Հիդրոէներգիա

[մինի| «[Երեք կիրճ (էլեկտրակայան)|Երեք կիրճերի» ամբարտակ Չինաստանում։ Հզորությամբ աշխարհի ամենամեծ էլեկտրակայանն է:]]
**Հիդրոէներգիա** (-ից «ջուր»), ներկայացնում է թափվող կամ արագ հոսող ջրի օգտագործումը էլեկտրաէներգիա արտադրելու կամ մեքենաներ գործարկելու համար: Դա ձեռք է բերվում ջրի աղբյուրի գրավիտացիոն ներուժը կամ կինետիկ էներգիան էներգիայի վերածելու միջոցով։ Հիդրոէներգիան էներգիայի կայուն արտադրության մեթոդ է:

Հին ժամանակներից ջրաղացներից հիդրոէներգիան օգտագործվել է որպես վերականգնվող էներգիայի աղբյուր ոռոգման և մեխանիկական սարքերի շահագործման համար, ինչպիսիք են ջրաղացները, սղոցարանները, տեքստիլ գործարանները, մուրճերը, նավահանգիստների ծորակները, կենցաղային վերելակները և հանքաքարի ջրաղացները: Թափվող ջրից սեղմված օդ արտադրող տրոմպան երբեմն օգտագործվում է հեռավորության վրա այլ մեխանիզմներ սնուցելու համար։

Հիդրոէներգետիկան ներկայումս օգտագործվում է հիմնականում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, ինչպես նաև կիրառվում է որպես էներգիայի պահպանման համակարգի կես, որը հայտնի է որպես հիդրոկումուլյատոր էլեկտրաէներգիա:

Հիդրոէներգետիկան հանածո վառելիքի գրավիչ այլընտրանք է, քանի որ այն ուղղակիորեն չի արտադրում ածխածնի երկօքսիդ կամ մթնոլորտի այլ աղտոտիչներ և ապահովում է էներգիայի համեմատաբար կայուն աղբյուր: Այնուամենայնիվ, այն ունի տնտեսական, սոցիալական և բնապահպանական թերություններ և պահանջում է բավականաչափ մեծ ջրի աղբյուր, ինչպիսին է գետը կամ բարձրադիր լիճը։ Համաշխարհային բանկի նման միջազգային կազմակերպությունները հիդրոէներգետիկան դիտարկում են որպես տնտեսական զարգացման ցածր ածխածնային միջոց։

## Պատմություն
ձախից|մինի| Ջրի մխոց ''Նոնգշուից'' Վան Չժենի աշխատանքը (1290-1333)
մինի| Սենթ Էնթոնի Ֆոլս, ԱՄՆ, հիդրոէներգիան այստեղ օգտագործվել է ալյուրը մանրացնելու համար։
մինի|Ուղիղ հոսող ջրով աշխատող հանքաքարի ջրաղաց, տասնիններորդ դարի վերջ:
Հայտնի ապացույցները ցույց են տալիս, որ հիդրոէներգետիկայի հիմքերը սկիզբ են առել հին հունական քաղաքակրթությունից։ Այլ տվյալները ցույց են տալիս, որ ջրի անիվը ինքնուրույն հայտնվել է Չինաստանում մոտավորապես նույն ժամանակահատվածում։ Ջրային անիվների և ջրաղացների գոյության վկայությունները վերաբերում են հին Մերձավոր Արևելքին մ. թ. ա. 4-րդ դարում։ Ավելին, տվյալները ցույց են տալիս հիդրոէներգետիկայի օգտագործումը ոռոգման մեքենաների միջոցով հին քաղաքակրթություններում, ինչպիսիք են Շումերը և Բաբելոնիան։ Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ ջրային անիվը ջրի էներգիայի օգտագործման սկզբնական ձևն էր և շարժվում էր մարդկանց կամ կենդանիների կողմից։

Հռոմեական կայսրությունում ջրաղացները Վիտրուվիոսը նկարագրել է մ․թ․ա․ 1-ին դարում։ Բարբեգալի ջրաղացը, որը գտնվում է ժամանակակից Ֆրանսիայի տարածքում, ուներ 16 ջրային անիվ, որոնք օրական վերամշակում էին մինչև 28 տոննա հացահատիկ։ Հռոմեական ջրային անիվները օգտագործվել են նաև մարմարը սղոցելու համար, օրինակ՝ 3-րդ դարի վերջին Հիերապոլիսի սղոցարանը։ Նման սղոցարաններն ունեին ջրային անիվ, որը շարժում էր երկու կռունկ-միացնող ձողեր՝ երկու սղոց վարելու համար։ Այն նաև հայտնվում է 6-րդ դարի երկու Արևելյան Հռոմեական սղոցարաններում, որոնք պեղվել են համապատասխանաբար Եփեսոսում և Գերասում: Այս հռոմեական ջրաղացների կռունկների մեխանիզմը ջրի անիվի պտտվող շարժումը փոխակերպեց սղոցների գծային շարժման։

Ի սկզբանե ենթադրվում էր, որ Չինաստանում Ջրային մուրճերն ու մեխերը Հան դինաստիայի օրոք (մ. թ. ա. 202- մ. թ. 220) սնուցվում էին ջրային շերեփներով։ Այնուամենայնիվ, որոշ պատմաբաններ ենթադրում էին, որ դրանք սնուցվում են ջրային անիվներով: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ենթադրվում էր, որ ջրընդունիչները շարժիչ ուժ չեն ունենա պայթյունի վառարանի փչակները գործարկելու համար։ Շատ տեքստեր նկարագրում են հոնական ջրային անիվը. ամենավաղ տեքստերից են *jijiupian*-ի բառարանը մ. թ. ա. 40 թվականին, Յան Սյունի տեքստը, որը հայտնի է որպես Fangyan մ. թ. ա. 15-ին, ինչպես նաև *Xin Lun*-ը, որը գրել է Խուան Թանը մոտ 20 թվականին։ Նաև այս պահին ինժեներ Դու Շին (մոտ 31 տարեկան) ջրի անիվների ուժը կիրառեց չուգունի դարբնոցում գտնվող մխոց-սիլֆոնի վրա։

Հիդրոէներգետիկայի վաղ օգտագործման մեկ այլ օրինակ կարելի է տեսնել արուգիայում՝ ջրամբարից արձակված ջրային ալիքների ուժի օգտագործումը մետաղական հանքաքարերի արդյունահանման ժամանակ: Այս մեթոդը առաջին անգամ օգտագործվել է Ուելսի Դոլաուկոտի ոսկու հանքերում 75 թվականից ի վեր: Մեթոդը հետագայում զարգացավ Իսպանիայում այնպիսի հանքերում, ինչպիսին է Լաս Մեդուլասը: Արուգիի մեթոդը լայնորեն օգտագործվել է նաև Բրիտանիայում միջնադարում և հետագա ժամանակաշրջաններում կապարի և անագի հանքաքարերի արդյունահանման համար: Այն հետագայում վերածվեց հիդրավլիկ հանքարդյունաբերության 19-րդ դարում Կալիֆոռնիայի ոսկու տենդի ժամանակ։

Իսլամական կայսրությունը զբաղեցնում էր մեծ տարածաշրջան, հիմնականում Ասիայում և Աֆրիկայում, ինչպես նաև հարակից այլ տարածքներում։ Իսլամի ոսկե դարաշրջանում և Արաբական գյուղատնտեսական հեղափոխության ժամանակաշրջանում (VIII-XIII դարեր) հիդրոէներգետիկան լայնորեն օգտագործվել և զարգացել է: Մակընթացային էներգիայի վաղ օգտագործումը առաջացել է հիդրավլիկ գործարանների խոշոր համալիրների հետ միասին։ Տարածաշրջանում օգտագործվել են ջրով աշխատող արդյունաբերական ջրաղացների լայն տեսականի, ներառյալ վալալի, հացահատիկի, թուղթի, սղոցարանի, նավի, դակիչի, պողպատի, շաքարի և մակընթացային ջրաղացներ: 11-րդ դարում իսլամական կայսրության յուրաքանչյուր նահանգում՝ Ալ-Անդալուսից և Հյուսիսային Աֆրիկայից մինչև Մերձավոր Արևելք և Կենտրոնական Ասիա, գործում էին այս արդյունաբերական ձեռնարկությունները։ Մուսուլման ինժեներները նաև օգտագործում էին ջրային տուրբիններ՝ փոխանցումատուփեր կիրառելով ջրաղացներում և ջրի վերացնող մեքենաներում: Նրանք նաև առաջինն էին, որ ամբարտակները օգտագործեցին որպես ջրի էներգիայի աղբյուր, որն օգտագործվում էր ջրաղացների և ջրի բարձրացնող մեքենաների լրացուցիչ էներգիա ապահովելու համար:

Բացի այդ, մուսուլման մեխանիկական ինժեներ Ալ-Ջազարին (1136-1206) իր *«Հանճարեղ մեխանիկական սարքերի գիտելիքների գիրքը»* գրքում նկարագրել է 50 սարքերի ձևավորում: Այս սարքերից շատերը սնուցվում էին ջրով, այդ թվում՝ ժամացույց, գինու մատակարար և գետերից կամ լողավազաններից ջուր բարձրացնող հինգ սարք, որոնցից երեքը սնուցվում էին կենդանիների կողմից, իսկ մեկը կարող էր սնուցվել կենդանիների կամ ջրի կողմից: Բացի այդ, դրանք ներառում էին անսահման ժապավեն՝ կցված սափորներով, ջրհորի կռունկով և մխոցային փականներով փոխադարձ սարք։
մինի|Բենուա Ֆուրներոն, ֆրանսիացի ինժեներ, ով մշակել է առաջին հիդրոտուրբինը։
19-րդ դարում ֆրանսիացի ինժեներ Բենուա Ֆուրներոնը մշակեց առաջին հիդրոտուրբինը։ Այս սարքն իրականացվել է Նիագարայի ջրվեժի առևտրային գործարանում 1895 թվականին և գործում է մինչ օրս։ 20-րդ դարի սկզբին անգլիացի ինժեներ Ուիլյամ Արմսթրոնգը կառուցեց և շահագործեց առաջին մասնավոր էլեկտրակայանը, որը գտնվում էր Նորթումբերլենդի (Անգլիա) Քրագսայդում գտնվող իր տանը։ 1753 թվականին ֆրանսիացի ինժեներ Բեռնար Ֆորեստ դե Բելիդորը հրատարակեց իր «*Հիդրավլիկ ճարտարապետություն*» գիրքը, որը նկարագրում էր ուղղահայաց և հորիզոնական առանցքներով հիդրավլիկ մեքենաներ։

Արդյունաբերական հեղափոխության աճող պահանջարկը նույնպես կխթանի զարգացումը։ Մեծ Բրիտանիայում արդյունաբերական հեղափոխության սկզբում ջուրը էներգիայի հիմնական աղբյուրն էր նոր գյուտերի համար, ինչպիսին է Ռիչարդ Արքրայթի ջրային շրջանակը։ Չնայած ջրի էներգիան իր տեղը զիջեց գոլորշու ուժին շատ խոշոր գործարաններում և ֆաբրիկաներում, այն դեռ օգտագործվում էր 18-րդ և 19-րդ դարերում շատ ավելի փոքր գործողությունների համար, ինչպիսիք են փոքր պայթյունի վառարաններում (օրինակ՝ Դիֆի վառարան) և ջրաղացներում, ինչպիսիք են Սենտ Էնթոնիի ջրվեժի մոտ կառուցվածները, որոնք օգտագործում են 15 մ Միսիսիպիի բարձրության տարբերությունը։

Տեխնիկական առաջընթացը բաց ջրային անիվը վերածել է փակ տուրբինի կամ ջրային շարժիչի: 1848 թվականին բրիտանա-ամերիկացի ինժեներ Ջեյմս Ֆրենսիսը, Lowell's Locks and Canals-ի գլխավոր ինժեները, կատարելագործեց այս կառույցները և ստեղծեց 90 ՕԳԳ տուրբինը %։ Նա կիրառեց գիտական սկզբունքներն ու փորձարկման մեթոդները տուրբինների նախագծման խնդրի վերաբերյալ: Նրա մաթեմատիկական և գրաֆիկական հաշվարկման մեթոդները հնարավորություն են տվել վստահորեն նախագծել բարձր արդյունավետությամբ տուրբիններ, որոնք ճշգրտորեն համապատասխանում են օբյեկտի հոսքի հատուկ պայմաններին: Ֆրենսիսի հիդրոտուրբինը դեռ օգտագործվում է։ 1870-ականներին, հիմնվելով Կալիֆոռնիայի հանքարդյունաբերության մեջ օգտագործման վրա, Լեսթեր Ալան Փելթոնը մշակեց բարձր արդյունավետությամբ իմպուլսային տուրբին Պելթոնի անիվով, որն օգտագործում էր հիդրոէներգիա Սիեռա Նեվադայում բնորոշ բարձր ճնշումից:

## Հաշվարկելով առկա հզորություն
Հիդրոէներգետիկ ռեսուրսը կարելի է գնահատել տնօրինվող հզորությամբ: Հզորությունը կախված է հիդրավլիկ ճնշումից և ծավալային հոսքից: Ջրի ճնշումը մեկ միավորի քաշի (կամ զանգվածի միավորի) էներգիան է։ Ստատիկ ճնշումը համաչափ է այն բարձրությունների տարբերությանը, որի վրա ջուրն ընկնում է: Դինամիկ ջրի ճնշումը կապված է շարժվող ջրի արագության հետ: Ջրի յուրաքանչյուր միավոր կարող է կատարել իր քաշին հավասար աշխատանք, որը բազմապատկվում է գլխով:

Թափվող ջրի հզորությունը կարելի է հաշվարկել՝ ելնելով ջրի հոսքից և խտությունից, անկման բարձրությունից և ինքնահոսով տեղական արագացումից.

:: \dot{W}_{out} =-\eta \ \dot{m} g \ \Delta h =-\eta \ \rho \dot{V} \ g \ \Delta h

: որտեղ
::* \dot{W}_{out} (աշխատանքային ծախս)` օգտակար ելքային հզորություն (վտ):
::* \eta («էտա»)` Տուրբինի ՕԳԳ (չափազուրկ ծավալ)։
::* \dot{m}` զանգվածային ծախս (վայրկյանում կիլոգրամներով)։
::* \rho («ռո»)` ջրի խտությունը (կիլոգրամով մեկ խորանարդ մետրի համար)։
::* \dot{V}` ծավալային ծախս (վայրկյանում խորանարդ մետրով)։
::* g` ինքնահոս արագացում (վայրկյանում մետրերով)։
::* \Delta h («Դելտա h»)` բարձրության տարբերությունը ելքի և մուտքի միջև (մետրերով):

Օրինակ, տուրբինի ելքային հզորությունը 85% արդյունավետությամբ, 80 խորանարդ մետր վայրկյանում և 145 մետր ճնշմամբ, 97 մեգավատ է․

: \dot{W}_{out} = 0.85\times 1000 \ (\text{kg}/\text{m}^3) \times 80 \ (\text{m}^3/\text{s}) \times 9.81 \ (\text{m}/\text{s}^2) \times 145 \ \text{m} = 97 \times 10^6 \ (\text{kg}\ \text{m}^2/\text{s}^3) = 97 \ \text{MW}

Հիդրոէլեկտրակայանների օպերատորները համեմատում են արտադրված ընդհանուր էլեկտրաէներգիան տուրբինով անցնող ջրի տեսական պոտենցիալ էներգիայի հետ՝ արդյունավետությունը հաշվարկելու համար: Արդյունավետության հաշվարկման ընթացակարգերն ու սահմանումները տրվում են փորձարկման կոդերում, ինչպիսիք են ASME PTC 18 և IEC 60041: Տուրբինների դաշտային փորձարկումներն օգտագործվում են արտադրողի արդյունավետության երաշխիքը ստուգելու համար: Հիդրոտուրբինի արդյունավետության մանրամասն հաշվարկը հաշվի է առնում ճնշման կորուստը հիդրավլիկ ջրանցքում կամ ջրատարում հոսքի շփման պատճառով, հոսքի պատճառով ստորին բիֆի մակարդակի բարձրացումը, կայանի գտնվելու վայրը և տարբեր ծանրության, օդի ջերմաստիճանի և բարոմետրիկ ճնշման ազդեցությունը, ջրի խտությունը շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում և առջևի և հետևի ծոցերի հարաբերական բարձրությունները: Ճշգրիտ հաշվարկների համար անհրաժեշտ է հաշվի առնել կլորացման պատճառով սխալները և հաստատունների նշանակալի թվանշանների քանակը:

Որոշ հիդրոէներգետիկ համակարգեր, ինչպիսիք են ջրային անիվները, կարող են էներգիա ստանալ ջրի հոսքից ՝ առանց պարտադիր փոխելու դրա բարձրությունը: Այս դեպքում տնօրինվող հզորությունը հոսող ջրի կինետիկ էներգիան է։ Ավելորդ արտանետվող ջրային անիվները կարող են արդյունավետորեն գրավել էներգիայի երկու տեսակները։ Հոսքի ընթացքը կարող է շատ տարբեր լինել սեզոնից սեզոն: Հիդրոէլեկտրակայանի զարգացումը պահանջում է հոսքի գրառումների վերլուծություն, որոնք երբեմն տևում են տասնամյակներ, հուսալի տարեկան էներգիայի մատակարարումը գնահատելու համար: Ամբարտակները և ջրամբարները ապահովում են էներգիայի ավելի հուսալի աղբյուր՝ հարթեցնելով ջրի հոսքի սեզոնային փոփոխությունները: Այնուամենայնիվ, ջրամբարները զգալի ազդեցություն ունեն շրջակա միջավայրի վրա, ինչպես նաև գետի բնական հոսքի փոփոխությունը։ Ամբարտակի կառուցվածքըպետք է հաշվի առնի ամենավատ դեպքը՝ «հավանական առավելագույն ջրհեղեղը», որը կարելի է ակնկալել տեղում. ջրհեղեղը հաճախ միացված է ամբարտակի շուրջ ջրհեղեղի հոսքերը ուղղորդելու համար: Հիդրոավազանի համակարգչային մոդելը և տեղումների և ձյան տեղումների գրառումները օգտագործվում են առավելագույն ջրհեղեղը կանխատեսելու համար:

## Թերություններ և սահմանափակումներ
Բացահայտվել են հիդրոէներգետիկայի որոշ թերություններ։ Հիդրոէլեկտրակայանի մոտ ապրող մարդիկ շարժվում են շինարարության ընթացքում կամ երբ ջրամբարի ափերը դառնում են անկայուն։ Մեկ այլ հավանական թերություն այն է, որ մշակութային կամ կրոնական վայրերը կարող են արգելափակել շինարարությունը։

Ամբարտակները և ջրամբարները կարող են լուրջ բացասական ազդեցություն ունենալ գետի էկոհամակարգերի վրա, ինչպիսիք են որոշ կենդանիների հոսանքն ի վեր տեղաշարժը կանխելը, հոսանքն ի վար թափվող ջուրը սառեցնելն ու թթվայնացնելը և մասնիկների նստվածքի պատճառով սննդանյութերը կորցնելը։ Գետի ողողատները կազմում են գետի դելտաներ, իսկ ամբարտակները թույլ չեն տալիս վերականգնել այն, ինչ կորել է էրոզիայի արդյունքում։ Խոշոր և խորը ամբարտակներն ու ջրամբարները ծածկում են մեծ տարածքներ, ինչը հանգեցնում է ջերմոցային գազերի արտանետումների ջրի տակ փչացող բուսականությունից: Բացի այդ, պարզվել է, որ հիդրոէներգիան, չնայած ավելի ցածր մակարդակի վրա, քան վերականգնվող էներգիայի մյուս աղբյուրները, արտադրում է մեթան, որը ջերմոցային գազ է, մեթանը կարող է օգտագործվել նաև որպես ջերմոցային գազ: Դա տեղի է ունենում այն ժամանակ, երբ օրգանական նյութերը կուտակվում են ջրամբարի հատակին՝ ջրի դեօքսիգենացիայի պատճառով, որն առաջացնում է անաէրոբ մարսողություն։ Բացի այդ, ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ամբարտակների և ջրամբարների կառուցումը կարող է հանգեցնել որոշ ջրային տեսակների կենսամիջավայրի կորստի։

Ամբարտակների ճեղքումները կարող են աղետալի հետևանքներ ունենալ, ներառյալ մարդկային կորուստները, գույքի կորուստը և հողի աղտոտումը:

## Հավելվածներ
մինի|Հիդրոէներգետիկայի սխեման, որն օգտագործում է ջրի ուժը, այն հոսում է Բրեկոն-Բիկոնս (Ուելս) լեռներից 2017
մինի| Շիշի-օդոսին, որը շարժվում է թափվող ջրով, խախտում է ճապոնական պարտեզի լռությունը, բամբուկե ճոճանակի քարի վրա հարվածելու ձայնով:

### Մեխանիկական հզորություն
#### Ջրաղացներ
Ջրաղացը օգտագործում է հիդրոէներգիան ջրային անիվի կամ ջրային տուրբինի միջոցով՝ մեխանիկական գործընթացը վերահսկելու համար, ինչպիսիք են ֆրեզավորումը (հղկումը), գլորումը կամ ջախջախումը: Նման գործընթացներն անհրաժեշտ են շատ նյութական ապրանքների արտադրության մեջ, ներառյալ ալյուրը, փայտանյութը, թուղթը, տեքստիլը և շատ մետաղական արտադրանք: Այս ջրաղացները կարող են ներառել սղոցարաններ, թղթի գործարաններ, տեքստիլ գործարաններ, ջարդիչ ջրաղացներ, շարժակազմի ջրաղացներ, կորզանելու ջրաղացներ:

Ջրաղացները դասակարգելու հիմնական եղանակներից մեկը անիվի դիրքի որոշումն է (ուղղահայաց կամ հորիզոնական), մեկը սնուցվում է ուղղահայաց ջրային անիվով փոխանցման մեխանիզմի միջոցով, իսկ մյուսը հագեցած է հորիզոնական ջրային անիվով: Առաջին տեսակը կարող է հետագայում առանձնացվել՝ կախված նրանից, թե որտեղ է ջուրը հարվածում անիվի թիակներին, ջրային անիվի ջրաղացներին հրաձգություն, փոխհրաձգություն, դոշիկներ և սկիպիդար (հետևի կրակոց կամ հակադարձ կրակոց): Ջրաղացները դասակարգելու մեկ այլ եղանակ՝ ըստ դրանց գտնվելու վայրի կարևոր հատկության. մակընթացային ջրաղացներն օգտագործում են մակընթացության շարժումը։

#### Սեղմված օդ
Ջրի առատ ճնշումը կարող է օգտագործվել սեղմված օդը ուղղակիորեն առանց շարժվող մասերի արտադրելու համար: Այս կառույցներում ընկնող ջրի սյունը միտումնավոր խառնվում է օդային փուչիկների հետ, որոնք առաջանում են տուրբուլենտության կամ բարձր մակարդակի մուտքի ճնշման Վենտուրի ռեդուկտորի միջոցով: Սա թույլ է տալիս նրան ընկնել լիսեռի մեջ բարձր տանիքով ստորգետնյա պալատի մեջ, որտեղ այժմ սեղմված օդը բաժանվում է ջրից և թակարդում: Ընկղմվող ջրի սյունի բարձրությունը պահպանում է օդի սեղմումը պալատի վերին մասում, մինչդեռ խցիկում ջրի մակարդակից ցածր ընկղմված ելքը թույլ է տալիս ջուրը հետ հոսել դեպի մակերես ավելի ցածր մակարդակի վրա, քան մուտքի անցքը: Սա նշանակում է, որ ջրի սյունը կարող է ավելի բարձր լինել, քան մուտքային սյունը: Խցիկի տանիքում առանձին ելքը ապահովում է սեղմված օդը: Այս սկզբունքի վրա հիմնված կառույցը կառուցվել է Մոնրեալ գետի վրա՝ Ռագեդ Շուտսում, Կոբալտի մոտ 1910 թվականին և ապահովել է մոտակա 5000 ձիաուժ հզորությամբ հանքեր։

### Էլեկտրաէներգիա
Հիդրոէներգիան հիդրոէներգետիկայի ամենամեծ կիրառությունն է։ Հիդրոէներգետիկան արտադրում է համաշխարհային էլեկտրաէներգիայի մոտ 15%-ը և ապահովում է ավելի քան 35 երկրների ընդհանուր էլեկտրամատակարարման առնվազն 50%-ը։

Հիդրոէլեկտրաէներգիայի արտադրությունը սկսվում է կամ տեղանքի բարձրության պատճառով առկա ջրի պոտենցիալ էներգիան կամ շարժվող ջրի կինետիկ էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելով։

Հիդրոէլեկտրակայանները տարբերվում են էներգիայի հավաքման եղանակով: Մի տեսակ ներառում է ամբարտակ և ջրամբար: Ջրամբարի ջուրը հասանելի է ըստ պահանջի էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար՝ անցնելով ամբարտակը ջրամբարին միացնող ջրանցքներով: Ջուրը պտտեցնում է տուրբինը, որը միացված է էլեկտրաէներգիա արտադրող գեներատորին։

Բոլոր նախագծերն էլ սահմանափակումներ ունեն: Օրինակ, ամբարտակի կառուցումը կարող է անհանգստություն առաջացնել մոտակա տարածքների բնակիչների համար: Ամբարտակն ու ջրամբարները զբաղեցնում են համեմատաբար մեծ տարածք, որին կարող են դիմակայել մոտակա բնակավայրերը։ Բացի այդ, ջրամբարները կարող են լուրջ հետևանքներ ունենալ շրջակա միջավայրի վրա, օրինակ՝ վնաս հասցնել հոսանքն ի վար բնակավայրերին։ Մյուս կողմից, ալիքային նախագծի սահմանափակումը էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետության նվազումն է, քանի որ գործընթացը կախված է գետի սեզոնային հոսքի արագությունից: Սա նշանակում է, որ անձրևային սեզոնը մեծացնում է էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը չոր սեզոնի համեմատ։

Հիդրոէլեկտրակայանների չափը կարող է տատանվել փոքր կայաններից, որոնք կոչվում են միկրո ՀԷԿ-եր, մինչև մեծ կայաններ, որոնք այդ էներգիան մատակարարում են ամբողջ երկրին: 2019 թվականի դրությամբ աշխարհի հինգ խոշորագույն էլեկտրակայանները սովորական հիդրոէլեկտրակայաններ են՝ ամբարտակներով։

Հիդրոէլեկտրակայանը կարող է օգտագործվել նաև էներգիան որպես պոտենցիալ էներգիա պահելու համար երկու տանկերի միջև տարբեր բարձրությունների վրա՝ օգտագործելով հիդրոէլեկտրակայաններ: Ջուրը մղվում է ջրամբարներ ցածր պահանջարկի ժամանակահատվածներում, որպեսզի արտադրվի, երբ պահանջարկը բարձր է կամ համակարգի արտադրությունը ցածր է։

Հիդրոէներգետիկայի միջոցով էլեկտրաէներգիայի արտադրության այլ ձևեր ներառում են մակընթացային գեներատորներ, որոնք օգտագործում են օվկիանոսներից, գետերից և արհեստական ջրանցքների համակարգերից արտադրված մակընթացային էներգիան էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։
Պատկեր:Hydroelectric dam-ru.svg|Սովորական հիդրոէլեկտրակայանը հիդրոէլեկտրակայանների արտադրության ամենատարածված տեսակն է:
Պատկեր:Chief Joseph Dam.jpg|Չիֆ Ջոզեֆ Դամը Բրիջպորտի մոտակայքում, Վաշինգտոն, մեծ ջրանցք, առանց զգալի ջրամբարի
Պատկեր:Nw vietnam hydro.jpg|Միկրո ՀԷԿ Վիետնամի հյուսիս-արևմուտքում
Պատկեր:Stwlan.dam.jpg|Ուելսում գտնվող Ֆֆեսթիննոիգ հիդրոակումուլյացիոն համակարգի վերին ջրամբարը և ամբարտակը: Ստորին Էլեկտրակայանը կարող է արտադրել 360 ՄՎտ էլեկտրաէներգիա:


## Անձրևի ուժ
Անձրևը կոչվում է «բնության էներգիայի վերջին չօգտագործված աղբյուրներից մեկը»: Երբ անձրև է գալիս, միլիարդավոր լիտր ջուր կարող է թափվել, որը ճիշտ օգտագործման դեպքում ունի հսկայական էլեկտրական ներուժ։ Հետազոտություններ են իրականացվում անձրևից էներգիա ստանալու տարբեր մեթոդների վերաբերյալ, օրինակ՝ օգտագործելով անձրևի կաթիլների ազդեցության էներգիան: Այս ուսումնասիրությունները շատ վաղ փուլում են, որտեղ փորձարկվում, նախատիպավորվում և ստեղծվում են նոր և զարգացող տեխնոլոգիաներ: Նման ուժը կոչվում էր անձրևի ուժ։ Դա անելու մեթոդներից մեկը հիբրիդային արևային վահանակների օգտագործումն է, որոնք կոչվում են «բոլոր եղանակային արևային վահանակներ», որոնք կարող են էլեկտրաէներգիա առաջացնել ինչպես արևից, այնպես էլ անձրևից։

Ըստ կենդանաբան և ծդասախոս Լուիս Վիլազոնի, «2008 թվակաի ֆրանսիական ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ դուք կարող եք օգտագործել պիեզոէլեկտրական սարքեր, որոնք էներգիա են առաջացնում շարժվելիս, անձրևի կաթիլից 12 միլիվատ արդյունահանելու համարշ։ Դուք կարող եք օգտագործել պիեզոէլեկտրական սարքեր, որոնք էներգիա են առաջացնում, երբ շարժվում եք»: Մեկ տարվա ընթացքում դա կկազմի 0,001 կՎտժ-ից պակաս մեկ քառակուսի մետրի համար, ինչը բավարար է հեռավոր սենսորը սնուցելու համար»: Վիլազոնն առաջարկել է, որ լավագույն կիրառումը կլինի անձրևից ջուր հավաքելը և դրա օգտագործումը տուրբինը քշելու համար՝ տարեկան 3 կՎտժ էներգիայի ենթադրյալ արտադրությամբ 185 մ2 տանիքի համարծ։ Մեքսիկայի տեխնոլոգիական համալսարանի երեք ուսանողների կողմից ստեղծված միկրոտուրբինի վրա հիմնված համակարգը օգտագործվել է էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Pluvia համակարգը «օգտագործում է անձրևաջրերի հոսքը տների տանիքների ջրատարներից՝ գլանաձև պատյանում միկրոտուրբինը պտտելու համար: Այս տուրբինի արտադրած էլեկտրաէներգիան օգտագործվում է 12 վոլտ մարտկոցներ լիցքավորելու համար։

«Անձրևի էներգիա» տերմինը վերաբերում է նաև հիդրոէներգետիկ համակարգերին, որոնք ներառում են անձրևի որսման գործընթացը։

## Ծանոթագրություններ

## Արտաքին հղումներ
* Международная гидроэнергетическая ассоциация
* Гидроэнергетический портал Международного центра гидроэнергетики (ICH) со ссылками на многочисленные организации, связанные с гидроэнергетикой по всему миру.
* ТК 4 МЭК: Гидравлические турбины (Международная электротехническая комиссия — Технический комитет 4) Портал ТК 4 МЭК с доступом к области применения, документам и веб- сайту ТК 4 
* Микро-гидроэнергетика, Адам Харви, 2004 г., Intermediate Technology Development Group. Проверено 1 января 2005 г.
* Системы микрогидроэнергетики, Министерство энергетики США, энергоэффективность и возобновляемые источники энергии, 2005 г.

Կատեգորիա:Էլեկտրաէներգետիկա
Կատեգորիա:Էլեկտրակայաններ
Կատեգորիա:Էներգիա
Կատեգորիա:Հիդրավլիկա
Կատեգորիա:Հիդրոտեխնիկա
Կատեգորիա:Ջուր
Կատեգորիա:Ջրամբարներ
Կատեգորիա:Ջրային պաշարներ
Կատեգորիա:Վերականգնվող էներգիա