi ích quan trọng khác của năng lượng nước là khả năng giảm thiểu lượng khí nhà kính và các chất ô nhiễm. Trong khi các nguồn năng lượng hóa thạch, như than đá và dầu mỏ thải ra lượng lớn CO2 và các khí gây hiệu ứng nhà kính, thủy năng không tạo ra khí thải trong quá trình sản xuất điện.

Điều này khiến năng lượng nước trở thành một giải pháp hiệu quả trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu.

Hiệu suất cao và tính ổn định

Hiệu suất chuyển đổi năng lượng cơ học từ nước thành điện năng của các nhà máy thủy điện là rất cao, có thể lên đến 90%. Điều này làm cho năng lượng nước trở thành một trong những nguồn năng lượng hiệu quả nhất hiện nay. 

So với các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng mặt trời hay năng lượng gió, năng lượng nước có tính ổn định và liên tục cao hơn vì không phụ thuộc vào thời tiết hay điều kiện ánh sáng.

Thúc đẩy phát triển kinh tế 

Không chỉ mang lại những lợi ích với môi trường mà năng lượng nước còn đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế và tạo việc làm. Việc xây dựng, vận hành và bảo trì các dự án thủy điện đòi hỏi nguồn nhân lực đáng kể. Do đó điều này tạo ra cơ hội việc làm cho người lao động.

Ngoài ra, các dự án thủy điện còn có thể thúc đẩy phát triển cơ sở hạ tầng địa phương như cầu cống, hệ thống điện và nước. 

Trên đây là một số thông tin giúp bạn hiểu rõ hơn năng lượng nước là gì? Quy trình hoạt động cũng như lợi ích của năng lượng nước. Ngoài ra bạn đọc có thể tham khảo thêm một số bài viết đã có để tìm hiểu thêm ưu và nhược điểm của năng lượng nước nhé.